Автономните автомобили са самоуправляващи се превозни средства, които могат да работят с минимално или дори нулево човешко участие. Тези превозни средства използват изкуствен интелект (AI) и вече съществуващи автомобилни технологии като адаптивен круиз контрол, за да автоматизират изживяването при шофиране.
Самоуправляващите се превозни средства варират по сложност от основни системи, които трябва да бъдат постоянно наблюдавани от човешки водач, до системи, които могат да работят при всякакви условия и без никакъв човешки елемент.
Компании като Waymo вече имат автономни коли на пътя, а производители на автомобили като Tesla, Ford, GM и други са разработили свои собствени технологии за автономни превозни средства като Tesla Autopilot, Argo AI и GM Cruise.
Как работят автономните автомобили?
Автономните автомобили използват комбинация от изкуствен интелект и системи за превозни средства, базирани на съществуващи усъвършенствани системи за подпомагане на водача (ADAS), за да създадат нещо, известно като автоматизирана система за водач (ADS).
Изкуственият интелект в сърцето на автономната кола приема данни от различни сензори, вградени в превозното средство, и използва тези входове, за да създаде картина на външния свят. С тази картина, комбинирана с карта на района и данни от сателит за глобално позициониране (GPS), автономното превозно средство може безопасно да начертае курс през околната среда.
За да се придвижи от една точка до друга, изкуственият интелект се докосва до системите на превозното средство като електронен контрол на газта, спирачката и кормилното управление. Когато сензорите на превозното средство, които могат да включват всичко от радари до лазери, засекат обект като пешеходец или друго превозно средство, AI е проектиран да предприеме незабавни коригиращи действия, за да избегне инцидент.
В допълнение към пълните AI контроли, автономните автомобили обикновено са проектирани с опция за пълен контрол на водача. В превозни средства като това, ADS действа като много усъвършенстван вид круиз контрол, където водачът може да поеме или да се откаже от контрола, когато пожелае.
Някои автономни автомобили са проектирани да работят без никаква човешка намеса, въпреки че законността на автомобилите без водачи варира от едно място на друго.
Ключови технологии, които позволяват на колата да се управлява сама
За да може една кола да се управлява сама, тя трябва да използва редица технологии, които са в нашите превозни средства от години, а в някои случаи дори от десетилетия. Колата трябва да поддържа електронен контрол върху всяка система, от двигателя и трансмисията до спирачките, и се нуждае от някакъв вид изкуствен интелект, за да свърже всичко заедно.
Повечето от технологиите, които се използват в автономните автомобили, са известни като усъвършенствани системи за подпомагане на водача, защото са проектирани да направят шофирането по-удобно и по-малко опасно.
Ето някои от най-важните технологии, които са в основата на автономните превозни средства:
- Изкуствен интелект: Автономните автомобили не биха били възможни без изкуствен интелект. Тези превозни средства се управляват от AI програми, които са разработени и обучени чрез машинно обучение, за да могат да четат данните от различни сензори, вградени в превозното средство, и след това да определят най-подходящото действие във всяка дадена ситуация.
- Drive-by-wire: Тези системи присъстват в обикновените превозни средства от години и те основно заменят механичните връзки с електрически връзки и контроли. Това улеснява много вградения AI контрол на всяка отделна система, като управление, ускорение и спиране.
- Поддържане на лентата: Тези системи първоначално са предназначени да помогнат на шофьорите да избегнат излизане от лентата си в трафика, но автономните превозни средства използват много от същите типове сензори и техники.
- Автоматично спиране: Първоначално е проектирано да предотвратява злополуки чрез автоматично задействане на спирачките в ситуации, в които водачът е твърде бавен, за да действа. Автономните автомобили използват подобна технология в много по-широк мащаб.
- Адаптивен круиз контрол: Това е друга система, която първоначално е проектирана да подпомага водачите, в този случай чрез динамично увеличаване и намаляване на скоростта спрямо околния трафик. Автономните автомобили трябва да изпълняват същата основна задача в допълнение към всичко друго, което водачът обикновено би правил.
Степени на автономност: Могат ли автономните коли наистина да бъдат без водачи?
Разработването на автономни автомобили беше бавен марш на напредъка, а не превключвател, който някой реши да превърти един ден. Започва през 50-те години на миналия век с някои от първите функции за безопасност и удобство, които с течение на времето стават обичайни, като антиблокиращи спирачки и круиз контрол, и се ускорява през 2000 г. с ADAS като адаптивен круиз контрол и автоматично спиране.
Тъй като автономните автомобили се появиха чрез толкова бавен и постепенен процес, Обществото на автомобилните инженери (SAE) разработи петстепенна скала за автоматизация.
Тази скала описва всичко от вчерашните изцяло ръчни превозни средства до напълно автоматизираните превозни средства, които се очаква да се появят в шоурумовете и магистралите до 2020 г.
Това са нивата на автоматизация, които може да има едно превозно средство:
Ниво 0: Без автоматизация
Това са традиционни превозни средства, които изискват постоянно участие на водача, за да функционират. Тези превозни средства дори нямат функции като антиблокиращи спирачки или круиз контрол.
Ниво 1: Помощ за водача
Тези превозни средства все още се контролират изцяло от водача, но включват някои общи системи за подпомагане на водача. Превозно средство на това ниво обикновено включва основни функции като круиз контрол.
Ниво 2: Частична автоматизация
На този етап автомобилите получават известно ниво на автоматизиран контрол върху функции като ускорение, спиране и управление. Шофьорът все още има пълен контрол над превозното средство и превозно средство на това ниво не може да се управлява само без човешки шофьор.
Превозни средства като това обикновено имат ADAS като автоматизирано спиране, адаптивен круиз контрол и някакъв вид система за поддържане на лентата.
Ниво 3: Условна автоматизация
Превозните средства на това ниво включват ADS, така че са технически автономни. Тези коли са способни да навигират от едно място на друго, да идентифицират опасностите и да реагират на тях. Присъствието на човешки водач все още е необходимо в случай на авария и водачът трябва да остане нащрек и готов да поеме контрола.
Всяка система в превозни средства на това ниво трябва да бъде автоматизирана и тези автомобили също така изискват обширен капацитет с изкуствен интелект, за да работят безопасно без намеса от човешки водач.
Ниво 4: Висока автоматизация
На това ниво превозното средство е напълно автоматизирано. Той е в състояние безопасно да навигира от едно място на друго при повечето условия. При някои условия и при някои обстоятелства, колата все още може да изисква човешко участие.
Този тип автономна кола е технически способна да работи без присъствието на човешки оператор, но може да бъде включена опцията човешки оператор да поеме управлението.
Ниво 5: Пълна автоматизация
Превозните средства на това ниво на автоматизация са наистина автономни и могат да работят без шофьор при всякакви условия на шофиране. В зависимост от дизайна, човек-оператор може да има опцията да поеме ръчно управление, но тези видове превозни средства са проектирани да не изискват такъв тип намеса.
Какви са предимствата на автономните автомобили?
Основното предимство на автономните автомобили и движещата сила зад развитието на автономните автомобили е безопасността. Според NHTSA, повече от 90 процента от всички сериозни катастрофи са причинени от проста човешка грешка. Основната идея е, че ако човешкият елемент може да бъде напълно премахнат от уравнението, много животи биха могли да бъдат спасени.
В допълнение към голямата загуба на живот, причинена от катастрофи с моторни превозни средства всяка година, има подобно огромно икономическо въздействие от тези събития. Според NHTSA произшествията струват стотици милиарди долари всяка година в намалена активност на работното място, щети и загуба на икономическа активност.
По-практическата полза от автономните автомобили е, че те биха могли потенциално да намалят задръстванията, като работят по-ефективно. Това може да доведе до по-кратко време за пътуване за много шофьори. Освен това шофьорите ще могат да използват времето си за пътуване, за да четат, да наваксват новини, да се подготвят за работа или да се занимават с други продуктивни задачи.
Друго предимство, което автономните автомобили могат да осигурят, е увеличената мобилност за възрастни хора и хора с увреждания. Тъй като тези превозни средства могат да работят напълно автономно, те могат безопасно да се управляват от хора с увредено зрение и време за реакция и дори състояния като квадриплегия, които обикновено биха направили много трудно или невъзможно безопасното управление на моторно превозно средство.
С възможността да стигат до работа, срещи или дори да пазаруват хранителни стоки, голям брой възрастни хора и хора с увреждания може да са в състояние да поддържат много по-високо ниво на автономност, отколкото би било възможно без достъп до кола без шофьор.
Проблемът с повечето от тези предимства е, че автоматизираните автомобили предоставят пълната стойност на предимството само когато има достатъчен брой от тези превозни средства на пътя.
Например, автономните коли могат да премахнат човешкия елемент от произшествията само когато на пътя няма човешки шофьори. По същия начин, автономните автомобили биха могли да намалят задръстванията само ако повечето от превозните средства по пътя са без водачи.
Докато автономните автомобили не се превърнат в новото нормално, основната полза от използването им е основно фактор за удобство, с известно внимание към безопасността.
