Samochody autonomiczne to autonomiczne pojazdy, które są w stanie działać przy minimalnym lub nawet zerowym udziale człowieka. Pojazdy te wykorzystują sztuczną inteligencję (AI) i istniejące już technologie motoryzacyjne, takie jak adaptacyjny tempomat, aby zautomatyzować wrażenia z jazdy.
Pojazdy autonomiczne różnią się złożonością, od podstawowych systemów, które muszą być stale monitorowane przez kierowcę, po systemy, które są zdolne do działania w każdych warunkach i bez udziału człowieka.
Firmy takie jak Waymo już jeżdżą samochodami autonomicznymi, a producenci samochodów, tacy jak Tesla, Ford, GM i inni, opracowali własne technologie pojazdów autonomicznych, takie jak Tesla Autopilot, Argo AI i GM Cruise.
Jak działają samochody autonomiczne?
Samochody autonomiczne wykorzystują kombinację sztucznej inteligencji i systemów pojazdów opartych na istniejących zaawansowanych systemach wspomagania kierowcy (ADAS), aby stworzyć coś znanego jako automatyczny system kierowcy (ADS).
Sztuczna inteligencja w sercu autonomicznego samochodu pobiera dane z różnych czujników wbudowanych w pojazd i wykorzystuje je do tworzenia obrazu świata zewnętrznego. Dzięki temu obrazowi, w połączeniu z mapą obszaru i danymi z globalnego satelity pozycjonowania (GPS), autonomiczny pojazd może bezpiecznie wykreślić kurs w swoim otoczeniu.
Aby przemieścić się z jednego punktu do drugiego, sztuczna inteligencja korzysta z systemów pojazdu, takich jak elektroniczna przepustnica drive-by-wire, hamulce i sterowanie. Gdy czujniki pojazdu, które mogą obejmować wszystko, od radaru po lasery, wykryją obiekt, taki jak pieszy lub inny pojazd, sztuczna inteligencja ma na celu podjęcie natychmiastowych działań naprawczych, aby uniknąć wypadku.
Oprócz pełnej kontroli AI, samochody autonomiczne są zazwyczaj projektowane z opcją pełnej kontroli kierowcy. W takich pojazdach ADS działa jak bardzo zaawansowany rodzaj tempomatu, w którym kierowca może przejąć kontrolę lub zrezygnować z niej w dowolnym momencie.
Niektóre samochody autonomiczne są zaprojektowane do działania bez udziału człowieka, chociaż legalność samochodów autonomicznych różni się w zależności od miejsca.
Kluczowe technologie umożliwiające samodzielną jazdę
Aby samochód mógł sam jeździć, musi wykorzystywać szereg technologii, które są stosowane w naszych pojazdach od lat, a w niektórych przypadkach nawet od dziesięcioleci. Samochód musi utrzymywać elektroniczną kontrolę nad każdym systemem, od silnika i skrzyni biegów po hamulce, i potrzebuje pewnego rodzaju sztucznej inteligencji, aby to wszystko powiązać.
Większość technologii stosowanych w samochodach autonomicznych jest znana jako Zaawansowane Systemy Wspomagania Kierowcy, ponieważ zostały one zaprojektowane tak, aby jazda była bardziej komfortowa i mniej niebezpieczna.
Oto niektóre z najważniejszych technologii, które stanowią podstawę pojazdów autonomicznych:
- Sztuczna inteligencja: Autonomiczne samochody nie byłyby możliwe bez sztucznej inteligencji. Pojazdy te są kontrolowane przez programy sztucznej inteligencji, które są opracowywane i trenowane za pomocą uczenia maszynowego, aby móc odczytywać dane z różnych czujników wbudowanych w pojazd, a następnie określać najbardziej odpowiednie działanie w danej sytuacji.
- Drive-by-wire: Systemy te są obecne w zwykłych pojazdach od lat i zasadniczo zastępują połączenia mechaniczne połączeniami elektrycznymi i elementami sterującymi. Dzięki temu wbudowana sztuczna inteligencja może znacznie łatwiej kontrolować każdy indywidualny system, taki jak kierowanie, przyspieszanie i hamowanie.
- Utrzymywanie pasa ruchu: Systemy te zostały pierwotnie zaprojektowane, aby pomóc kierowcom w unikaniu zbaczania z pasa ruchu, ale pojazdy autonomiczne wykorzystują wiele tego samego rodzaju czujników i technik.
- Automatyczne hamowanie: pierwotnie zaprojektowane w celu zapobiegania wypadkom poprzez automatyczne hamowanie w sytuacjach, gdy kierowca jest zbyt wolny, aby działać. Samochody autonomiczne wykorzystują podobną technologię na znacznie szerszą skalę.
- Adaptacyjny tempomat: to kolejny system, który został pierwotnie zaprojektowany do wspomagania kierowców, w tym przypadku poprzez dynamiczne zwiększanie i zmniejszanie prędkości w stosunku do otaczającego ruchu. Autonomiczne samochody muszą wykonywać to samo podstawowe zadanie oprócz wszystkiego, co normalnie robiłby kierowca.
Stopnie autonomii: czy autonomiczne samochody naprawdę mogą być bez kierowcy?
Rozwój samochodów autonomicznych był powolnym postępem, a nie przełącznikiem, który ktoś postanowił pewnego dnia przestawić. Zaczęło się w latach 50. XX wieku, gdy pojawiły się niektóre z pierwszych funkcji bezpieczeństwa i komfortu, które z czasem stały się powszechne, takie jak ABS i tempomat, a przyspieszyły w 2000 r. dzięki ADAS, takim jak adaptacyjny tempomat i automatyczne hamowanie.
Ponieważ samochody autonomiczne przeszły przez tak powolny i stopniowy proces, Stowarzyszenie Inżynierów Samochodowych (SAE) opracowało pięciostopniową skalę automatyzacji.
Ta skala opisuje wszystko, od wczorajszych całkowicie ręcznych pojazdów po w pełni zautomatyzowane pojazdy, które mają pojawić się na podłogach salonów i autostradach do 2020 roku.
Są to poziomy automatyzacji, które może mieć pojazd:
Poziom 0: Brak automatyzacji
Są to tradycyjne pojazdy, które do działania wymagają stałego wkładu kierowcy. Te pojazdy nie mają nawet funkcji takich jak ABS czy tempomat.
Poziom 1: Pomoc kierowcy
Te pojazdy są nadal całkowicie kontrolowane przez kierowcę, ale zawierają kilka popularnych systemów wspomagania kierowcy. Pojazd na tym poziomie zazwyczaj zawiera podstawowe funkcje, takie jak tempomat.
Poziom 2: Częściowa automatyzacja
Na tym etapie samochody zyskują pewien poziom zautomatyzowanej kontroli nad funkcjami takimi jak przyspieszanie, hamowanie i kierowanie. Kierowca nadal sprawuje ostateczną kontrolę nad pojazdem, a pojazd na tym poziomie nie może sam jeździć bez kierowcy.
Pojazdy takie jak ten zazwyczaj mają ADAS, takie jak automatyczne hamowanie, adaptacyjny tempomat i pewien rodzaj systemu utrzymywania pasa ruchu.
Poziom 3: Automatyzacja warunkowa
Pojazdy na tym poziomie zawierają ADS, więc są technicznie autonomiczne. Te samochody są w stanie nawigować z jednego miejsca do drugiego, identyfikować zagrożenia i reagować na nie. Obecność ludzkiego kierowcy jest nadal wymagana w sytuacjach awaryjnych, a kierowca musi być czujny i gotowy do przejęcia kontroli.
Każdy system w pojazdach na tym poziomie musi być zautomatyzowany, a samochody te wymagają również rozległych możliwości sztucznej inteligencji, aby bezpiecznie działać bez udziału kierowcy.
Poziom 4: Wysoka automatyzacja
Na tym poziomie pojazd jest w pełni zautomatyzowany. Jest w stanie bezpiecznie nawigować z jednego miejsca do drugiego w większości warunków. W pewnych warunkach iw pewnych okolicznościach samochód może nadal wymagać interwencji człowieka.
Ten typ autonomicznego samochodu jest technicznie zdolny do działania bez obecności operatora, ale może zostać uwzględniona opcja przejęcia kontroli przez operatora.
Poziom 5: Pełna automatyzacja
Pojazdy na tym poziomie automatyzacji są naprawdę autonomiczne i mogą działać bez kierowcy we wszystkich warunkach jazdy. W zależności od konstrukcji, operator może mieć możliwość przejęcia kontroli ręcznej, ale tego typu pojazdy są zaprojektowane tak, aby nie wymagały tego typu interwencji.
Jakie są zalety samochodów autonomicznych?
Główną zaletą samochodów autonomicznych i siłą napędową rozwoju samochodów autonomicznych jest bezpieczeństwo. Według NHTSA ponad 90 procent wszystkich poważnych awarii spowodowanych jest zwykłym błędem człowieka. Podstawową ideą jest to, że gdyby element ludzki mógł zostać całkowicie usunięty z równania, wiele istnień mogłoby zostać uratowanych.
Oprócz ogromnej liczby ofiar śmiertelnych spowodowanych wypadkami samochodowymi każdego roku, wydarzenia te mają podobnie ogromny wpływ na gospodarkę. Według NHTSA wypadki kosztują setki miliardów dolarów każdego roku w postaci obniżonej aktywności w miejscu pracy, szkód i utraty działalności gospodarczej.
Bardziej praktyczną zaletą samochodów autonomicznych jest to, że mogą one potencjalnie zmniejszyć zagęszczenie ruchu, działając bardziej wydajnie. Może to skutkować skróceniem czasu dojazdu dla wielu kierowców. Ponadto kierowcy mogliby wykorzystać czas dojazdu do pracy na czytanie, zapoznawanie się z wiadomościami, przygotowywanie się do pracy lub wykonywanie innych produktywnych zadań.
Kolejną korzyścią, jaką mogą zapewnić autonomiczne samochody, jest zwiększona mobilność osób starszych i niepełnosprawnych. Ponieważ pojazdy te są w stanie działać całkowicie autonomicznie, mogą być bezpiecznie obsługiwane przez osoby z upośledzeniem wzroku i czasu reakcji, a nawet w stanach takich jak porażenie czterokończynowe, które normalnie utrudniałyby lub uniemożliwiałyby bezpieczne prowadzenie pojazdu silnikowego.
Dzięki możliwości dotarcia do pracy, spotkań, a nawet zakupów spożywczych, duża liczba osób starszych i niepełnosprawnych może być w stanie utrzymać znacznie wyższy poziom autonomii, niż byłoby to możliwe bez dostępu do samochodu bez kierowcy.
Problem z większością tych korzyści polega na tym, że zautomatyzowane samochody przekazują pełną wartość korzyści tylko wtedy, gdy na drogach znajduje się wystarczająca ich liczba.
Na przykład samochody autonomiczne mogą usunąć ludzki element z wypadków tylko wtedy, gdy na drodze nie ma ludzkich kierowców. Podobnie autonomiczne samochody byłyby w stanie zmniejszyć zagęszczenie ruchu tylko wtedy, gdyby większość pojazdów na drogach była bez kierowcy.
Dopóki samochody autonomiczne nie staną się nową normą, główną korzyścią z korzystania z nich jest głównie wygoda, z pewnym uwzględnieniem bezpieczeństwa.
