Avtonomni avtomobili so samovozeča vozila, ki lahko delujejo z minimalnim ali celo ničelnim človeškim vložkom. Ta vozila izkoriščajo umetno inteligenco (AI) in že obstoječe avtomobilske tehnologije, kot je prilagodljivi tempomat, za avtomatizacijo vozne izkušnje.
Samovozeča vozila se razlikujejo po zapletenosti od osnovnih sistemov, ki jih mora stalno nadzorovati človeški voznik, do sistemov, ki lahko delujejo v vseh pogojih in brez človeškega elementa.
Podjetja, kot je Waymo, že imajo avtonomne avtomobile na cestah, proizvajalci avtomobilov, kot so Tesla, Ford, GM in drugi, pa so razvili lastne tehnologije avtonomnih vozil, kot so Tesla Autopilot, Argo AI in GM Cruise.
Kako delujejo avtonomni avtomobili?
Avtonomni avtomobili uporabljajo kombinacijo umetne inteligence in sistemov vozil, ki temeljijo na obstoječih naprednih sistemih za pomoč voznikom (ADAS), da ustvarijo nekaj, kar je znano kot avtomatizirani voznikov sistem (ADS).
Umetna inteligenca v središču avtonomnega avtomobila sprejema vnose iz različnih senzorjev, ki so vgrajeni v vozilo, in te vnose uporablja za ustvarjanje slike zunanjega sveta. S to sliko, v kombinaciji z zemljevidom območja in podatki globalnega satelita za določanje položaja (GPS), lahko avtonomno vozilo varno začrta pot skozi svoje okolje.
Za premikanje z ene točke na drugo se umetna inteligenca dotakne sistemov vozila, kot so elektronske kontrole za plin, zavore in krmiljenje vožnje po žici. Ko senzorji vozila, ki lahko vključujejo vse od radarja do laserjev, zaznajo predmet, kot je pešec ali drugo vozilo, je umetna inteligenca zasnovana tako, da sprejme takojšnje korektivne ukrepe za preprečitev nesreče.
Poleg popolnega nadzora z umetno inteligenco so avtonomni avtomobili običajno zasnovani z možnostjo popolnega nadzora voznika. V vozilih, kot je to, ADS deluje kot zelo napredna vrsta tempomata, kjer lahko voznik prevzame ali prepusti nadzor, kadar koli želi.
Nekateri avtonomni avtomobili so zasnovani tako, da delujejo brez kakršnega koli človeškega vložka, čeprav se zakonitost avtomobilov brez voznika od mesta do mesta razlikuje.
Ključne tehnologije, ki avtomobilu omogočajo, da se vozi sam
Da se avto vozi sam, mora uporabiti številne tehnologije, ki so v naših vozilih prisotne že leta, v nekaterih primerih celo desetletja. Avto mora vzdrževati elektronski nadzor nad vsakim sistemom, od motorja in menjalnika do zavor, in potrebuje neko vrsto umetne inteligence, da vse to poveže.
Večina tehnologij, ki se uporabljajo v avtonomnih avtomobilih, je znanih kot napredni sistemi za pomoč voznikom, ker so bili zasnovani za bolj udobno in manj nevarno vožnjo.
Tukaj je nekaj najpomembnejših tehnologij, ki podpirajo avtonomna vozila:
- Umetna inteligenca: avtonomni avtomobili ne bi bili mogoči brez umetne inteligence. Ta vozila nadzirajo programi umetne inteligence, ki so razviti in usposobljeni s strojnim učenjem, da lahko berejo podatke iz različnih senzorjev, vgrajenih v vozilo, in nato določijo najprimernejše ukrepanje v kateri koli situaciji.
- Drive-by-wire: Ti sistemi so že leta prisotni v običajnih vozilih in v bistvu nadomeščajo mehanske povezave z električnimi povezavami in krmiljenjem. To vgrajenemu umetni inteligenci veliko olajša nadzor vsakega posameznega sistema, kot so krmiljenje, pospeševanje in zaviranje.
- Ohranjanje voznega pasu: Ti sistemi so bili prvotno zasnovani, da bi voznikom pomagali preprečiti, da bi zapeljali s svojega voznega pasu v prometu, vendar avtonomna vozila uporabljajo veliko istih tipov senzorjev in tehnik.
- Samodejno zaviranje: To je bilo prvotno zasnovano za preprečevanje nesreč s samodejno uporabo zavor v situacijah, ko je voznik prepočasen za ukrepanje. Avtonomni avtomobili uporabljajo podobno tehnologijo v veliko širšem obsegu.
- Prilagodljivi tempomat: To je še en sistem, ki je bil prvotno zasnovan za pomoč voznikom, v tem primeru z dinamičnim povečevanjem in zmanjševanjem hitrosti glede na okoliški promet. Avtonomni avtomobili morajo opraviti to isto osnovno nalogo poleg vsega drugega, kar bi običajno naredil voznik.
Stopnje avtonomije: Ali so avtonomni avtomobili res brez voznika?
Razvoj avtonomnih avtomobilov je bil počasen korak napredka in ne stikalo, ki se ga je nekdo nekega dne odločil preklopiti. Začelo se je v petdesetih letih 20. stoletja z nekaterimi prvimi varnostnimi in udobnimi funkcijami, ki so sčasoma postale običajne, kot sta protiblokirna zavora in tempomat, v letu 2000 pa se je pospešilo z ADAS, kot sta prilagodljivi tempomat in samodejno zaviranje.
Ker so avtonomni avtomobili prispeli s tako počasnim in postopnim procesom, je Združenje avtomobilskih inženirjev (SAE) razvilo petstopenjsko lestvico avtomatizacije.
Ta lestvica opisuje vse od povsem ročnih vozil včeraj do neke vrste popolnoma avtomatiziranih vozil, ki naj bi se pojavila v salonih in na avtocestah do leta 2020.
To so stopnje avtomatizacije, ki jih lahko ima vozilo:
Raven 0: Brez avtomatizacije
To so tradicionalna vozila, ki za delovanje potrebujejo stalno posredovanje voznika. Ta vozila nimajo niti funkcij, kot sta protiblokirna zavora ali tempomat.
1. stopnja: pomoč vozniku
Ta vozila še vedno v celoti upravlja voznik, vendar vključujejo nekatere običajne sisteme za pomoč vozniku. Vozilo na tej ravni običajno vključuje osnovne funkcije, kot je tempomat.
2. stopnja: Delna avtomatizacija
Na tej stopnji avtomobili pridobijo določeno stopnjo avtomatiziranega nadzora nad funkcijami, kot so pospeševanje, zaviranje in krmiljenje. Voznik ima še vedno popoln nadzor nad vozilom in vozilo na tej ravni ne more voziti samo brez človeškega voznika.
Vozila, kot je to, imajo običajno ADAS, kot je samodejno zaviranje, prilagodljivi tempomat in neke vrste sistem za ohranjanje voznega pasu.
3. stopnja: Pogojna avtomatizacija
Vozila na tej ravni vključujejo ADS, zato so tehnično avtonomna. Ti avtomobili so sposobni navigirati z enega kraja na drugega, prepoznati nevarnosti in se nanje odzvati. V nujnih primerih je še vedno potrebna prisotnost človeškega voznika, voznik pa mora ostati pozoren in pripravljen prevzeti nadzor.
Vsak sistem v vozilih na tej ravni mora biti avtomatiziran, ti avtomobili pa potrebujejo tudi obsežno zmogljivost umetne inteligence za varno delovanje brez vnosa človeškega voznika.
Raven 4: Visoka avtomatizacija
Na tej ravni je vozilo popolnoma avtomatizirano. V večini pogojev lahko varno krmari z enega kraja na drugega. Pod nekaterimi pogoji in v nekaterih okoliščinah lahko avto vseeno zahteva človeški vnos.
Ta vrsta avtonomnega avtomobila je tehnično sposobna delovati brez prisotnosti človeškega operaterja, vendar je lahko vključena možnost, da človeški operater prevzame nadzor.
5. stopnja: Popolna avtomatizacija
Vozila na tej ravni avtomatizacije so resnično avtonomna in lahko delujejo brez voznika v vseh voznih razmerah. Odvisno od zasnove ima lahko človeški operater možnost, da prevzame ročno upravljanje, vendar so te vrste vozil zasnovane tako, da ne zahtevajo tovrstnega posega.
Kakšne so prednosti avtonomnih avtomobilov?
Glavna prednost avtonomnih avtomobilov in gonilna sila razvoja avtonomnih avtomobilov je varnost. Po podatkih NHTSA je več kot 90 odstotkov vseh resnih nesreč posledica preproste človeške napake. Osnovna ideja je, da bi lahko rešili veliko življenj, če bi lahko v celoti odstranili človeški element iz enačbe.
Poleg velike izgube življenj, ki jo vsako leto povzročijo prometne nesreče, imajo ti dogodki podobno ogromen gospodarski vpliv. Po podatkih NHTSA nesreče vsako leto stanejo stotine milijard dolarjev zaradi zmanjšane dejavnosti na delovnem mestu, škode in izgube gospodarske dejavnosti.
Bolj praktična prednost avtonomnih avtomobilov je, da bi z učinkovitejšim delovanjem lahko zmanjšali prometne zastoje. To bi lahko povzročilo krajše čase vožnje v službo za mnoge voznike. Poleg tega bi vozniki lahko izkoristili svoj čas vožnje v službo za branje, spremljanje novic, pripravo na delo ali opravljanje drugih produktivnih opravil.
Druga prednost, ki bi jo lahko zagotovili avtonomni avtomobili, je večja mobilnost za starejše in invalide. Ker lahko ta vozila delujejo popolnoma samostojno, jih lahko varno upravljajo osebe z okvarjenim vidom in okvarjenim reakcijskim časom ter celo s stanjem, kot je tetraplegija, ki bi običajno zelo otežila ali onemogočila varno vožnjo motornega vozila.
Z možnostjo, da pridejo v službo, na sestanke ali celo nakupujejo živila, bi veliko število starejših in invalidov morda lahko ohranilo veliko višjo raven avtonomije, kot bi bilo mogoče brez dostopa do avtomobila brez voznika.
Težava pri večini teh prednosti je v tem, da avtomatizirani avtomobili zagotovijo celotno vrednost ugodnosti le, če je na cesti zadostno število teh vozil.
Na primer, avtonomni avtomobili lahko odstranijo človeški element iz nesreč le, če na cesti ni človeških voznikov. Podobno bi lahko avtonomni avtomobili zmanjšali prometne zastoje le, če bi bila večina vozil na cesti brez voznika.
Dokler avtonomni avtomobili ne postanejo nova normalnost, je glavna prednost njihove uporabe v glavnem dejavnik udobja, z določeno pozornostjo glede varnosti.
