كيف تعمل السيارات ذاتية القيادة وهل تحل محل السيارات العادية

السيارة ذاتية القيادة (تسمى أحيانًا السيارة ذاتية القيادة أو السيارة بدون سائق) هي مركبة تستخدم مجموعة من أجهزة الاستشعار والكاميرات والرادار والذكاء الاصطناعي (AI) للتنقل بين الوجهات دون مشغل بشري. لكي تصبح السيارة ذاتية القيادة بالكامل، يجب أن تكون قادرة على التنقل دون تدخل بشري إلى وجهة محددة مسبقًا عبر الطرق التي لم يتم تكييفها لاستخدامها. في المقال التالي كيف تعمل السيارات ذاتية القيادة وهل تحل محل السيارات العادية

كيف تعمل السيارات ذاتية القيادة

تعمل تقنيات الذكاء الاصطناعي على تشغيل أنظمة السيارات ذاتية القيادة. حيث يستخدم مطورو السيارات ذاتية القيادة كميات هائلة من البيانات من أنظمة التعرف على الصور، إلى جانب التعلم الآلي والشبكات العصبية، لبناء أنظمة يمكنها القيادة بشكل مستقل.

تحدد الشبكات العصبية الأنماط الموجودة في البيانات، والتي يتم تغذيتها إلى خوارزميات التعلم الآلي. تتضمن هذه البيانات صورًا ملتقطة من الكاميرات الموجودة على السيارات ذاتية القيادة والتي تتعلم الشبكة العصبية من خلالها التعرف على إشارات المرور والأشجار والأرصفة والمشاة وإشارات الشوارع وأجزاء أخرى من أي بيئة قيادة معينة.

على سبيل المثال، يستخدم مشروع السيارة ذاتية القيادة من Google، المسمى Waymo، مزيجًا من أجهزة الاستشعار، وتقنية Lidar (كشف الضوء ومداه - وهي تقنية مشابهة لـ RADAR) والكاميرات وتجمع كل البيانات التي تولدها تلك الأنظمة لتحديد كل شيء حول السيارة والتنبؤ بما قد تفعله تلك الأشياء بعد ذلك. يحدث هذا في أجزاء من الثانية. النضج مهم لهذه الأنظمة. كلما زادت قيادة النظام، زادت البيانات التي يمكن دمجها في خوارزميات التعلم العميق، مما يمكنه من اتخاذ خيارات قيادة أكثر دقة.

يوضح ما يلي كيفية عمل مركبات Google Waymo:

• يقوم السائق (أو الراكب) بتحديد الوجهة. يقوم برنامج السيارة بحساب المسار.
• يقوم مستشعر Lidar الدوار المثبت على السقف بمراقبة نطاق يبلغ 60 مترًا حول السيارة وينشئ خريطة ديناميكية ثلاثية الأبعاد (3D) لبيئة السيارة الحالية.
• يقوم المستشعر الموجود على العجلة الخلفية اليسرى بمراقبة الحركة الجانبية لاكتشاف موضع السيارة بالنسبة للخريطة ثلاثية الأبعاد.
• تقوم أنظمة الرادار في المصدات الأمامية والخلفية بحساب المسافات إلى العوائق.
• يتم توصيل برنامج الذكاء الاصطناعي الموجود في السيارة بجميع أجهزة الاستشعار ويجمع المدخلات من Google Street View وكاميرات الفيديو داخل السيارة.
• يحاكي الذكاء الاصطناعي عمليات الإدراك الحسي وصنع القرار البشرية باستخدام التعلم العميق وإجراءات التحكم في أنظمة التحكم في السائق، مثل التوجيه والفرامل.
• يستعين برنامج السيارة بخرائط Google للحصول على إشعار مسبق بأشياء مثل المعالم وإشارات المرور والأضواء.
• تتوفر وظيفة التجاوز للسماح للإنسان بالتحكم في السيارة.

سيارات ذات ميزات القيادة الذاتية

يعد مشروع Waymo من Google مثالاً على سيارة ذاتية القيادة تكاد تكون مستقلة تمامًا. إنها ليست ذاتية القيادة بالمعنى الدقيق للكلمة، ولكنها تستطيع أن تقود نفسها في ظروف مثالية. ولديها مستوى عال من الحكم الذاتي.

تتمتع العديد من السيارات المتاحة للمستهلكين اليوم بمستوى أقل من الاستقلالية، ولكنها لا تزال تتمتع ببعض ميزات القيادة الذاتية. تشمل ميزات القيادة الذاتية المتوفرة في العديد من سيارات الإنتاج اعتبارًا من عام 2022 ما يلي:

• يقوم نظام التوجيه بدون استخدام اليدين بتوسيط السيارة دون أن تكون يدا السائق على عجلة القيادة. لا يزال يتعين على السائق الانتباه.
• يحافظ نظام تثبيت السرعة التكيفي (ACC) تلقائيًا على مسافة قابلة للتحديد بين سيارة السائق والسيارة التي أمامك.
• يتدخل نظام التوجيه الذي يركز على المسار عندما يتجاوز السائق علامات المسار عن طريق دفع السيارة تلقائيًا نحو علامة المسار المعاكس.

إيجابيات وسلبيات السيارات ذاتية القيادة

الميزة الكبرى التي يروج لها مؤيدو المركبات ذاتية القيادة هي السلامة. تشير تقديرات وزارة النقل الأمريكية والإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة (NHTSA) للوفيات المرورية لعام 2017 إلى أن 37,150 شخصًا لقوا حتفهم في حوادث مرورية للسيارات في ذلك العام. قدرت NHTSA أن 94% من الحوادث الخطيرة ترجع إلى خطأ بشري أو اختيارات سيئة، مثل عدم الانتباه. حيث تقوم السيارات ذاتية القيادة بإزالة عوامل الخطر هذه من المعادلة على الرغم من أن السيارات ذاتية القيادة لا تزال عرضة لعوامل أخرى، مثل المشكلات الميكانيكية، التي تسبب الحوادث.

إذا تمكنت السيارات ذاتية القيادة من تقليل عدد الحوادث بشكل كبير، فقد تكون الفوائد الاقتصادية هائلة. تؤثر الإصابات على النشاط الاقتصادي، بما في ذلك 57.6 مليار دولار من الإنتاجية المفقودة في مكان العمل و594 مليار دولار بسبب فقدان الأرواح وانخفاض نوعية الحياة بسبب الإصابات، وفقًا للإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة (NHTSA).

من الناحية النظرية، إذا كانت الطرق مشغولة في الغالب بالسيارات ذاتية القيادة، فسوف تتدفق حركة المرور بسلاسة، وسيكون هناك ازدحام مروري أقل. في السيارات الآلية بالكامل، يمكن للركاب القيام بأنشطة إنتاجية أثناء التنقل إلى العمل. يمكن للأشخاص الذين لا يستطيعون القيادة بسبب قيود جسدية أن يجدوا استقلالًا جديدًا من خلال المركبات ذاتية القيادة وستتاح لهم الفرصة للعمل في المجالات التي تتطلب القيادة.

تم اختبار الشاحنات ذاتية القيادة في الولايات المتحدة وأوروبا للسماح للسائقين باستخدام الطيار الآلي لمسافات طويلة، مما يتيح للسائق الراحة أو إكمال المهام وتحسين سلامة السائق وكفاءة استهلاك الوقود. هذه المبادرة، التي تسمى فصيلة الشاحنات، مدعومة من قبل ACC وأنظمة تجنب الاصطدام والاتصالات من مركبة إلى أخرى لصالح ACC التعاونية.

قد تكون الجوانب السلبية لتكنولوجيا القيادة الذاتية هي أن ركوب السيارة بدون سائق خلف عجلة القيادة قد يكون أمرًا مثيرًا للقلق على الأقل في البداية. ولكن مع شيوع قدرات القيادة الذاتية، قد يصبح السائقون البشريون معتمدين بشكل مفرط على تكنولوجيا الطيار الآلي ويتركون سلامتهم في أيدي الذكاء الاصطناعي، حتى عندما يتعين عليهم العمل كسائقين احتياطيين في حالة فشل البرامج أو المشكلات الميكانيكية.

في أحد الأمثلة من مارس 2018، كانت سيارة Tesla Model X SUV تعمل بالطيار الآلي عندما اصطدمت بمقسم حارة الطريق السريع. ولم تكن يدا السائق على عجلة القيادة رغم التحذيرات المرئية والتحذير الصوتي لإعادة يديه إلى عجلة القيادة، بحسب الشركة. ووقع حادث آخر عندما أخطأ الذكاء الاصطناعي في سيارة تيسلا في فهم جانب انعكاس الشاحنة اللامع على السماء.

السيارة ذاتية القيادة السلامة والتحديات

يجب أن تتعلم السيارات ذاتية القيادة كيفية التعرف على عدد لا يحصى من الأشياء في مسار السيارة، من الفروع والقمامة إلى الحيوانات والأشخاص. التحديات الأخرى على الطريق هي الأنفاق التي تتداخل مع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، أو مشاريع البناء التي تتسبب في تغيير الحارات أو القرارات المعقدة، مثل مكان التوقف للسماح بمرور مركبات الطوارئ.

تحتاج الأنظمة إلى اتخاذ قرارات فورية بشأن متى يتم إبطاء السرعة أو الانحراف أو مواصلة التسارع بشكل طبيعي. ويمثل هذا تحديًا مستمرًا للمطورين، وهناك تقارير عن تردد السيارات ذاتية القيادة وانحرافها دون داع عند اكتشاف أشياء على الطرق أو بالقرب منها.

وكانت هذه المشكلة واضحة في الحادث المميت الذي وقع في مارس 2018، والذي تورط فيه سيارة ذاتية القيادة تديرها شركة أوبر. وذكرت الشركة أن برنامج السيارة تعرف على أحد المشاة لكنه اعتبره نتيجة إيجابية كاذبة وفشل في الانحراف لتجنب الاصطدام به. وتسبب هذا الحادث في توقف شركة تويوتا مؤقتا عن اختبار سياراتها ذاتية القيادة على الطرق العامة.