Autonomās automašīnas ir pašpiedziņas transportlīdzekļi, kas spēj darboties ar minimālu vai pat nulles cilvēka ieguldījumu. Šie transportlīdzekļi izmanto mākslīgo intelektu (AI) un jau esošās automobiļu tehnoloģijas, piemēram, adaptīvo kruīza kontroli, lai automatizētu braukšanas pieredzi.
Pašpiedziņas transportlīdzekļu sarežģītība atšķiras no pamatsistēmām, kuras pastāvīgi jāuzrauga cilvēka vadītājam, līdz sistēmām, kas spēj darboties jebkuros apstākļos un bez cilvēka elementiem.
Uzņēmumi, piemēram, Waymo, jau izmanto autonomas automašīnas, un tādi autoražotāji kā Tesla, Ford, GM un citi ir izstrādājuši savas autonomo transportlīdzekļu tehnoloģijas, piemēram, Tesla Autopilot, Argo AI un GM Cruise.
Kā darbojas autonomās automašīnas?
Autonomās automašīnas izmanto mākslīgā intelekta un transportlīdzekļu sistēmu kombināciju, kuras pamatā ir esošās uzlabotās vadītāja palīdzības sistēmas (ADAS), lai izveidotu kaut ko tādu, kas pazīstama kā automatizētā vadītāja sistēma (ADS).
Mākslīgais intelekts autonomās automašīnas centrā ņem ievadi no dažādiem sensoriem, kas ir iebūvēti transportlīdzeklī, un izmanto šos datus, lai radītu priekšstatu par ārpasauli. Izmantojot šo attēlu, apvienojumā ar apgabala karti un globālās pozicionēšanas satelīta (GPS) datiem, autonomais transportlīdzeklis var droši iezīmēt kursu savā vidē.
Lai pārvietotos no viena punkta uz otru, mākslīgais intelekts pieskaras transportlīdzekļu sistēmām, piemēram, elektroniskajam droseļvārstu, bremžu un stūres vadības ierīcēm. Kad transportlīdzekļa sensori, kas var ietvert visu, sākot no radara līdz lāzeriem, nosaka objektu, piemēram, gājēju vai citu transportlīdzekli, mākslīgais intelekts ir paredzēts tūlītējai korektīvai darbībai, lai izvairītos no negadījuma.
Papildus pilnām mākslīgā intelekta vadības ierīcēm autonomās automašīnas parasti ir konstruētas ar iespēju pilnībā vadīt vadītāja vadību. Tādos transportlīdzekļos kā šis ADS darbojas kā ļoti progresīva kruīza kontrole, kurā vadītājs var pārņemt vai atteikties no kontroles, kad vien vēlas.
Dažas autonomas automašīnas ir izstrādātas tā, lai tās darbotos bez cilvēka iejaukšanās, lai gan bezvadītāja automašīnu likumība dažādās vietās atšķiras.
Galvenās tehnoloģijas, kas ļauj automašīnai pašai braukt
Lai automašīna varētu vadīt sevi, tai ir jāizmanto vairākas tehnoloģijas, kas mūsu transportlīdzekļos ir bijušas jau gadiem un dažos gadījumos pat gadu desmitiem. Automašīnai ir jāuztur elektroniska kontrole pār visām sistēmām, sākot no dzinēja un transmisijas līdz bremzēm, un tai ir nepieciešams mākslīgais intelekts, lai to visu savienotu.
Lielākā daļa tehnoloģiju, kas tiek izmantotas autonomajos automobiļos, ir zināmas kā uzlabotās vadītāja palīdzības sistēmas, jo tās ir izstrādātas, lai padarītu braukšanu ērtāku un mazāk bīstamu.
Šeit ir dažas no vissvarīgākajām tehnoloģijām, kas ir autonomo transportlīdzekļu pamatā:
- Mākslīgais intelekts: autonomas automašīnas nebūtu iespējamas bez mākslīgā intelekta. Šos transportlīdzekļus kontrolē mākslīgā intelekta programmas, kas ir izstrādātas un apmācītas, izmantojot mašīnmācīšanos, lai varētu nolasīt datus no dažādiem transportlīdzeklī iebūvētiem sensoriem un pēc tam noteikt vispiemērotāko rīcību jebkurā konkrētā situācijā.
- Brauciens ar vadu: šīs sistēmas ir izmantotas parastajos transportlīdzekļos gadiem ilgi, un tās pamatā aizstāj mehāniskos savienojumus ar elektriskiem savienojumiem un vadības ierīcēm. Tādējādi iebūvētajam AI ir daudz vieglāk kontrolēt katru atsevišķu sistēmu, piemēram, stūrēšanu, paātrinājumu un bremzēšanu.
- Joslu ievērošana: šīs sistēmas sākotnēji tika izstrādātas, lai palīdzētu vadītājiem izvairīties no braukšanas joslas satiksmes laikā, taču autonomie transportlīdzekļi izmanto daudzus tādus pašus sensoru veidus un paņēmienus.
- Automātiskā bremzēšana: tā sākotnēji tika izstrādāta, lai novērstu negadījumus, automātiski iedarbinot bremzes situācijās, kad vadītājs ir pārāk lēns, lai rīkotos. Autonomās automašīnās līdzīga tehnoloģija tiek izmantota daudz plašākā mērogā.
- Adaptīvā kruīza kontrole: šī ir vēl viena sistēma, kas sākotnēji tika izstrādāta, lai palīdzētu vadītājiem, šajā gadījumā dinamiski palielinot un samazinot ātrumu attiecībā pret apkārtējo satiksmi. Autonomām automašīnām ir jāveic tas pats pamatuzdevums papildus visam pārējam, ko parasti veiktu vadītājs.
Autonomijas pakāpes: vai autonomās automašīnas tiešām var būt bez vadītāja?
Autonomo automašīnu izstrāde bija lēns progresa gājiens, nevis slēdzis, ko kāds kādu dienu nolēma pārslēgt. Tas sākās 1950. gados ar dažām pirmajām drošības un ērtības funkcijām, kas laika gaitā kļuva par ikdienišķu, piemēram, pretbloķēšanas bremzēm un kruīzkontroli, un 2000. gados to paātrināja ar ADAS, piemēram, adaptīvo kruīza kontroli un automātisko bremzēšanu.
Tā kā autonomās automašīnas ir nonākušas tik lēnā un pakāpeniskā procesā, Automobiļu inženieru biedrība (SAE) izstrādāja piecu līmeņu automatizācijas skalu.
Šajā skalā ir aprakstīts viss, sākot no vakardienas pilnībā manuālajiem transportlīdzekļiem līdz tādiem pilnībā automatizētiem transportlīdzekļiem, kas, domājams, parādīsies izstāžu zālēs un uz lielceļiem līdz 2020. gadam.
Šie ir automatizācijas līmeņi, kas var būt transportlīdzeklim:
0. līmenis: nav automatizācijas
Tie ir tradicionāli transportlīdzekļi, kuru darbībai nepieciešama pastāvīga vadītāja ievade. Šiem transportlīdzekļiem pat nav tādu funkciju kā pretbloķēšanas bremzes vai kruīza kontrole.
1. līmenis: palīdzība autovadītājam
Šos transportlīdzekļus joprojām pilnībā kontrolē vadītājs, taču tajos ir iekļautas dažas izplatītas vadītāja palīdzības sistēmas. Šī līmeņa transportlīdzeklim parasti ir tādas pamatfunkcijas kā kruīza kontrole.
2. līmenis: daļēja automatizācija
Šajā posmā automašīnas iegūst zināmu automatizētas kontroles līmeni pār tādām funkcijām kā paātrinājums, bremzēšana un stūrēšana. Vadītājs joprojām pilnībā kontrolē transportlīdzekli, un transportlīdzeklis šādā līmenī nevar braukt pats bez vadītāja cilvēka.
Šādiem transportlīdzekļiem parasti ir ADAS, piemēram, automatizēta bremzēšana, adaptīvā kruīza kontrole un noteikta veida joslu saglabāšanas sistēma.
3. līmenis: nosacījuma automatizācija
Šā līmeņa transportlīdzekļos ir ADS, tāpēc tie ir tehniski autonomi. Šīs automašīnas spēj pārvietoties no vienas vietas uz otru, identificēt apdraudējumus un reaģēt uz tiem. Avārijas gadījumā joprojām ir nepieciešama autovadītāja klātbūtne, un vadītājam ir jāpaliek modram un jābūt gatavam pārņemt vadību.
Katrai sistēmai transportlīdzekļos šajā līmenī ir jābūt automatizētai, un šīm automašīnām ir nepieciešama arī plaša mākslīgā intelekta jauda, lai tās darbotos droši bez vadītāja iejaukšanās.
4. līmenis: augsta automatizācija
Šajā līmenī transportlīdzeklis ir pilnībā automatizēts. Tas spēj droši pārvietoties no vienas vietas uz otru vairumā apstākļu. Noteiktos apstākļos un dažos apstākļos automašīnai joprojām var būt nepieciešama cilvēka palīdzība.
Šis autonomās automašīnas veids ir tehniski spējīgs darboties bez operatora klātbūtnes, taču var būt iekļauta iespēja, ka vadību var pārņemt cilvēks.
5. līmenis: pilna automatizācija
Šā automatizācijas līmeņa transportlīdzekļi ir patiesi autonomi un var darboties bez vadītāja jebkuros braukšanas apstākļos. Atkarībā no konstrukcijas cilvēka operatoram var būt iespēja veikt manuālu vadību, taču šāda veida transportlīdzekļiem nav nepieciešama šāda veida iejaukšanās.
Kādas ir autonomo automašīnu priekšrocības?
Autonomo automašīnu galvenais ieguvums un autonomo automašīnu attīstības virzītājspēks ir drošība. Saskaņā ar NHTSA vairāk nekā 90 procentus no visām nopietnajām avārijām izraisa vienkārša cilvēka kļūda. Pamatideja ir tāda, ka, ja cilvēcisko elementu varētu pilnībā izņemt no vienādojuma, varētu izglābt daudzas dzīvības.
Papildus lielajam cilvēku zaudējumam, ko katru gadu izraisa mehānisko transportlīdzekļu negadījumi, šiem notikumiem ir arī līdzīga liela ekonomiskā ietekme. Saskaņā ar NHTSA datiem, nelaimes gadījumi katru gadu izmaksā simtiem miljardu dolāru, samazinoties darbavietai, nodarījot zaudējumus un zaudējot ekonomisko aktivitāti.
Praktiskāks ieguvums no autonomām automašīnām ir tas, ka tie varētu samazināt satiksmes sastrēgumus, darbojoties efektīvāk. Tas daudziem autovadītājiem varētu saīsināt pārvietošanās laiku. Turklāt autovadītāji varēs izmantot savu laiku, kad brauciens uz darbu, lasīt, uzzināt jaunumus, sagatavoties darbam vai veikt citus produktīvus darbus.
Vēl viens ieguvums, ko varētu sniegt autonomās automašīnas, ir vecāka gadagājuma cilvēku un invalīdu mobilitātes palielināšana. Tā kā šie transportlīdzekļi spēj darboties pilnīgi autonomi, tos var droši vadīt cilvēki ar pavājinātu redzi un reakcijas laiku un pat tādiem apstākļiem kā kvadripleģija, kas parasti ļoti apgrūtina vai padara neiespējamu drošu mehāniskā transportlīdzekļa vadīšanu.
Ja ir iespēja nokļūt darbā, tikšanās vai pat iepirkties pārtikas precēm, liels skaits vecāka gadagājuma cilvēku un invalīdu varētu saglabāt daudz lielāku autonomijas līmeni, nekā tas būtu iespējams bez piekļuves automašīnai bez vadītāja.
Problēma ar lielāko daļu šo priekšrocību ir tāda, ka automatizētās automašīnas sniedz pilnu ieguvuma vērtību tikai tad, ja uz ceļa ir pietiekams šo transportlīdzekļu skaits.
Piemēram, autonomas automašīnas var novērst cilvēku elementu negadījumos tikai tad, ja uz ceļa nav cilvēku. Tāpat autonomas automašīnas varētu samazināt satiksmes sastrēgumus tikai tad, ja lielākā daļa transportlīdzekļu uz ceļa ir bez vadītājiem.
Kamēr autonomie automobiļi nav kļuvuši par jaunu normālu, galvenais ieguvums no tās izmantošanas galvenokārt ir ērtības faktors, ņemot vērā arī drošību.
