خودروی خودران: این تکنولوژی پیشرفته در چه مرحله ای قرار دارد؟

خودروی خودران، تکنولوژی مورد توجه از یک قرن پیش!

شاید عجیب به نظر برسد ولی خودروی خودران از 100 سال قبل مورد توجه بوده و اولین بررسی ها برای توسعه این تکنولوژی در دهه بیستم قرن 19 میلادی انجام گرفته است. اولین ماشین خودران برجسته در دهه هشتاد با عنوان پروژه ناولب (Navlab) ارائه شد. طی سالهای متوالی ورژن های مختلفی از تکنولوژی خودران توسط پروژه ناولب ارائه شد و در سال 1995 این پروژه به دستاورد برجسته ای دست یافت که شامل پیمایش بیش از 4500 کیلومتر به صورت خودران بود. رکورد ناولب برای دو دهه متوالی دست نخورده بود تا در سال 2015 این رکورد توسط شرکت دلفی با پیمایش 5400 کیلومتر شکسته شد. (منبع)

از حدود 3 دهه قبل و با پیشرفت تکنولوژی های مادر در حوزه خودران همچون کامپیوتر، الکترونیک و هوش مصنوعی، شرکت ها و نهادهای متعددی در سطح جهان پا به عرصه تکنولوژی خودران گذاشته و محصولات متعددی در این حوزه هم به صورت آزمایشگاهی و تحقیقاتی و هم به صورت کاربردی به بازار خودرو و تجهیزات جانبی ارائه کرده اند. از میان محصولات شاخص در این حوزه تکنولوژی و یا خودروی خودران گوگل با عنوان وایمو (waymo)، خودروی خودران تسلا (Tesla Autopilot)، خودروی خودران اوبر (Uber) و تکنولوژی خودران بی ام و (BMW) را می توان نام برد. 

از سیستم های کمک راننده هوشمند تا خودروی خودران

شاید اولین افراد یا  شرکت هایی که رویای ساخت خودروی بدون سرنشین را داشتند از ابتدا یک خودروی کاملا اتوماتیک را در ذهن خود تصور کرده اند ولی در عمل همانند تمامی تکنولوژی های دیگر، تکنولوژی خودران نیز یک سیر تدریجی و تکاملی را طی کرده است و این سیر هنوز ادامه دارد و همه ساله کامل تر و شامل تر می شود. اولین سیستم های توسعه یافته در حوزه تکنولوژی خودران، سیستم های کمک راننده یا سیستم های دستیار راننده هستند. این سیستم ها اجزای زیرین و یا زیر شاخه های تکنولوژی خودران هستند. مبنای این سیستم ها روش های کامپیوتری و هوش مصنوعی است که وظیفه آنها پردازش داده های اخذ شده از سنسورهای مختلف بر روی بردهای الکترونیکی است. 

تکنولوژی خودروهای خودران از دیدگاه متخصصین این حوزه مراحل مختلفی دارد. مراحل یا سطوح مختلف این تکنولوژی شامل سیستم ها و زیرسیستم های متعدد است که با هم ترکیب می شوند و در نهایت یک خودروی تماما خودران را می سازند. انجمن بین المللی مهندسین خودرو (SAE) این تکنولوژی را به 6 مرحله یا سطح تقسیم بندی کرده است. دسته بندی های متعدد دیگری نیز توسط نهادها و شرکت های شاخص در این حوزه ارائه شده است که همگی به هم نزدیک هستند. اگر بخواهیم این سطح بندی ها را ترکیب کنیم نتیجه به صورت زیر است:

1. سطح 1، سیستم های کمک راننده: این سطح شامل سیستم های هوشمندی است که در برخی مواقع به کمک راننده می آیند. برای مثال سیستم هشدار برخورد از جلو که عوارض و وسایل جلوی خودرو را با بکارگیری داده های سنسورهای مختلف از جمله دوربین یا رادار تشخیص داده و زمان برخورد به آنها را محاسبه کرده و در مواقع پرخطر به راننده هشدار می دهد. از دیگر سیستم های این سطح می توان سیستم هشدار انحراف از مسیر و سیستم هشدار علائم ترافیکی را نام برد.
2. سطح 2، سیستم ها با کنترل جزئی: این سطح شامل سیستم هایی می شود که به صورت جزئی یا موردی در امور رانندگی راننده تداخل ایجاد می کنند. این سیستم ها عملکردی همانند سیستم های کمک راننده سطح 1 دارند با این تفاوت که در برخی مواقع در امور راننده دخالت می کنند. برای مثال سیستم ترمز اضطراری پیشرفته که اساس آن تشخیص برخورد به وسایل یا موانع است، در مواقع لازم اقدام به ترمز گیری اتوماتیک تا توقف کامل می کند. 
3. سطح 3، سیستم ها با کنترل بالا: در این سطح راننده می تواند کنترل خودرو را در بازه های زمانی قابل توجهی به سیستم واگذار کند. سیستم تمامی اعمال کنترل خودرو را از سرعت گرفتن، تغیر خط و جهت را برعهده می گیرد ولی به نظارت راننده برای اعمال واکنش مناسب در مواقع ضروری احتیاج دارد. برای مثال در ترافیک، تقاطع های  شلوغ و پیچیده و شرایط جوی نامناسب راننده نظارت خودرو را از سیستم می گیرد.
4. سطح 4، سیستم ها با کنترل کامل: این سطح شامل سیستم هایی می شود که به راننده اجازه می دهد تا مدت زمان زیادی از رانندگی کنار گرفته و به کارهای دیگری چون مکالمه، تماشای فیلم و غیره بپردازد. در این سطح سیستم تنها در موارد نادر و پرخطر مانند زمان هایی که احتمال تصادف وجود دارد یا جاده های ناهموار و غیر استاندارد به نظارت و تداخل راننده احتیاج دارد. 
5. سطح 5، خودروی کاملا خودران: در این سطح از تکنولوژی خودران، هیچ گونه تداخل انسانی مورد نیاز نیست و سیستم فرمان فیزیکی اختیاری و قابل حذف است. در این مرحله سیستم می تواند تمامی امور کنترل و هدایت خودرو را در تمامی شرایط زمانی و مکانی و در موقعیت های مختلف انجام دهد. 

سطح تکنولوژی خودروی خودران حاضر در جهان چیست؟

در دهه اخیر خصوصا از سال 2015 تکنولوژی خودران شاهد جهشی برجسته بوده و محصولات کاربردی از جمله خودروی خودران تسلا و وایموی گوگل به بازار عرضه شدند. تسلا اتوپایلوت مدعی تکنولوژی سطح 3 است. سیستم خودران این خودرو قادر به انجام امور ناوبری، تغییر خطوط و جهت، تنظیم سرعت و امور دیگر بدون دخالت راننده است. با این وجود گزارش هایی از خطا و تصادف این خودرو و مواجهه با چالش در شرایط مورد ادعا اعلام شده است. اگرچه سطح تکنولوژی خودران در برخی محصولات بسیار قابل توجه است ولی هنوز چالش های متعددی  برای گسترده کردن کاربرد این تکنولوژی در مسیر فعالان این حوزه قرار دارد. متخصصین و محققین حوزه خودرو، سطح تکنولوژی خودران را در سطح جهانی در بین خودروسازان شاخص در حدود 1.5 تخمین می زنند.

مساله مهمی که مطرح می شود این است که خودروهای خودران چه زمانی در جاده ها و خصوصا در ابعاد جهانی رایج می شوند و اینکه چه عاملی موجب می شود تا این زمان به تعویق بیفتد؟

هماهنگونه که مطرح شد مانند سایر تکنولوژی ها، تکنولوژی خودروی خودران باید سیر تکامل خاصی را طی کند تا به صورت فراگیر کاربردی شود. تکنولوژی خودران بسیار پیچیده و متقابلا هزینه بر است. این باعث می شود تا ورود گسترده خودروهای خودران به بازار جهانی زمانبر باشد. از طرفی زیرساخت حمل و نقل فعلی از جمله جاده های فعلی برای خودروهای خودران سطح 4 و5 مناسب نیست!