Τα αυτόνομα αυτοκίνητα είναι αυτοοδηγούμενα οχήματα που μπορούν να λειτουργούν με ελάχιστη, ή ακόμα και μηδενική, ανθρώπινη συνεισφορά. Αυτά τα οχήματα αξιοποιούν την τεχνητή νοημοσύνη (AI) και τις προϋπάρχουσες τεχνολογίες αυτοκινήτου, όπως το προσαρμοστικό cruise control για να αυτοματοποιήσουν την οδηγική εμπειρία.
Τα αυτοοδηγούμενα οχήματα ποικίλλουν σε πολυπλοκότητα από βασικά συστήματα που πρέπει να παρακολουθούνται συνεχώς από ανθρώπινο οδηγό έως συστήματα που είναι ικανά να λειτουργούν υπό οποιεσδήποτε συνθήκες και χωρίς καθόλου ανθρώπινο στοιχείο.
Εταιρείες όπως η Waymo έχουν ήδη αυτόνομα αυτοκίνητα στο δρόμο και αυτοκινητοβιομηχανίες όπως η Tesla, η Ford, η GM και άλλες έχουν αναπτύξει όλες τις δικές τους τεχνολογίες αυτόνομων οχημάτων όπως το Tesla Autopilot, το Argo AI και το GM Cruise.
Πώς λειτουργούν τα αυτόνομα αυτοκίνητα;
Τα αυτόνομα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν έναν συνδυασμό τεχνητής νοημοσύνης και συστημάτων οχημάτων που βασίζονται στα υπάρχοντα Προηγμένα Συστήματα Υποβοήθησης Οδηγού (ADAS) για να δημιουργήσουν κάτι γνωστό ως Αυτοματοποιημένο Σύστημα Οδηγού (ADS).
Η τεχνητή νοημοσύνη στην καρδιά του αυτόνομου αυτοκινήτου λαμβάνει εισόδους από διάφορους αισθητήρες που είναι ενσωματωμένοι στο όχημα και χρησιμοποιεί αυτές τις εισόδους για να δημιουργήσει μια εικόνα του έξω κόσμου. Με αυτήν την εικόνα, σε συνδυασμό με έναν χάρτη της περιοχής και τα δεδομένα του Παγκόσμιου Δορυφόρου Εντοπισμού Θέσης (GPS), το αυτόνομο όχημα μπορεί με ασφάλεια να σχεδιάσει μια πορεία στο περιβάλλον του.
Για να μετακινηθείτε από το ένα σημείο στο άλλο, η τεχνητή νοημοσύνη αγγίζει τα συστήματα οχημάτων, όπως ηλεκτρονικά χειριστήρια γκαζιού, φρένων και διεύθυνσης. Όταν οι αισθητήρες του οχήματος, που μπορεί να περιλαμβάνουν τα πάντα, από ραντάρ έως λέιζερ, ανιχνεύουν ένα αντικείμενο όπως πεζό ή άλλο όχημα, η τεχνητή νοημοσύνη έχει σχεδιαστεί για να λαμβάνει άμεσα διορθωτικά μέτρα για την αποφυγή ατυχήματος.
Εκτός από τα πλήρη χειριστήρια τεχνητής νοημοσύνης, τα αυτόνομα αυτοκίνητα συνήθως σχεδιάζονται με την επιλογή για πλήρη έλεγχο του οδηγού. Σε οχήματα όπως αυτό, το ADS λειτουργεί ως ένα πολύ προηγμένο είδος cruise control, όπου ο οδηγός μπορεί να πάρει ή να παραιτηθεί από τον έλεγχο όποτε θέλει.
Μερικά αυτόνομα αυτοκίνητα έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν χωρίς καμία ανθρώπινη συνεισφορά, αν και η νομιμότητα των αυτοκινήτων χωρίς οδηγό διαφέρει από το ένα μέρος στο άλλο.
Βασικές τεχνολογίες που επιτρέπουν σε ένα αυτοκίνητο να οδηγεί μόνο του
Για να οδηγεί ένα αυτοκίνητο μόνο του, πρέπει να αξιοποιήσει μια σειρά από τεχνολογίες που υπάρχουν στα οχήματά μας για χρόνια, και σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη και για δεκαετίες. Το αυτοκίνητο πρέπει να διατηρεί ηλεκτρονικό έλεγχο σε κάθε σύστημα, από τον κινητήρα και το κιβώτιο ταχυτήτων μέχρι τα φρένα, και χρειάζεται κάποιο είδος τεχνητής νοημοσύνης για να τα συνδέσει όλα μαζί.
Οι περισσότερες από τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται σε αυτόνομα αυτοκίνητα είναι γνωστές ως Προηγμένα Συστήματα Υποβοήθησης Οδήγησης, επειδή σχεδιάστηκαν για να κάνουν την οδηγική εμπειρία πιο άνετη και λιγότερο επικίνδυνη.
Ακολουθούν μερικές από τις πιο σημαντικές τεχνολογίες που στηρίζουν τα αυτόνομα οχήματα:
- Τεχνητή νοημοσύνη: Τα αυτόνομα αυτοκίνητα δεν θα ήταν δυνατά χωρίς την τεχνητή νοημοσύνη. Αυτά τα οχήματα ελέγχονται από προγράμματα τεχνητής νοημοσύνης που αναπτύσσονται και εκπαιδεύονται μέσω μηχανικής εκμάθησης, ώστε να μπορούν να διαβάζουν τα δεδομένα από μια ποικιλία αισθητήρων που είναι ενσωματωμένοι σε ένα όχημα και στη συνέχεια να προσδιορίζουν την καταλληλότερη ενέργεια σε κάθε δεδομένη κατάσταση.
- Drive-by-wire: Αυτά τα συστήματα υπάρχουν σε κανονικά οχήματα εδώ και χρόνια και βασικά αντικαθιστούν τις μηχανικές συνδέσεις με ηλεκτρικές συνδέσεις και χειριστήρια. Αυτό καθιστά πολύ πιο εύκολο για μια ενσωματωμένη τεχνητή νοημοσύνη να ελέγχει κάθε μεμονωμένο σύστημα, όπως το τιμόνι, η επιτάχυνση και το φρενάρισμα.
- Διατήρηση λωρίδας: Αυτά τα συστήματα σχεδιάστηκαν αρχικά για να βοηθούν τους ανθρώπους οδηγούς να αποφεύγουν να παρασύρονται από τη λωρίδα τους στην κυκλοφορία, αλλά τα αυτόνομα οχήματα χρησιμοποιούν πολλούς από τους ίδιους τύπους αισθητήρων και τεχνικών.
- Αυτόματο φρενάρισμα: Αυτό είχε αρχικά σχεδιαστεί για την πρόληψη ατυχημάτων με αυτόματη ενεργοποίηση των φρένων σε καταστάσεις όπου ο οδηγός είναι πολύ αργός για να ενεργήσει. Τα αυτόνομα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν παρόμοια τεχνολογία σε πολύ ευρύτερη κλίμακα.
- Adaptive cruise control: Αυτό είναι ένα άλλο σύστημα που σχεδιάστηκε αρχικά για να βοηθά τους οδηγούς, σε αυτήν την περίπτωση αυξάνοντας και μειώνοντας δυναμικά την ταχύτητα σε σχέση με τη γύρω κυκλοφορία. Τα αυτόνομα αυτοκίνητα πρέπει να κάνουν την ίδια βασική εργασία εκτός από οτιδήποτε άλλο θα έκανε συνήθως ο οδηγός.
Βαθμοί αυτονομίας: Μπορούν πραγματικά τα αυτόνομα αυτοκίνητα να είναι χωρίς οδηγό;
Η ανάπτυξη των αυτόνομων αυτοκινήτων ήταν μια αργή πορεία προόδου, όχι ένας διακόπτης που κάποιος αποφάσισε να γυρίσει μια μέρα. Ξεκίνησε τη δεκαετία του 1950 με μερικά από τα πρώτα χαρακτηριστικά ασφάλειας και άνεσης που έγιναν συνηθισμένα με την πάροδο του χρόνου, όπως αντιμπλοκάρισμα φρένων και cruise control, και επιταχύνθηκε τη δεκαετία του 2000 με το ADAS όπως το προσαρμοζόμενο cruise control και το αυτόματο φρενάρισμα.
Δεδομένου ότι τα αυτόνομα αυτοκίνητα έχουν φτάσει μέσα από μια τόσο αργή και σταδιακή διαδικασία, η Εταιρεία Μηχανικών Αυτοκινήτου (SAE) ανέπτυξε μια κλίμακα αυτοματισμού πέντε επιπέδων.
Αυτή η κλίμακα περιγράφει τα πάντα, από τα εντελώς χειροκίνητα οχήματα του χθες έως το είδος των πλήρως αυτοματοποιημένων οχημάτων που αναμένεται να εμφανιστούν σε ορόφους εκθεσιακών χώρων και αυτοκινητόδρομους έως το 2020.
Αυτά είναι τα επίπεδα αυτοματισμού που μπορεί να έχει ένα όχημα:
Επίπεδο 0: Χωρίς αυτοματισμό
Αυτά είναι παραδοσιακά οχήματα που απαιτούν συνεχή συμβολή του οδηγού για να λειτουργήσουν. Αυτά τα οχήματα δεν διαθέτουν καν χαρακτηριστικά όπως αντιμπλοκάρισμα φρένων ή cruise control.
Επίπεδο 1: Βοήθεια οδηγού
Αυτά τα οχήματα εξακολουθούν να ελέγχονται εξ ολοκλήρου από τον οδηγό, αλλά περιλαμβάνουν ορισμένα κοινά συστήματα υποβοήθησης του οδηγού. Ένα όχημα σε αυτό το επίπεδο θα περιλαμβάνει συνήθως βασικά χαρακτηριστικά όπως το cruise control.
Επίπεδο 2: Μερικός Αυτοματισμός
Σε αυτό το στάδιο, τα αυτοκίνητα αποκτούν κάποιο επίπεδο αυτοματοποιημένου ελέγχου σε λειτουργίες όπως η επιτάχυνση, το φρενάρισμα και το τιμόνι. Ο οδηγός εξακολουθεί να έχει τον απόλυτο έλεγχο του οχήματος και ένα όχημα σε αυτό το επίπεδο δεν μπορεί να οδηγήσει μόνο του χωρίς άνθρωπο οδηγό.
Οχήματα όπως αυτό έχουν συνήθως ADAS όπως αυτοματοποιημένο φρενάρισμα, προσαρμοστικό cruise control και κάποιο είδος συστήματος διατήρησης λωρίδας.
Επίπεδο 3: Αυτοματισμός υπό όρους
Τα οχήματα σε αυτό το επίπεδο περιλαμβάνουν ADS, επομένως είναι τεχνικά αυτόνομα. Αυτά τα αυτοκίνητα είναι σε θέση να πλοηγούνται από το ένα μέρος στο άλλο, να εντοπίζουν κινδύνους και να αντιδρούν σε αυτούς. Η παρουσία ανθρώπινου οδηγού εξακολουθεί να απαιτείται σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης και ο οδηγός πρέπει να παραμένει σε εγρήγορση και έτοιμος να αναλάβει τον έλεγχο.
Κάθε σύστημα σε οχήματα σε αυτό το επίπεδο πρέπει να είναι αυτοματοποιημένο και αυτά τα αυτοκίνητα απαιτούν επίσης εκτεταμένη ικανότητα τεχνητής νοημοσύνης για να λειτουργούν με ασφάλεια χωρίς τη συνδρομή ανθρώπινου οδηγού.
Επίπεδο 4: Υψηλός αυτοματισμός
Σε αυτό το επίπεδο, ένα όχημα είναι πλήρως αυτοματοποιημένο. Είναι σε θέση να πλοηγείται με ασφάλεια από το ένα μέρος στο άλλο στις περισσότερες συνθήκες. Κάτω από ορισμένες συνθήκες και σε ορισμένες περιπτώσεις, το αυτοκίνητο μπορεί να εξακολουθεί να χρειάζεται ανθρώπινη συνεισφορά.
Αυτός ο τύπος αυτόνομου αυτοκινήτου είναι τεχνικά ικανός να αποδίδει χωρίς την παρουσία ανθρώπινου χειριστή, αλλά μπορεί να περιλαμβάνεται η επιλογή για έναν ανθρώπινο χειριστή να αναλάβει τον έλεγχο.
Επίπεδο 5: Πλήρης αυτοματισμός
Τα οχήματα σε αυτό το επίπεδο αυτοματισμού είναι πραγματικά αυτόνομα και μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς οδηγό σε όλες τις συνθήκες οδήγησης. Ανάλογα με το σχεδιασμό, ένας ανθρώπινος χειριστής μπορεί να έχει την επιλογή να αναλάβει χειροκίνητο έλεγχο, αλλά αυτοί οι τύποι οχημάτων έχουν σχεδιαστεί για να μην απαιτούν τέτοιου είδους παρέμβαση.
Ποια είναι τα οφέλη των αυτόνομων αυτοκινήτων;
Το πρωταρχικό όφελος των αυτόνομων αυτοκινήτων και η κινητήρια δύναμη πίσω από την ανάπτυξη αυτόνομων αυτοκινήτων είναι η ασφάλεια. Σύμφωνα με το NHTSA, περισσότερο από το 90 τοις εκατό όλων των σοβαρών ατυχημάτων προκαλούνται από απλό ανθρώπινο λάθος. Η βασική ιδέα είναι ότι εάν το ανθρώπινο στοιχείο μπορούσε να αφαιρεθεί πλήρως από την εξίσωση, θα μπορούσαν να σωθούν πολλές ζωές.
Εκτός από τις μεγάλες απώλειες ζωών που προκαλούνται από τροχαία ατυχήματα κάθε χρόνο, υπάρχει εξίσου τεράστιος οικονομικός αντίκτυπος από αυτά τα γεγονότα. Σύμφωνα με το NHTSA, τα ατυχήματα κοστίζουν εκατοντάδες δισεκατομμύρια δολάρια κάθε χρόνο λόγω μειωμένης δραστηριότητας στο χώρο εργασίας, ζημιών και απώλειας οικονομικής δραστηριότητας.
Το πιο πρακτικό όφελος των αυτόνομων αυτοκινήτων είναι ότι θα μπορούσαν ενδεχομένως να μειώσουν την κυκλοφοριακή συμφόρηση λειτουργώντας πιο αποτελεσματικά. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε μικρότερους χρόνους μετακίνησης για πολλούς οδηγούς. Επιπλέον, οι οδηγοί θα μπορούν να χρησιμοποιούν το χρόνο μετακίνησης τους για να διαβάζουν, να ενημερώνονται για τις ειδήσεις, να προετοιμάζονται για τη δουλειά ή να συμμετέχουν σε άλλες παραγωγικές εργασίες.
Ένα άλλο όφελος που θα μπορούσαν να προσφέρουν τα αυτόνομα αυτοκίνητα είναι η αυξημένη κινητικότητα για τους ηλικιωμένους και τα άτομα με ειδικές ανάγκες. Δεδομένου ότι αυτά τα οχήματα μπορούν να λειτουργούν πλήρως αυτόνομα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια από άτομα με μειωμένη όραση και χρόνους αντίδρασης, ακόμη και καταστάσεις όπως η τετραπληγία που κανονικά θα καθιστούσαν πολύ δύσκολη ή αδύνατη την ασφαλή οδήγηση ενός μηχανοκίνητου οχήματος.
Με την ικανότητα να φτάνουν στη δουλειά, ραντεβού ή ακόμα και να ψωνίζουν για παντοπωλεία, ένας μεγάλος αριθμός ηλικιωμένων και ατόμων με αναπηρία μπορεί να είναι σε θέση να διατηρήσει ένα πολύ υψηλότερο επίπεδο αυτονομίας από αυτό που θα ήταν δυνατό χωρίς πρόσβαση σε αυτοκίνητο χωρίς οδηγό.
Το πρόβλημα με τα περισσότερα από αυτά τα οφέλη είναι ότι τα αυτοματοποιημένα αυτοκίνητα μεταφέρουν την πλήρη αξία του οφέλους μόνο όταν υπάρχει επαρκής αριθμός αυτών των οχημάτων στο δρόμο.
Για παράδειγμα, τα αυτόνομα αυτοκίνητα μπορούν να αφαιρέσουν το ανθρώπινο στοιχείο από ατυχήματα μόνο όταν δεν υπάρχουν άνθρωποι οδηγοί στο δρόμο. Ομοίως, τα αυτόνομα αυτοκίνητα θα μπορούσαν να μειώσουν την κυκλοφοριακή συμφόρηση μόνο εάν τα περισσότερα οχήματα στο δρόμο είναι χωρίς οδηγό.
Μέχρι να γίνουν τα αυτόνομα αυτοκίνητα το νέο κανονικό, το κύριο όφελος από τη χρήση ενός είναι κυρίως ένας παράγοντας ευκολίας, με κάποια προσοχή στην ασφάλεια.
