Mașinile autonome sunt vehicule autonome care sunt capabile să funcționeze cu o intervenție umană minimă sau chiar zero. Aceste vehicule folosesc inteligența artificială (AI) și tehnologiile auto preexistente, cum ar fi controlul adaptiv al vitezei de croazieră, pentru a automatiza experiența de conducere.
Vehiculele cu conducere autonomă variază în complexitate, de la sisteme de bază care trebuie monitorizate constant de către un șofer uman, la sisteme care sunt capabile să funcționeze în orice condiții și fără niciun element uman.
Companii precum Waymo au deja mașini autonome pe drum, iar producătorii de automobile precum Tesla, Ford, GM și alții și-au dezvoltat cu toții propriile tehnologii pentru vehicule autonome, cum ar fi Tesla Autopilot, Argo AI și GM Cruise.
Cum funcționează mașinile autonome?
Mașinile autonome folosesc o combinație de inteligență artificială și sisteme de vehicule bazate pe sistemele avansate de asistență pentru șofer (ADAS) existente pentru a crea ceva cunoscut sub numele de Sistem automatizat de șofer (ADS).
Inteligenta artificială din inima mașinii autonome preia intrări de la diverși senzori care sunt încorporați în vehicul și folosește acele intrări pentru a crea o imagine a lumii exterioare. Cu această imagine, combinată cu o hartă a zonei și cu datele GPS (Global Positioning Satellite), vehiculul autonom poate trasa în siguranță un curs prin mediul său.
Pentru a trece de la un punct la altul, AI accesează sistemele vehiculului, cum ar fi comenzile electronice ale accelerației, frânei și direcției drive-by-wire. Atunci când senzorii vehiculului, care pot include totul, de la radar la lasere, detectează un obiect precum un pieton sau un alt vehicul, AI este proiectat să ia măsuri corective imediate pentru a evita un accident.
Pe lângă controalele complete AI, mașinile autonome sunt de obicei proiectate cu opțiunea de control complet al șoferului. În astfel de vehicule, ADS acționează ca un tip foarte avansat de control al vitezei de croazieră, în care șoferul poate prelua sau renunța la control oricând dorește.
Unele mașini autonome sunt proiectate să funcționeze fără nicio intervenție umană, deși legalitatea mașinilor fără șofer variază de la un loc la altul.
Tehnologii cheie care permit unei mașini să se conducă singură
Pentru ca o mașină să se conducă singură, trebuie să folosească o serie de tehnologii care au fost în vehiculele noastre de ani de zile și, în unele cazuri, chiar de decenii. Mașina trebuie să mențină controlul electronic asupra fiecărui sistem, de la motor și transmisie până la frâne, și are nevoie de un anumit tip de inteligență artificială pentru a le lega pe toate.
Majoritatea tehnologiilor care sunt utilizate în mașinile autonome sunt cunoscute sub denumirea de Sisteme avansate de asistență a șoferului, deoarece au fost concepute pentru a face experiența de conducere mai confortabilă și mai puțin periculoasă.
Iată câteva dintre cele mai importante tehnologii care stau la baza vehiculelor autonome:
- Inteligenta artificiala: masinile autonome nu ar fi posibile fara inteligenta artificiala. Aceste vehicule sunt controlate de programe AI care sunt dezvoltate și antrenate prin învățarea automată pentru a putea citi datele de la o varietate de senzori încorporați într-un vehicul și apoi determina cea mai potrivită acțiune în orice situație dată.
- Drive-by-wire: Aceste sisteme sunt prezente în vehiculele obișnuite de ani de zile și, practic, înlocuiesc conexiunile mecanice cu conexiuni și comenzi electrice. Acest lucru face mult mai ușor pentru o IA încorporată să controleze fiecare sistem individual, cum ar fi direcția, accelerația și frânarea.
- Păstrarea benzii de circulație: aceste sisteme au fost concepute inițial pentru a ajuta șoferii umani să evite devierea din banda lor în trafic, dar vehiculele autonome folosesc multe dintre aceleași tipuri de senzori și tehnici.
- Frânare automată: aceasta a fost concepută inițial pentru a preveni accidentele prin aplicarea automată a frânelor în situațiile în care șoferul este prea lent pentru a acționa. Mașinile autonome folosesc tehnologie similară la o scară mult mai largă.
- Control adaptiv de croazieră: acesta este un alt sistem care a fost conceput inițial pentru a-i ajuta pe șoferi, în acest caz prin creșterea și scăderea dinamică a vitezei în raport cu traficul din jur. Mașinile autonome trebuie să facă aceeași sarcină de bază, în plus față de orice altceva ar face șoferul în mod normal.
Grade de autonomie: pot fi cu adevărat mașinile autonome fără șofer?
Dezvoltarea mașinilor autonome a fost un marș lent al progresului, nu un comutator pe care cineva a decis să-l răstoarne într-o zi. A început în anii 1950 cu unele dintre primele caracteristici de siguranță și confort care au devenit obișnuite în timp, cum ar fi frânele antiblocare și controlul vitezei de croazieră, și a accelerat în anii 2000 cu ADAS, cum ar fi controlul adaptiv de croazieră și frânarea automată.
Deoarece mașinile autonome au ajuns printr-un proces atât de lent și progresiv, Society of Automotive Engineers (SAE) a dezvoltat o scară de automatizare pe cinci niveluri.
Această scală descrie totul, de la vehiculele complet manuale de ieri până la tipul de vehicule complet automatizate care se așteaptă să apară pe podelele showroom-urilor și pe autostrăzi până în 2020.
Acestea sunt nivelurile de automatizare pe care le poate avea un vehicul:
Nivel 0: Fără automatizare
Acestea sunt vehicule tradiționale care necesită intervenția constantă a șoferului pentru a funcționa. Aceste vehicule nici măcar nu au funcții precum frâne antiblocare sau controlul vitezei de croazieră.
Nivelul 1: Asistență pentru șofer
Aceste vehicule sunt încă controlate în întregime de către șofer, dar includ unele sisteme comune de asistență pentru șofer. Un vehicul la acest nivel va include de obicei funcții de bază, cum ar fi controlul vitezei de croazieră.
Nivelul 2: automatizare parțială
În această etapă, mașinile obțin un anumit nivel de control automat asupra funcțiilor precum accelerația, frânarea și direcția. Șoferul deține încă controlul suprem asupra vehiculului, iar un vehicul la acest nivel nu se poate conduce singur fără un șofer uman.
Vehiculele ca acesta au de obicei ADAS, cum ar fi frânarea automată, controlul adaptiv al vitezei de croazieră și un anumit tip de sistem de menținere a benzii.
Nivelul 3: automatizare condiționată
Vehiculele de la acest nivel includ un ADS, deci sunt autonome din punct de vedere tehnic. Aceste mașini sunt capabile să navigheze dintr-un loc în altul, să identifice pericolele și să reacționeze la acestea. Prezența unui șofer uman este încă necesară în caz de urgență, iar șoferul trebuie să rămână alert și gata să preia controlul.
Fiecare sistem din vehicule la acest nivel trebuie să fie automatizat, iar aceste mașini necesită, de asemenea, o capacitate extinsă de inteligență artificială pentru a funcționa în siguranță, fără intervenția unui șofer uman.
Nivelul 4: automatizare ridicată
La acest nivel, un vehicul este complet automatizat. Este capabil să navigheze în siguranță dintr-un loc în altul în majoritatea condițiilor. În anumite condiții și în anumite circumstanțe, mașina poate necesita în continuare intervenția umană.
Acest tip de mașină autonomă este capabil din punct de vedere tehnic să funcționeze fără prezența unui operator uman, dar poate fi inclusă opțiunea ca un operator uman să preia controlul.
Nivelul 5: automatizare completă
Vehiculele la acest nivel de automatizare sunt cu adevărat autonome și pot funcționa fără șofer în toate condițiile de conducere. În funcție de design, un operator uman poate avea opțiunea de a prelua controlul manual, dar aceste tipuri de vehicule sunt concepute pentru a nu necesita acest tip de intervenție.
Care sunt beneficiile mașinilor autonome?
Beneficiul principal al mașinilor autonome și forța motrice din spatele dezvoltării mașinilor autonome este siguranța. Potrivit NHTSA, peste 90% din toate accidentele grave sunt cauzate de o simplă eroare umană. Ideea de bază este că, dacă elementul uman ar putea fi eliminat complet din ecuație, multe vieți ar putea fi salvate.
Pe lângă pierderile mari de vieți omenești cauzate de accidentele de vehicule cu motor în fiecare an, există un impact economic la fel de masiv al acestor evenimente. Potrivit NHTSA, accidentele costă sute de miliarde de dolari în fiecare an în scăderea activității la locul de muncă, daune și activitate economică pierdută.
Beneficiul mai practic al mașinilor autonome este că ar putea reduce congestionarea traficului prin funcționarea mai eficientă. Acest lucru ar putea duce la timpi de navetă mai scurti pentru mulți șoferi. În plus, șoferii ar putea să-și folosească timpul de navetă pentru a citi, a afla știrile, a se pregăti de muncă sau a se angaja în alte sarcini productive.
Un alt beneficiu pe care l-ar putea oferi mașinile autonome este mobilitatea sporită pentru persoanele în vârstă și persoanele cu dizabilități. Deoarece aceste vehicule sunt capabile să funcționeze complet autonom, ele pot fi conduse în siguranță de către persoane cu tulburări de vedere și timpi de reacție, și chiar de afecțiuni precum tetraplegia, care ar face în mod normal foarte dificilă sau imposibilă conducerea în siguranță a unui autovehicul.
Cu posibilitatea de a ajunge la serviciu, la programări sau chiar la cumpărături, un număr mare de persoane în vârstă și cu dizabilități ar putea menține un nivel de autonomie mult mai ridicat decât ar fi posibil fără acces la o mașină fără șofer.
Problema cu majoritatea acestor beneficii este că mașinile automate transmit întreaga valoare a beneficiului numai atunci când există un număr suficient de aceste vehicule pe drum.
De exemplu, mașinile autonome pot elimina elementul uman din accidente doar atunci când nu există șoferi umani pe drum. În mod similar, mașinile autonome ar putea reduce congestionarea traficului numai dacă majoritatea vehiculelor de pe drum sunt fără șofer.
Până când mașinile autonome devin noua normalitate, beneficiul principal al utilizării uneia este în principal un factor de confort, cu o anumită atenție la siguranță.
