מכוניות אוטונומיות הן כלי רכב בנהיגה עצמית המסוגלים לפעול עם הכנסה מינימלית, או אפילו אפסית, אנושית. כלי רכב אלה ממנפים בינה מלאכותית (AI) וטכנולוגיות רכב קיימות כמו בקרת שיוט אדפטיבית כדי להפוך את חווית הנהיגה לאוטומטית.
רכבים בנהיגה עצמית משתנים במורכבות ממערכות בסיסיות שצריכות להיות במעקב מתמיד על ידי נהג אנושי, למערכות שמסוגלות לפעול בכל תנאי וללא אלמנט אנושי כלל.
לחברות כמו Waymo כבר יש מכוניות אוטונומיות על הכביש, ויצרניות רכב כמו טסלה, פורד, GM ואחרות פיתחו כולם טכנולוגיות רכב אוטונומי משלהן כמו טייס אוטומטי של טסלה, ארגו AI ו-GM Cruise.
איך מכוניות אוטונומיות עובדות?
מכוניות אוטונומיות משתמשות בשילוב של בינה מלאכותית ומערכות רכב המבוססות על מערכות סיוע לנהג מתקדמות קיימות (ADAS) כדי ליצור משהו המכונה מערכת נהג אוטומטית (ADS).
הבינה המלאכותית שבלב המכונית האוטונומית לוקחת תשומות מחיישנים שונים המובנים ברכב, והיא משתמשת בכניסות האלה כדי ליצור תמונה של העולם החיצון. עם התמונה הזו, בשילוב עם מפה של האזור ונתוני לוויין מיקום גלובלי (GPS), הרכב האוטונומי יכול לשרטט מסלול בבטחה דרך הסביבה שלו.
כדי לעבור מנקודה אחת לאחרת, הבינה המלאכותית מתחברת למערכות רכב כמו מצערת, בלמים ובקרות היגוי אלקטרוניות באמצעות כונן. כאשר חיישני הרכב, שעשויים לכלול כל דבר, מרדאר ועד לייזרים, מזהים עצם כמו הולך רגל או רכב אחר, ה-AI מתוכנן לנקוט בפעולה מתקנת מיידית כדי למנוע תאונה.
בנוסף לבקרות AI מלאות, מכוניות אוטונומיות מתוכננות בדרך כלל עם אפשרות לשליטה מלאה על הנהג. בכלי רכב כמו זה, ה-ADS פועלת כסוג מתקדם מאוד של בקרת שיוט, שבה הנהג יכול לקחת או לוותר על השליטה מתי שהוא רוצה.
כמה מכוניות אוטונומיות מתוכננות לפעול ללא כל קלט אנושי בכלל, אם כי החוקיות של מכוניות ללא נהג משתנה ממקום אחד למשנהו.
טכנולוגיות מפתח המאפשרות למכונית לנהוג בעצמה
כדי שמכונית תנהג בעצמה, היא צריכה למנף מספר טכנולוגיות שנמצאות בכלי הרכב שלנו כבר שנים, ובמקרים מסוימים אפילו עשרות שנים. המכונית צריכה לשמור על שליטה אלקטרונית על כל מערכת, מהמנוע ותיבת ההילוכים ועד הבלמים, והיא צריכה סוג של בינה מלאכותית כדי לקשור את הכל יחד.
רוב הטכנולוגיות הממונפות במכוניות אוטונומיות ידועות בשם מערכות סיוע לנהג מתקדמות, מכיוון שהן תוכננו כדי להפוך את חווית הנהיגה לנוחה יותר ופחות מסוכנת.
להלן כמה מהטכנולוגיות החשובות ביותר העומדות בבסיס כלי רכב אוטונומיים:
- בינה מלאכותית: מכוניות אוטונומיות לא היו אפשריות ללא בינה מלאכותית. כלי רכב אלו נשלטים על ידי תוכניות בינה מלאכותית המפותחות ומאומנות באמצעות למידת מכונה כדי להיות מסוגלים לקרוא את הנתונים ממגוון חיישנים המובנים ברכב ולאחר מכן לקבוע את הפעולה המתאימה ביותר בכל מצב נתון.
- Drive-by-wire: מערכות אלו קיימות ברכבים רגילים כבר שנים, והן בעצם מחליפות חיבורים מכניים בחיבורים ובקרה חשמליים. זה מקל הרבה יותר על AI מובנה לשלוט בכל מערכת בנפרד, כמו היגוי, האצה ובלימה.
- שמירה על נתיב: מערכות אלה תוכננו במקור כדי לעזור לנהגים אנושיים להימנע מהיסחפות מהנתיב שלהם בתנועה, אך כלי רכב אוטונומיים משתמשים רבים מאותם סוגי חיישנים וטכניקות.
- בלימה אוטומטית: זה תוכנן במקור כדי למנוע תאונות על ידי הפעלה אוטומטית של הבלמים במצבים שבהם הנהג איטי מכדי לפעול. מכוניות אוטונומיות משתמשות בטכנולוגיה דומה בקנה מידה רחב הרבה יותר.
- בקרת שיוט אדפטיבית: זוהי מערכת נוספת שתוכננה במקור לסייע לנהגים, במקרה זה על ידי עלייה והפחתה דינמית של מהירות ביחס לתנועה מסביב. מכוניות אוטונומיות צריכות לבצע את אותה משימה בסיסית בנוסף לכל דבר אחר שהנהג היה עושה בדרך כלל.
דרגות אוטונומיה: האם מכוניות אוטונומיות באמת יכולות להיות חסרות נהג?
הפיתוח של מכוניות אוטונומיות היה צעדה איטית של התקדמות, לא מתג שמישהו החליט להעיף יום אחד. זה התחיל בשנות ה-50 עם כמה מתכונות הבטיחות והנוחות הראשונות שהפכו שכיחות עם הזמן, כמו בלמים נגד נעילה ובקרת שיוט, והואץ בשנות ה-2000 עם ADAS כמו בקרת שיוט אדפטיבית ובלימה אוטומטית.
מאחר שמכוניות אוטונומיות הגיעו בתהליך כה איטי ומצטבר, האגודה של מהנדסי רכב (SAE) פיתחה סולם של חמש רמות של אוטומציה.
סקאלה זו מתארת הכל, החל מרכבים ידניים לחלוטין של אתמול ועד לסוג הרכבים האוטומטיים המלאים שצפויים להופיע בקומות אולמות התצוגה ובכבישים המהירים עד 2020.
אלה הן רמות האוטומציה שיכולות להיות לרכב:
רמה 0: ללא אוטומציה
אלו רכבים מסורתיים שדורשים קלט קבוע מהנהג כדי לתפקד. לרכבים האלה אין אפילו תכונות כמו בלמים נגד נעילה או בקרת שיוט.
רמה 1: סיוע לנהג
רכבים אלה עדיין נשלטים לחלוטין על ידי הנהג, אך הם כוללים כמה מערכות סיוע נפוצות לנהג. רכב ברמה זו יכלול בדרך כלל תכונות בסיסיות כמו בקרת שיוט.
רמה 2: אוטומציה חלקית
בשלב זה, מכוניות משיגות רמה מסוימת של שליטה אוטומטית על פונקציות כמו האצה, בלימה והיגוי. הנהג עדיין בשליטה מוחלטת על הרכב, ורכב ברמה זו לא יכול לנהוג בעצמו ללא נהג אנושי.
לכלי רכב כאלה יש בדרך כלל ADAS כמו בלימה אוטומטית, בקרת שיוט אדפטיבית וסוג כלשהו של מערכת שמירה על נתיב.
רמה 3: אוטומציה מותנית
כלי רכב ברמה זו כוללים מודעה, כך שהם אוטונומיים מבחינה טכנית. מכוניות אלו מסוגלות לנווט ממקום למקום, לזהות מפגעים ולהגיב אליהם. נוכחות של נהג אנושי עדיין נדרשת במקרה חירום, ועל הנהג להישאר ערני ומוכן להשתלט.
כל מערכת בכלי רכב ברמה זו חייבת להיות אוטומטית, ומכוניות אלה דורשות גם יכולת בינה מלאכותית נרחבת כדי לפעול בבטחה ללא קלט מנהג אנושי.
רמה 4: אוטומציה גבוהה
ברמה זו, רכב אוטומטי לחלוטין. הוא מסוגל לנווט בבטחה ממקום אחד למשנהו ברוב התנאים. בתנאים מסוימים, ובנסיבות מסוימות, המכונית עדיין עשויה לדרוש קלט אנושי.
סוג זה של מכונית אוטונומית מסוגל מבחינה טכנית לפעול ללא נוכחות של מפעיל אנושי, אך ייתכן שתכלול האפשרות של מפעיל אנושי לקחת את השליטה.
רמה 5: אוטומציה מלאה
כלי רכב ברמת אוטומציה זו הם באמת אוטונומיים ויכולים לפעול ללא נהג בכל תנאי הנהיגה. בהתאם לתכנון, למפעיל אנושי עשויה להיות אפשרות לקחת שליטה ידנית, אבל סוגים אלה של כלי רכב מתוכננים לא לדרוש סוג כזה של התערבות.
מהם היתרונות של מכוניות אוטונומיות?
היתרון העיקרי של מכוניות אוטונומיות, והכוח המניע מאחורי פיתוח מכוניות אוטונומיות, הוא הבטיחות.על פי ה-NHTSA, יותר מ-90 אחוז מכל התאונות החמורות נגרמות על ידי טעות אנוש פשוטה. הרעיון הבסיסי הוא שאם ניתן היה להסיר את היסוד האנושי במלואו מהמשוואה, ניתן היה להציל חיים רבים.
בנוסף לאובדן החיים הגדול שנגרם מתאונות רכב מדי שנה, יש השפעה כלכלית מסיבית דומה מאירועים אלה. לפי ה-NHTSA, תאונות עולות מאות מיליארדי דולרים מדי שנה בפעילות מופחתת במקום העבודה, נזקים ואובדן פעילות כלכלית.
היתרון המעשי יותר של מכוניות אוטונומיות הוא שהן עשויות להפחית את עומסי התנועה על ידי הפעלה יעילה יותר. זה עלול לגרום לזמני נסיעה קצרים יותר עבור נהגים רבים. בנוסף, נהגים יוכלו לנצל את זמן הנסיעה שלהם כדי לקרוא, להתעדכן בחדשות, להתכונן לעבודה או לעסוק במשימות פרודוקטיביות אחרות.
יתרון נוסף שמכוניות אוטונומיות יכולות לספק הוא הגברת הניידות לקשישים ולאנשים עם מוגבלויות.מכיוון שכלי רכב אלו מסוגלים לפעול באופן אוטונומי לחלוטין, הם יכולים להיות מופעלים בבטחה על ידי אנשים עם לקויות ראייה וזמני תגובה, ואפילו מצבים כמו quadriplegia שבדרך כלל היו מקשים מאוד או בלתי אפשריים לנהוג בבטחה ברכב מנועי.
עם היכולת להגיע לעבודה, לפגישות, או אפילו לקנות מצרכים, מספר רב של קשישים ונכים עשויים להיות מסוגלים לשמור על רמה גבוהה בהרבה של אוטונומיה ממה שהיה אפשרי ללא גישה למכונית ללא נהג.
הבעיה ברוב ההטבות האלה היא שמכוניות אוטומטיות מעבירות את מלוא הערך של ההטבה רק כאשר יש מספר מספיק של כלי רכב אלה על הכביש.
לדוגמה, מכוניות אוטונומיות יכולות להסיר את האלמנט האנושי מתאונות רק כאשר אין נהגים אנושיים על הכביש. באופן דומה, מכוניות אוטונומיות יוכלו להפחית את עומסי התנועה רק אם רוב כלי הרכב על הכביש יהיו ללא נהג.
עד שמכוניות אוטונומיות יהפכו לנורמה החדשה, היתרון העיקרי בשימוש באחת הוא בעיקר גורם נוחות, תוך התחשבות מסוימת בבטיחות.
