Ինքնավար մեքենաները ինքնակառավարվող մեքենաներ են, որոնք ունակ են աշխատել նվազագույն, կամ նույնիսկ զրոյական մարդկային ներդրմամբ: Այս մեքենաները օգտագործում են արհեստական ինտելեկտը (AI) և նախկինում գոյություն ունեցող ավտոմոբիլային տեխնոլոգիաները, ինչպիսիք են հարմարվողական կրուիզ-կոնտրոլը, որպեսզի ավտոմատացնեն վարման փորձը:
Ինքնակառավարվող մեքենաները տարբերվում են բարդությամբ՝ սկսած հիմնական համակարգերից, որոնք պետք է մշտապես վերահսկվեն մարդու վարորդի կողմից, մինչև համակարգեր, որոնք կարող են գործել ցանկացած պայմաններում և ընդհանրապես առանց մարդկային տարրի:
Waymo-ի նման ընկերություններն արդեն ունեն ինքնավար մեքենաներ ճանապարհին, և ավտոարտադրողները, ինչպիսիք են Tesla-ն, Ford-ը, GM-ը և այլք, բոլորն էլ մշակել են իրենց ինքնավար մեքենաների տեխնոլոգիաները, ինչպիսիք են Tesla Autopilot-ը, Argo AI-ն և GM Cruise-ը::
Ինչպե՞ս են աշխատում ինքնավար մեքենաները:
Ինքնավար մեքենաներն օգտագործում են արհեստական ինտելեկտի և տրանսպորտային միջոցների համակարգերի համադրություն, որոնք հիմնված են վարորդների աջակցության առաջադեմ համակարգերի (ADAS) վրա՝ ստեղծելու մի բան, որը հայտնի է որպես Ավտոմատ վարորդական համակարգ (ADS)::
Ինքնավար մեքենայի սրտում գտնվող արհեստական ինտելեկտը մուտքեր է վերցնում մեքենայի մեջ ներկառուցված տարբեր սենսորներից և օգտագործում է այդ մուտքերը՝ արտաքին աշխարհի պատկերը ստեղծելու համար: Այդ նկարի հետ համակցված տարածքի քարտեզի և Գլոբալ դիրքորոշման արբանյակի (GPS) տվյալների հետ ինքնավար մեքենան կարող է ապահով կերպով գծել ընթացքը իր միջավայրում:
Մի կետից մյուսը տեղափոխվելու համար AI-ն ներխուժում է տրանսպորտային միջոցների համակարգեր, ինչպիսիք են՝ «drive-by-wire» էլեկտրոնային շնչափողը, արգելակները և ղեկի կառավարումը: Երբ մեքենայի սենսորները, որոնք կարող են ներառել ամեն ինչ՝ ռադարից մինչև լազերներ, հայտնաբերում են այնպիսի առարկա, ինչպիսին է հետիոտնը կամ այլ մեքենան, AI-ն նախագծված է անհապաղ ուղղիչ գործողություններ ձեռնարկելու՝ վթարից խուսափելու համար:
Բացի AI-ի ամբողջական կառավարումներից, ինքնավար մեքենաները, որպես կանոն, նախագծված են վարորդի ամբողջական հսկողության տարբերակով: Նման մեքենաներում ADS-ը գործում է որպես նավարկության վերահսկման շատ առաջադեմ տեսակ, որտեղ վարորդը կարող է վերցնել կամ հրաժարվել կառավարումից, երբ ցանկանա:
Որոշ ինքնավար մեքենաներ նախագծված են աշխատելու համար ընդհանրապես առանց մարդկային ներդրման, թեև առանց վարորդի մեքենաների օրինականությունը տատանվում է մի վայրից մյուսը:
Հիմնական տեխնոլոգիաներ, որոնք թույլ են տալիս մեքենային ինքնուրույն վարել
Մեքենան ինքն իրեն վարելու համար այն պետք է օգտագործի մի շարք տեխնոլոգիաներ, որոնք տարիներ շարունակ, իսկ որոշ դեպքերում նույնիսկ տասնամյակներ շարունակ եղել են մեր մեքենաներում: Մեքենան պետք է էլեկտրոնային հսկողություն ունենա բոլոր համակարգերի վրա՝ սկսած շարժիչից և փոխանցումատուփից մինչև արգելակներ, և դրա համար անհրաժեշտ է արհեստական ինտելեկտի որոշակի տեսակ՝ այդ ամենը միացնելու համար:
Տեխնոլոգիաների մեծ մասը, որոնք օգտագործվում են ինքնավար մեքենաներում, հայտնի են որպես վարորդների աջակցության առաջադեմ համակարգեր, քանի որ դրանք նախատեսված են վարորդական փորձն ավելի հարմարավետ և ավելի քիչ վտանգավոր դարձնելու համար:
Ահա որոշ ամենակարևոր տեխնոլոգիաները, որոնց հիմքում ընկած են ինքնավար մեքենաները.
- Արհեստական ինտելեկտ. ինքնավար մեքենաները հնարավոր չէին լինի առանց արհեստական ինտելեկտի: Այս մեքենաները վերահսկվում են արհեստական ինտելեկտի ծրագրերով, որոնք մշակվել և վերապատրաստվել են մեքենայական ուսուցման միջոցով, որպեսզի կարողանան կարդալ մեքենայում ներկառուցված տարբեր սենսորների տվյալները և այնուհետև որոշել ամենահարմար գործողությունը ցանկացած իրավիճակում:
- Drive-by-wire. Այս համակարգերը տարիներ շարունակ առկա են սովորական մեքենաներում, և դրանք հիմնականում փոխարինում են մեխանիկական միացումները էլեկտրական միացումներով և կառավարիչներով: Սա շատ ավելի հեշտ է դարձնում ներկառուցված AI-ի համար յուրաքանչյուր առանձին համակարգ կառավարելը, ինչպիսիք են ղեկը, արագացումը և արգելակումը:
- Գոտի պահպանում. այս համակարգերը ի սկզբանե նախագծված էին մարդկանց վարորդներին օգնելու խուսափել երթևեկության ժամանակ իրենց գծից դուրս շեղվելուց, սակայն ինքնավար մեքենաներն օգտագործում են նույն տեսակի սենսորներ և տեխնիկա:
- Ավտոմատ արգելակում. այն ի սկզբանե նախատեսված էր վթարները կանխելու համար՝ ավտոմատ կերպով արգելակելով արգելակները այն իրավիճակներում, երբ վարորդը չափազանց դանդաղ է գործում: Ինքնավար մեքենաներն օգտագործում են նմանատիպ տեխնոլոգիա շատ ավելի լայն մասշտաբով:
- Adaptive Cruise Control. Սա ևս մեկ համակարգ է, որն ի սկզբանե նախագծված էր վարորդներին օգնելու համար՝ այս դեպքում դինամիկ մեծացնելով և նվազեցնելով արագությունը՝ հարակից երթևեկության համեմատ: Ինքնավար մեքենաները պետք է կատարեն այս նույն հիմնական խնդիրը՝ ի հավելումն այն ամենի, ինչ սովորաբար անում է վարորդը:
Ինքնավարության աստիճաններ. կարո՞ղ են արդյոք ինքնավար մեքենաներն իսկապես առանց վարորդի լինել:
Ինքնավար մեքենաների զարգացումը առաջընթացի դանդաղ երթ էր, այլ ոչ թե փոխարկիչ, որը ինչ-որ մեկը որոշեց մի օր շրջել: Այն սկսվեց 1950-ականներին անվտանգության և հարմարավետության առաջին որոշ առանձնահատկություններով, որոնք ժամանակի ընթացքում սովորական դարձան, ինչպիսիք են հակակողպման արգելակները և նավարկության կոնտրոլը, և արագացավ 2000-ականներին ADAS-ով, ինչպիսիք են հարմարվողական կրուիզ-կոնտրոլը և ավտոմատ արգելակումը:
Քանի որ ինքնավար մեքենաները ժամանել են նման դանդաղ և աստիճանական գործընթացի միջոցով, Ավտոմոբիլային ինժեներների միությունը (SAE) մշակեց ավտոմատացման հինգ մակարդակի սանդղակ:
Այս սանդղակը նկարագրում է ամեն ինչ՝ երեկվա բոլորովին մեխանիկական մեքենաներից մինչև լրիվ ավտոմատացված մեքենաներ, որոնք ակնկալվում է, որ կհայտնվեն ցուցասրահների հարկերում և մայրուղիներում մինչև 2020 թվականը:
Սրանք ավտոմատացման մակարդակներն են, որոնք կարող է ունենալ մեքենան.
Մակարդակ 0. Ավտոմատացում չկա
Սրանք ավանդական մեքենաներ են, որոնք գործելու համար պահանջում են վարորդի մշտական ներդրում: Այս մեքենաները նույնիսկ չունեն այնպիսի գործառույթներ, ինչպիսիք են հակակողպման արգելակները կամ կրուիզ-կոնտրոլը:
Մակարդակ 1. վարորդի աջակցություն
Այս մեքենաները դեռ ամբողջությամբ կառավարվում են վարորդի կողմից, սակայն դրանք ներառում են վարորդի աջակցության որոշ սովորական համակարգեր: Այս մակարդակի տրանսպորտային միջոցը սովորաբար ներառում է հիմնական գործառույթներ, ինչպիսիք են կրուիզ-կոնտրոլը:
Մակարդակ 2. Մասնակի ավտոմատացում
Այս փուլում մեքենաները ձեռք են բերում որոշակի մակարդակի ավտոմատացված վերահսկողություն այնպիսի գործառույթների վրա, ինչպիսիք են արագացումը, արգելակումը և ղեկը: Վարորդը դեռևս վերջնականապես վերահսկում է մեքենան, և այս մակարդակի մեքենան չի կարող ինքնուրույն վարել առանց մարդու վարորդի:
Այսպիսի տրանսպորտային միջոցները սովորաբար ունեն ADAS, ինչպիսիք են ավտոմատ արգելակումը, հարմարվողական նավարկության կոնտրոլը և երթևեկության որոշ տեսակներ:
Մակարդակ 3. Պայմանական ավտոմատացում
Այս մակարդակի տրանսպորտային միջոցները ներառում են ADS, ուստի դրանք տեխնիկապես ինքնուրույն են: Այս մեքենաները ունակ են նավարկելու մի վայրից մյուսը, բացահայտելու վտանգները և արձագանքելու դրանց: Արտակարգ իրավիճակների դեպքում դեռևս պահանջվում է մարդ վարորդի առկայությունը, և վարորդը պետք է զգոն լինի և պատրաստ լինի վերահսկողության տակ առնելու:
Այս մակարդակի տրանսպորտային միջոցների յուրաքանչյուր համակարգ պետք է ավտոմատացված լինի, և այդ մեքենաները նաև պահանջում են արհեստական ինտելեկտի լայն հնարավորություններ՝ առանց մարդկային վարորդի մուտքի անվտանգ աշխատելու համար:
Մակարդակ 4. Բարձր ավտոմատացում
Այս մակարդակում մեքենան լիովին ավտոմատացված է: Այն ի վիճակի է ապահով նավարկելու մի վայրից մյուսը շատ պայմաններում: Որոշ պայմաններում և որոշ հանգամանքներում մեքենան կարող է դեռևս պահանջել մարդկային ներդրում:
Այս տիպի ինքնավար մեքենան տեխնիկապես ի վիճակի է աշխատել առանց մարդկային օպերատորի ներկայության, սակայն կարող է ներառվել մարդկային օպերատորի կողմից կառավարումը ստանձնելու տարբերակը:
Մակարդակ 5. Ամբողջական ավտոմատացում
Ավտոմատացման այս մակարդակի տրանսպորտային միջոցներն իսկապես ինքնավար են և կարող են աշխատել առանց վարորդի աշխատանքի բոլոր վարման պայմաններում: Կախված դիզայնից՝ մարդկային օպերատորը կարող է ձեռքով կառավարելու հնարավորություն ունենալ, սակայն այս տեսակի տրանսպորտային միջոցները նախագծված են այնպես, որ նման միջամտություն չպահանջվի:
Որո՞նք են ինքնավար մեքենաների առավելությունները:
Ինքնավար մեքենաների առաջնային առավելությունը և ինքնավար մեքենաների զարգացման շարժիչ ուժը անվտանգությունն է:NHTSA-ի համաձայն, բոլոր լուրջ վթարների ավելի քան 90 տոկոսը պայմանավորված է պարզ մարդկային սխալով: Հիմնական գաղափարն այն է, որ եթե մարդկային տարրը լիովին հեռացվի հավասարումից, շատ կյանքեր կարող են փրկվել:
Ի լրումն ամեն տարի ավտովթարների հետևանքով մարդկային մեծ կորուստների, այս իրադարձությունները նույնպես ունեն մեծ տնտեսական ազդեցություն: Համաձայն NHTSA-ի, դժբախտ պատահարները ամեն տարի հարյուր միլիարդավոր դոլարներ են արժենում աշխատավայրում ակտիվության նվազման, վնասների և տնտեսական գործունեության կորստի պատճառով:
Ինքնավար մեքենաների առավել գործնական առավելությունն այն է, որ դրանք կարող են նվազեցնել երթևեկության գերբեռնվածությունը՝ ավելի արդյունավետ աշխատելով: Դա կարող է հանգեցնել շատ վարորդների երթևեկության ավելի կարճ ժամանակի: Բացի այդ, վարորդները կկարողանան օգտագործել իրենց ուղևորության ժամանակը կարդալու, նորություններին ծանոթանալու, աշխատանքին պատրաստվելու կամ այլ արդյունավետ գործերով զբաղվելու համար։
Մեկ այլ առավելություն, որ կարող են ապահովել ինքնավար մեքենաները, տարեցների և հաշմանդամների շարժունակության բարձրացումն է:Քանի որ այս տրանսպորտային միջոցներն ի վիճակի են լիովին ինքնուրույն աշխատել, դրանք կարող են անվտանգ շահագործվել տեսողության և արձագանքման խանգարումներ ունեցող մարդկանց կողմից, և նույնիսկ այնպիսի պայմաններ, ինչպիսին է քվադրիպլեգիան, որը սովորաբար շատ դժվար կամ անհնար է դարձնում անվտանգ շարժիչով մեքենա վարելը::
Աշխատանքի հասնելու, տեսակցությունների կամ նույնիսկ մթերային ապրանքներ գնելու ունակությամբ մեծ թվով տարեցներ և հաշմանդամներ կարող են պահպանել ինքնավարության շատ ավելի բարձր մակարդակ, քան հնարավոր կլիներ առանց վարորդի մեքենայի մուտքի:.
Այս առավելությունների մեծ մասի խնդիրն այն է, որ ավտոմատացված մեքենաները փոխանցում են օգուտի ամբողջ արժեքը միայն այն դեպքում, երբ ճանապարհին կան այդ մեքենաների բավարար քանակություն:
Օրինակ, ինքնավար մեքենաները կարող են վթարներից հեռացնել մարդկային տարրը միայն այն դեպքում, երբ ճանապարհին մարդ վարորդ չկա: Նմանապես, ինքնավար մեքենաները կկարողանան նվազեցնել երթևեկության գերբեռնվածությունը միայն այն դեպքում, եթե ճանապարհին տրանսպորտային միջոցների մեծ մասը առանց վարորդի լինի:
Մինչև ինքնավար մեքենաները դառնան նոր սովորական, դրանցից օգտվելու առաջնային առավելությունը հիմնականում հարմարավետության գործոնն է՝ անվտանգության որոշ նկատառումներով:
