ما هي السيارة مستقلة القيادة؟

السيارة مستقلة القيادة هي مركبة قادرة على استشعار بيئتها والعمل دون تدخل بشري. لا تحتاج هذه المركبة من الراكب البشري التحكم في السيارة في أي وقت، ولا يلزم وجود راكب بشري في السيارة على الإطلاق. تستطيع السيارات المستقلة أن تذهب إلى أي مكان تذهب إليه السيارة التقليدية، وأن تقوم بجميع مهام السائق البشري المتمرس.

تحدد جمعية مهندسي السيارات (SAE) حاليًا 6 مستويات من أتمتة القيادة تتراوح من المستوى 0 (يدوي بالكامل) إلى المستوى 5 (مستقل تمامًا). تم اعتماد هذه المستويات من قبل وزارة النقل الأمريكية.

ما الفرق بين القيادة المستقلة والقيادة الآلية والقيادة الذاتية؟

تستخدم جمعية مهندسي السيارات المصطلح “مؤتمت” بدلاً من “مستقل”. أحد الأسباب هو أن كلمة الاستقلالية لها آثار تتجاوز الكهروميكانيكية. السيارة “المستقلة” بالكامل ستكون مدركة لذاتها وقادرة على تحديد واتخاذ خياراتها الخاصة. على سبيل المثال، عندما تقول للسيارة “أوصليني إلى العمل” فقد لا تتبع الأوامر وتقرر السيارة نقلك إلى الشاطئ بدلاً من ذلك. أما السيارة المؤتمتة بالكامل ستتبع الأوامر ثم تقود نفسها.

غالبًا ما يستخدم مصطلح “القيادة الذاتية” بالتبادل مع مصطلح “القيادة المستقلة”. ومع ذلك، فإن الأمر مختلف قليلاً. يمكن للسيارة ذاتية القيادة أن تقود نفسها في بعض أو حتى جميع المواقف، ولكن يجب أن يكون الراكب البشري دائمًا حاضرًا ومستعدًا لتولي زمام الأمور. تندرج السيارات ذاتية القيادة ضمن المستوى 3 (أتمتة القيادة المشروطة) أو المستوى 4 (أتمتة القيادة العالية). إنهم يخضعون لنوع من السياج الجغرافي، على عكس سيارة المستوى 5 مستقلة القيادة تمامًا والتي يمكن أن تذهب إلى أي مكان.

كيف تعمل السيارة مستقلة القيادة؟

تعتمد السيارات المستقلة القيادة على عدد كبير من أجهزة الاستشعار والمحركات والخوارزميات المعقدة وأنظمة التعلم الآلي والمعالجات القوية لتنفيذ البرامج.

السيارة مستقلة القيادة تنشئ وتحفظ خريطة محيطها بالاعتماد على مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار المنتشرة في أجزاء مختلفة من السيارة. أجهزة استشعار الرادار تراقب موقع المركبات القريبة. تكتشف كاميرات الفيديو إشارات المرور، وتقرأ لافتات الطرق، وتتبع المركبات الأخرى، وتراقب حركة المشاة. تقوم مستشعرات Lidar (اكتشاف الضوء وتحديد المدى Light detection and ranging) بعكس نبضات الضوء عن محيط السيارة لقياس المسافات واكتشاف حواف الطريق وتحديد علامات الحارات. أما أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية في العجلات فإنها تكتشف الحواجز والمركبات الأخرى عند الوقوف.

ثم تعالج البرمجيات الذكية كل هذه المدخلات الحسية، وتعمل على رسم المسار، وترسل التعليمات إلى مشغلات السيارة، التي تتحكم في التوجيه، والتسارع، والفرملة. تقوم القواعد المشفرة وخوارزميات تجنب العقبات والنمذجة التنبؤية والتعرف على الكائنات بمساعدة البرنامج على اتباع قواعد المرور وتجاوز العقبات.

ما هي تحديات السيارة مستقلة القيادة؟

تخضع السيارة مستقلة القيادة بالكامل (المستوى 5) للاختبار في عدة أماكن من العالم، ولكن لم يتم توفير أي منها لعامة الناس حتى الآن. ما زلنا على بعد سنوات من ذلك. تتراوح التحديات من التكنولوجية والتشريعية إلى البيئية والفلسفية. وبعض من هذه العوامل المجهولة هي:

▪ ليدار ورادار

Lidar مرتفع السعر ولا يزال يحاول تحقيق التوازن الصحيح بين النطاق والدقة. إذا كانت العديد من السيارات مستقلة القيادة ستقود على نفس الطريق، فهل ستتداخل إشارات الليدار مع بعضها البعض؟ وإذا توفرت عدة ترددات لاسلكية، فهل سيكون مدى التردد كافياً لدعم الإنتاج الضخم للسيارات مستقلة القيادة؟

▪ أحوال الطقس

ماذا يحدث عندما تتحرك السيارة مستقلة القيادة في منطقة هطول أمطار غزيرة؟ إذا كانت هناك طبقة من الثلج على الطريق، فستختفي الخطوط الفاصلة بين حارات الطريق. كيف ستتبع الكاميرات وأجهزة الاستشعار علامات الحارات إذا كانت العلامات محجوبة بالماء أو الزيت أو الجليد أو الحطام؟

▪ شروط وقوانين المرور

هل ستواجه السيارات مستقلة القيادة مشكلة في الأنفاق أو على الجسور؟ كيف ستقوم السيارة بالقيادة في حركة المرور المزدحمة بشدة؟ هل ستتنحى السيارة مستقلة القيادة إلى حارة معينة؟ هل سيتم منحها حق الوصول إلى (Carpool lanes حارات في الطريق مخصصة للسيارات التي تحمل شخصين واكثر)؟ وماذا عن أسطول السيارات القديمة الذي لا يزال يتقاسم الطرق على مدار العشرين أو الثلاثين عامًا القادمة؟

▪ الدولة مقابل اللوائح الفيدرالية

في الولايات المتحدة، تحولت العملية التنظيمية للسيارات مستقلة القيادة مؤخرًا من التوجيه الفيدرالي إلى تفويض كل ولاية على حدة. حتى أن بعض الولايات اقترحت فرض ضريبة لكل ميل على المركبات مستقلة القيادة لمنع ظهور “سيارات الزومبي (كناية عن خلوها من سائق)” التي تتجول بدون ركاب. كما كتب المشرعون مشاريع قوانين تقترح أن جميع السيارات مستقلة القيادة يجب أن تكون مركبات عديمة الانبعاثات ولديها زر ذعر مثبت. لكن هل ستكون القوانين مختلفة من دولة إلى أخرى؟ هل ستكون قادرًا على عبور حدود الولاية بسيارة مستقلة؟

▪ المسؤولية عن الحوادث

في الحوادث التي تسببها السيارات مستقلة القيادة من المسؤول؟ الشركة المصنعة؟ الراكب البشري؟ تشير أحدث المخططات إلى أن سيارة المستوى الخامس مستقلة القيادة بالكامل لن تحتوي على لوحة القيادة أو عجلة القيادة، لذلك لن يكون للراكب البشري حتى خيار السيطرة على السيارة مستقلة القيادة في حالة الطوارئ.

▪ الذكاء الاصطناعي مقابل العاطفة الاصطناعية

يعتمد السائقون البشريون على الإشارات الدقيقة والتواصل غير اللفظي (مثل الاتصال بالعين مع المشاة أو قراءة تعابير الوجه ولغة الجسد للسائقين الآخرين) لإجراء حكم في أجزاء من الثانية والتنبؤ بالسلوكيات. هل ستتمكن السيارة مستقلة القيادة من محاكاة هذا الحكم؟ هل سيكون لديهم ذكاء اصطناعي بنفس الغرائز المنقذة للحياة مثل السائقين البشر؟

ما هي فوائد السيارات مستقلة القيادة؟

سيناريوهات تحسين الراحة وتحسين جودة الحياة لا حدود لها. سيتوفر للمسنين والمعاقين جسديًا الاستقلال في الحركة. إذا كان أطفالك في المخيم الصيفي ونسوا ملابس السباحة وفرشاة الأسنان، فقد تجلب لهم السيارة الأشياء المفقودة. يمكنك حتى إرسال كلبك إلى موعد بيطري.

لكن الوعد الحقيقي للسيارات مستقلة القيادة هو إمكانية خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير. في دراسة حديثة، حدد الخبراء ثلاثة اتجاهات من شأنها (إذا تم تبنيها بشكل متزامن) أن تطلق العنان للإمكانات الكاملة للسيارات المستقلة: أتمتة المركبات، وكهربة السيارة، ومشاركة الرحلة. بحلول عام 2050، يمكن لهذه “الثورات الثلاث في النقل الحضري” أن تقوم بالتالي:

• تقليل الازدحام المروري (عدد المركبات سيكون 30٪ أقل من المركبات على الطريق).
• خفض تكاليف النقل بنسبة 40٪ (من حيث المركبات والوقود والبنية التحتية).
• السيارة مستقلة القيادة تساعد في تحسين القدرة على السير والعيش.
• توفير ساحات انتظار للاستخدامات الأخرى (مدارس، وحدائق، ومراكز مجتمعية).
• تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في المناطق الحضرية بنسبة 80٪ في جميع أنحاء العالم.

المصدر