ما هي السيارات ذاتية القيادة، وماذا تعني للمستقبل؟
السيارة بدون سائق – المستقلة- هي مركبة قادرة على استشعار بيئتها والعمل دون تدخل بشري.
لا يُطلب من الراكب البشري التحكم في السيارة في أي وقت، ولا يلزم وجود راكب بشري في السيارة على الإطلاق. يمكن للسيارة المستقلة الذهاب إلى أي مكان تذهب إليه السيارة التقليدية وتفعل كل ما يفعله السائق البشري المتمرس.
السيارات ذاتية القيادة قادمة
في الوقت الحالي، لا توجد مركبات عاملة بشكل قانوني وذاتية القيادة بالكامل. ومع ذلك، هناك مركبات ذاتية القيادة جزئيًا -سيارات وشاحنات بدرجات متفاوتة من الأتمتة الذاتية، من السيارات التقليدية المزودة بمكابح إلى نماذج أولية ذاتية القيادة ومستقلة للغاية.
على الرغم من أن تكنولوجيا القيادة الذاتية لا تزال في مهدها، إلا أنها أصبحت شائعة بشكل متزايد ويمكن أن تغير نظام النقل لدينا بشكل جذري – وبالتالي اقتصادنا ومجتمعنا. استنادًا إلى تقديرات شركات صناعة السيارات والتكنولوجيا، قد نتمكن من عرض السيارات ذاتية القيادة من المستوى الرابع للبيع في السنوات العديدة القادمة.
درجات التحكم الذاتي في السيارات بدون سائق:
إن السيارات المختلفة قادرة على مستويات متفاوتة من القيادة الذاتية- التحكم الالي. تحدد جمعية مهندسي السيارات (SAE) حاليًا 6 مستويات من أتمتة القيادة تتراوح من المستوى 0 (يدوي بالكامل) إلى المستوى 5 (مستقل تمامًا)، وتم اعتماد هذه المستويات من قبل وزارة النقل الأمريكية.
المستوى صفر: هي سيارة يتم التحكم في جميع أنظمتها الرئيسية من قبل البشر
المستوى الأول: سيارة تحوي بعض الأنظمة الاوتوماتيكية، مثل مثبت السرعة أو الفرملة الأوتوماتيكية.
المستوى الثاني: توفر السيارة وظيفتين آليتين متزامنتين على الأقل، مثل التسارع والتوجيه، ولكنها تتطلب بشرًا للتشغيل الآمن.
المستوى الثالث: يمكن للسيارة إدارة جميع وظائف السلامة الحرجة في ظل ظروف معينة، ولكن من المتوقع أن يتولى السائق المسؤولية عند تنبيهه.
المستوى الرابع: هي سيارة ذاتية القيادة بالكامل في بعض سيناريوهات القيادة، ولكن ليس كلها
المستوى الخامس: السيارة قادرة تمامًا على القيادة الذاتية في كل المواقف دون الحاجة لتدخل بشري.
كيف تعمل السيارات بدون سائق
تم تطوير العديد من تقنيات القيادة الذاتية بواسطة Google و Uber و Tesla و Nissan وغيرها من شركات صناعة السيارات الكبرى والباحثين وشركات التكنولوجيا. بينما تختلف تفاصيل التصميم، فإن معظم أنظمة القيادة الذاتية تنشئ وتحافظ على خريطة داخلية لمحيطها، بناءً على مجموعة واسعة من أجهزة الاستشعار، مثل الرادار.
تستخدم النماذج الأولية ذاتية القيادة من Uber أربعة وستين حزمة ليزر، جنبًا إلى جنب مع أجهزة استشعار أخرى، لإنشاء خريطتها الداخلية؛ بينما استخدمت نماذج Google الأولية في المراحل المختلفة تقنيات كأشعة الليزر والرادار والكاميرات عالية القدرة والسونار.
يقوم برنامج السيارة بعد ذلك بمعالجة تلك المدخلات، ورسم مسار للسيارة، وإرسال التعليمات إلى “مشغلات” السيارة، التي تتحكم في التسارع، والفرملة، والتوجيه.
تساعد القواعد المشفرة، وخوارزميات تجنب العقبات، والنمذجة التنبؤية، وأنظمة التمييز “الذكية” (تستطيع معرفة الفرق بين الدراجة العادية والدراجة النارية) البرنامج على اتباع قواعد المرور وتجاوز العقبات.
بينما قد تتطلب المركبات المستقلة جزئيًا تدخل سائق بشري إذا واجه النظام حالة من عدم التأكد؛ فإن المركبات ذاتية القيادة بالكامل قد تأتي حتى بدون عجلة القيادة.
قد تتطلب المركبات المستقلة جزئيًا تدخل سائق بشري إذا واجه النظام حالة من عدم اليقين؛ قد لا تقدم المركبات ذاتية القيادة حتى عجلة قيادة.
يمكن تقسيم السيارات ذاتية القيادة إلى سيارات “متصلة” أو “غير متصلة”، مما يشير إلى ما إذا كان بإمكانها التواصل مع المركبات الأخرى و / أو أنظمة البنية التحتية، مثل إشارات المرور من الجيل التالي.
معظم النماذج الأولية المتوفرة لدينا ليس لديها هذه القدرة حاليًا.
ثورة على الطريق:
التحول من المركبات التقليدية إلى السيارات ذاتية القيادة
يرشدنا خبير المركبات الدكتور دانيال سبيرلينج عما هو مطلوب لجعل السيارات ذاتية القيادة حقيقة بحيث تتوافر بتكاليف – مادية واجتماعية – ميسورة وتكون كذلك مريحة وفعالة.
التأثيرات:
لا تزال التكاليف الاجتماعية والفوائد من السيارات ذاتية القيادة إلى حد كبير افتراضية.
هناك حاجة إلى مزيد من المعلومات لإجراء تقييم كامل لكيفية تأثيرها على السائقين وعلى الاقتصاد وسلامة البيئة والصحة العامة.
السلامة:
هي الشغل الشاغل للباحثين والعلماء في هذا المجال. يموت آلاف الأشخاص في حوادث السيارات كل عام في الولايات المتحدة (أكثر من 30000 في عام 2015) وأكثر من هذا العدد على مستوى العالم؛ يمكن للمركبات ذاتية القيادة-من الناحية الافتراضية- تقليل هذا العدد.
يمكن أن تثبت الآلة انها أقل عرضة للخطأ من البشر، لكن الأمن السيبراني لا يزال مصدر قلق رئيسي.
العدالة المجتمعية:
هي اعتبار رئيسي آخر، فبينما يمكن لتكنولوجيا القيادة الذاتية أن تساعد الكثير من الأفراد غير القادرين على قيادة بأنفسهم، مثل كبار السن أو المعاقين، لكن التبني الواسع النطاق للمركبات ذاتية القيادة قد يؤدي أيضًا إلى تشريد ملايين الأشخاص العاملين كسائقين، والتأثير سلبًا على تمويل النقل العام، واستمرار مشاكل نظام النقل الحالية.
الآثار البيئية المحتملة:
وهي مصدر قلق خطير، إذ يمكن للسيارات ذاتية القيادة التي يسهل الحصول عليها وبأسعار معقولة ومريحة أن تزيد من إجمالي عدد الأميال المقطوعة كل عام.
إذا كانت هذه السيارات تعمل بالبنزين، فقد تزداد الانبعاثات المناخية المرتبطة بالنقل بشكل كبير. ورغم ذلك، فإذا كانت السيارات تعتمد على الكهرباء – وتم ربطها بشبكة كهرباء نظيفة – فقد تنخفض انبعاثات النقل، ربما بشكل كبير.
وكلما كانت السيارات ذاتية القيادة الكهربائية تسمح بمزيد من الرحلات المشتركة (على سبيل المثال، من خلال خدمات مثل Lyft أو Uber)، يمكن أن تنخفض الانبعاثات أكثر وأكثر.
ما هي التحديات التي تواجه السيارات ذاتية القيادة؟
تخضع السيارات ذاتية القيادة من المستوى الخامس للاختبار في عدة أماكن من العالم، لكنها ليست متاحه لعامة الناس بعد. ما زلنا على بعد سنوات من ذلك.
تتراوح التحديات ما بين التحديات التكنولوجية والتشريعية إلى البيئية والفلسفية، وتمثل بالنسبة لنا مستقبل مجهول
الليدار والرادار:
فالليدار -هو نظام كشف يعمل على مبدأ الرادار ولكنه يستخدم ضوء الليزر- غالي الثمن ولا يزال يحاول تحقيق التوازن الصحيح بين النطاق والدقة.
فإذا كانت العديد من السيارات ذاتية القيادة ستقود على نفس الطريق، فهل ستتداخل إشارات الليدار مع بعضها البعض؟ وإذا توفرت عدة ترددات لاسلكية، فهل سيكون نطاق التردد كافياً لدعم الإنتاج الضخم للسيارات ذاتية القيادة؟
أحوال الطقس:
ماذا سيحدث عندما تقود سيارة ذاتية القيادة عند هطول مطر غزير؟ وإذا كانت هناك طبقة من الثلج على الطريق، فستختفي فواصل الممرات، كيف ستتبع الكاميرات وأجهزة الاستشعار الخاصة بالسيارة علامات الممرات إذا كانت العلامات محجوبة بالماء أو الزيت أو الجليد أو الحطام؟
قواعد وقوانين المرور:
هل ستواجه السيارات ذاتية القيادة مشكلة في الأنفاق أو على الجسور؟ كيف ستتصرف السيارة في الزحام؟ هل ستنزل السيارات ذاتية القيادة إلى مسار معين؟ هل سيتم منحهم ترخيص للدخول إلى مرآب السيارات؟ وماذا عن أسطول السيارات القديمة الذي لا يزال يتشارك الطرق على مدار العشرين أو الثلاثين عامًا القادمة؟
المسؤولية عن الحوادث:
من المسؤول عن الحوادث التي قد تسببها السيارة ذاتية القيادة؟ المصنع؟ الراكب البشري؟ تشير أحدث المخططات إلى أن سيارة المستوى الخامس ذاتية القيادة بالكامل لن تحتوي على لوحة القيادة أو عجلة القيادة، لذلك لن يكون للراكب البشري حتى خيار السيطرة على السيارة في حالة الطوارئ.
في الوقت الحالي، تعمل السيارات ذاتية القيادة في حالات معزولة وسوف تمر سنوات عديدة قبل أن تصبح موثوقة وبأسعار معقولة ومنتشرة في جميع ظروف الطرق والطقس. ومازال يسود قلق عن التفاؤل بشأن السيارات بدون سائق حيث سيجعل الناس وصناع القرار يتجنبون الحلول الصعبة بشأن وسائل النقل غير الفعالة وتلك التي تسد الطريق، على أمل أن المركبات التي يقودها الكمبيوتر ستحل كل شيء، وهو ما لن يتحقق قريبا.