Autonominiai automobiliai yra savarankiškai važiuojančios transporto priemonės, galinčios veikti su minimaliu ar net nuliu žmogaus indėliu. Šiose transporto priemonėse naudojamas dirbtinis intelektas (AI) ir jau esamos automobilių technologijos, pvz., prisitaikanti pastovaus greičio palaikymo sistema, kad būtų galima automatizuoti vairavimo patirtį.
Savavairių transporto priemonių sudėtingumas skiriasi nuo pagrindinių sistemų, kurias nuolatos turi stebėti žmogus, vairuotojas, iki sistemų, kurios gali veikti bet kokiomis sąlygomis ir visiškai be žmogaus elementų.
Tokios įmonės kaip Waymo jau turi autonominių automobilių keliuose, o automobilių gamintojai, tokie kaip Tesla, Ford, GM ir kiti, sukūrė savo autonominių transporto priemonių technologijas, pvz., Tesla Autopilot, Argo AI ir GM Cruise.
Kaip veikia autonominiai automobiliai?
Autonominiai automobiliai naudoja dirbtinio intelekto ir transporto priemonių sistemų derinį, pagrįstą esamomis pažangiosiomis vairuotojo pagalbos sistemomis (ADAS), kad sukurtų tai, kas žinoma kaip automatizuota vairuotojo sistema (ADS).
Dirbtinis intelektas, esantis autonominio automobilio širdyje, gauna įvestis iš įvairių transporto priemonėje įmontuotų jutiklių ir naudoja tuos duomenis, kad sukurtų išorinio pasaulio vaizdą. Su šiuo paveikslėliu ir vietovės žemėlapiu bei Global Positioning Satellite (GPS) duomenimis autonominė transporto priemonė gali saugiai nubrėžti kursą aplink savo aplinką.
Norėdamas pereiti iš vieno taško į kitą, dirbtinis intelektas paliečia transporto priemonių sistemas, tokias kaip elektroninis droselis, stabdžiai ir vairo valdikliai. Kai transporto priemonės jutikliai, kurie gali apimti viską nuo radaro iki lazerių, aptinka objektą, pvz., pėsčiąjį ar kitą transporto priemonę, dirbtinis intelektas yra skirtas nedelsiant imtis taisomųjų veiksmų, kad būtų išvengta avarijos.
Be visų dirbtinio intelekto valdiklių, autonominiai automobiliai paprastai kuriami su visapusiško vairuotojo valdymo galimybe. Tokiose transporto priemonėse ADS veikia kaip labai pažangi pastovaus greičio palaikymo sistema, kai vairuotojas gali perimti arba atsisakyti valdymo, kai tik nori.
Kai kurie autonominiai automobiliai sukurti veikti be jokio žmogaus indėlio, nors automobilių be vairuotojo teisėtumas įvairiose vietose skiriasi.
Pagrindinės technologijos, leidžiančios automobiliui važiuoti pačiam
Kad automobilis galėtų vairuoti pats, jis turi panaudoti daugybę technologijų, kurios mūsų transporto priemonėse naudojamos daugelį metų, o kai kuriais atvejais net dešimtmečius. Automobilis turi elektroniniu būdu valdyti kiekvieną sistemą, nuo variklio ir transmisijos iki stabdžių, ir jam reikia tam tikro dirbtinio intelekto, kad visa tai susietų.
Dauguma autonominiuose automobiliuose naudojamų technologijų yra žinomos kaip pažangios vairuotojo pagalbos sistemos, nes jos buvo sukurtos tam, kad vairavimas būtų patogesnis ir mažiau pavojingas.
Štai keletas svarbiausių technologijų, kuriomis grindžiamos autonominės transporto priemonės:
- Dirbtinis intelektas: autonominiai automobiliai neįmanomi be dirbtinio intelekto. Šios transporto priemonės valdomos dirbtinio intelekto programomis, kurios yra sukurtos ir mokomos mašininio mokymosi būdu, kad būtų galima nuskaityti duomenis iš įvairių transporto priemonėje įmontuotų jutiklių ir tada nustatyti tinkamiausią veiksmą bet kurioje situacijoje.
- Drive-by-wire: šios sistemos buvo naudojamos įprastose transporto priemonėse daugelį metų ir iš esmės pakeičia mechanines jungtis elektrinėmis jungtimis ir valdikliais. Dėl to įtaisytajam AI daug lengviau valdyti kiekvieną atskirą sistemą, pvz., vairavimą, greitėjimą ir stabdymą.
- Jos juostos laikymasis: šios sistemos iš pradžių buvo sukurtos padėti žmonėms vairuotojams išvengti išvažiavimo iš eismo juostos, tačiau autonominėse transporto priemonėse naudojami daug tų pačių tipų jutiklių ir technikų.
- Automatinis stabdymas: iš pradžių buvo sukurta siekiant išvengti nelaimingų atsitikimų automatiškai įjungiant stabdžius situacijose, kai vairuotojas per lėtas veikti. Autonominiuose automobiliuose panašios technologijos naudojamos daug platesniu mastu.
- Pritaikoma pastovaus greičio palaikymo sistema: tai dar viena sistema, kuri iš pradžių buvo sukurta padėti vairuotojams, šiuo atveju dinamiškai didinant ir mažinant greitį, palyginti su aplinkiniu eismu. Autonominiai automobiliai turi atlikti tą pačią pagrindinę užduotį, be visko, ką paprastai atliktų vairuotojas.
Autonomijos laipsniai: ar tikrai autonominiai automobiliai gali būti be vairuotojo?
Automobilių kūrimas buvo lėtas progreso žygis, o ne jungiklis, kurį vieną dieną kažkas nusprendė pakeisti. Jis prasidėjo šeštajame dešimtmetyje nuo kai kurių pirmųjų saugos ir patogumo funkcijų, kurios laikui bėgant tapo įprastomis, pvz., stabdžių antiblokavimo ir greičio palaikymo sistema, o 2000-aisiais įsibėgėjo su ADAS, pvz., adaptyviąja pastovaus greičio palaikymo sistema ir automatiniu stabdymu.
Kadangi autonominiai automobiliai atkeliavo per tokį lėtą ir laipsnišką procesą, Automobilių inžinierių draugija (SAE) sukūrė penkių lygių automatizavimo skalę.
Ši skalė apibūdina viską – nuo vakar visiškai mechaninių transporto priemonių iki visiškai automatizuotų transporto priemonių, kurios iki 2020 m. turėtų pasirodyti salonų grindyse ir greitkeliuose.
Tokie automatizavimo lygiai, kuriuos gali turėti transporto priemonė:
0 lygis: nėra automatikos
Tai tradicinės transporto priemonės, kurioms reikalingas nuolatinis vairuotojo įvestis. Šiose transporto priemonėse net nėra tokių funkcijų, kaip stabdžių antiblokavimas ar pastovaus greičio palaikymo sistema.
1 lygis: pagalba vairuotojui
Šias transporto priemones vis dar visiškai valdo vairuotojas, tačiau jose yra keletas įprastų pagalbos vairuotojui sistemų. Šio lygio transporto priemonėje paprastai bus pagrindinės funkcijos, pvz., pastovaus greičio palaikymo sistema.
2 lygis: dalinis automatizavimas
Šiame etape automobiliai įgyja tam tikrą automatinio funkcijų, tokių kaip greitėjimas, stabdymas ir vairavimas, valdymą. Vairuotojas vis dar visiškai kontroliuoja transporto priemonę, o tokio lygio transporto priemonė negali pati važiuoti be vairuotojo žmogaus.
Panašios į šią transporto priemonės paprastai turi ADAS, pvz., automatinį stabdymą, prisitaikančią pastovaus greičio palaikymo sistemą ir tam tikro tipo eismo juostos laikymosi sistemą.
3 lygis: sąlyginė automatizacija
Šio lygio transporto priemonėse yra ADS, todėl jos yra techniškai savarankiškos. Šie automobiliai gali važiuoti iš vienos vietos į kitą, atpažinti pavojus ir į juos reaguoti. Avarijos atveju vis tiek būtinas vairuotojo žmogus, o vairuotojas turi išlikti budrus ir pasiruošęs perimti kontrolę.
Kiekviena tokio lygio transporto priemonių sistema turi būti automatizuota, o šiems automobiliams taip pat reikalingas didelis dirbtinio intelekto pajėgumas, kad jie veiktų saugiai be žmogaus vairuotojo pagalbos.
4 lygis: aukšta automatizacija
Šiuo lygiu transporto priemonė yra visiškai automatizuota. Daugeliu sąlygų jis gali saugiai pereiti iš vienos vietos į kitą. Tam tikromis sąlygomis ir tam tikromis aplinkybėmis automobiliui vis tiek gali prireikti žmogaus pagalbos.
Šio tipo autonominiai automobiliai techniškai gali veikti nedalyvaujant žmogui, tačiau gali būti įtraukta ir galimybė valdyti operatoriui.
5 lygis: visa automatizacija
Tokio lygio automatizuotos transporto priemonės yra tikrai autonomiškos ir gali veikti be vairuotojo bet kokiomis vairavimo sąlygomis. Atsižvelgiant į konstrukciją, operatorius gali turėti galimybę valdyti rankiniu būdu, tačiau tokio tipo transporto priemonės suprojektuotos taip, kad nereikėtų tokio įsikišimo.
Kokie yra autonominių automobilių pranašumai?
Pagrindinis autonominių automobilių pranašumas ir varomoji autonominių automobilių kūrimo jėga yra saugumas. NHTSA duomenimis, daugiau nei 90 procentų visų rimtų avarijų įvyksta dėl paprastos žmogaus klaidos. Pagrindinė idėja yra ta, kad jei žmogiškąjį elementą pavyktų visiškai pašalinti iš lygties, būtų galima išgelbėti daug gyvybių.
Nr. NHTSA duomenimis, nelaimingi atsitikimai kasmet kainuoja šimtus milijardų dolerių dėl sumažėjusio aktyvumo darbo vietoje, žalos ir prarastos ekonominės veiklos.
Praktiškesnė autonominių automobilių nauda yra ta, kad veikdami efektyviau jie gali sumažinti eismo spūstis. Dėl to daugeliui vairuotojų kelionės į darbą ir atgal laikas gali sutrumpėti. Be to, vairuotojai galėtų išnaudoti kelionės į darbą ir atgal laiką skaitydami, gaudami naujienas, ruošdamiesi darbui ar atlikti kitas produktyvias užduotis.
Kitas privalumas, kurį galėtų suteikti autonominiai automobiliai, yra didesnis pagyvenusių ir neįgalių žmonių mobilumas. Kadangi šios transporto priemonės gali veikti visiškai autonomiškai, jas gali saugiai valdyti žmonės, kurių regėjimas ir reakcijos laikas yra sutrikęs, ir netgi tokiomis sąlygomis kaip kvadriplegija, dėl kurios paprastai būtų labai sunku arba neįmanoma saugiai vairuoti motorinės transporto priemonės.
Turėdami galimybę atvykti į darbą, susitarti dėl susitikimų ar net apsipirkti bakalėjos, daugelis pagyvenusių ir neįgalių žmonių gali išlaikyti daug didesnį savarankiškumo lygį nei būtų įmanoma be automobilio be vairuotojo.
Daugelio šių pranašumų problema yra ta, kad automatizuoti automobiliai visą naudos vertę suteikia tik tada, kai kelyje yra pakankamai šių transporto priemonių.
Pavyzdžiui, autonominiai automobiliai gali pašalinti žmogiškąjį elementą iš avarijų tik tada, kai kelyje nėra vairuotojų. Panašiai autonominiai automobiliai galėtų sumažinti eismo spūstis tik tuo atveju, jei dauguma kelyje važiuojančių transporto priemonių būtų be vairuotojo.
Kol autonominiai automobiliai netaps nauja norma, pagrindinis jų naudojimo pranašumas yra patogumo veiksnys, atsižvelgiant į saugumą.
