Autonoomsed autod on isejuhtivad sõidukid, mis on võimelised töötama minimaalse või isegi ilma inimliku panusega. Need sõidukid kasutavad sõidukogemuse automatiseerimiseks tehisintellekti (AI) ja olemasolevaid autotehnoloogiaid, nagu adaptiivne püsikiiruse hoidja.
Isejuhtivate sõidukite keerukus varieerub põhisüsteemidest, mida inimjuht peab pidev alt jälgima, kuni süsteemideni, mis on võimelised töötama mis tahes tingimustes ja ilma inimelementideta.
Ettevõtetel nagu Waymo on teedel juba autonoomsed autod ning sellised autotootjad nagu Tesla, Ford, GM ja teised on kõik välja töötanud oma autonoomsete sõidukite tehnoloogiad, nagu Tesla Autopilot, Argo AI ja GM Cruise.
Kuidas autonoomsed autod töötavad?
Autonoomsed autod kasutavad tehisintellekti ja sõidukisüsteemide kombinatsiooni, mis põhinevad olemasolevatel täiustatud juhiabisüsteemidel (ADAS), et luua midagi, mida tuntakse automatiseeritud juhiabisüsteemina (ADS).
Autonoomse auto keskmes olev tehisintellekt võtab sisendeid erinevatelt sõidukisse sisseehitatud anduritelt ja kasutab neid sisendeid välismaailmast pildi loomiseks. Selle pildi, piirkonna kaardi ja globaalse positsioneerimissatelliidi (GPS) andmetega saab autonoomne sõiduk ohutult joonistada kursi läbi oma keskkonna.
Ühest punktist teise liikumiseks kasutab tehisintellekt sõiduki süsteeme, nagu drive-by-wire elektroonilised gaasi-, piduri- ja roolinupud. Kui sõiduki andurid, mis võivad hõlmata kõike alates radarist kuni laserideni, tuvastavad objekti, nagu jalakäija või muu sõiduk, on AI loodud õnnetuse vältimiseks koheselt parandusmeetmeid võtma.
Lisaks täielikele tehisintellekti juhtnuppudele on autonoomsed autod tavaliselt konstrueeritud koos juhi täieliku juhtimise võimalusega. Sellistes sõidukites toimib ADS kui väga arenenud püsikiirusehoidja, kus juht saab igal ajal kontrolli üle võtta või sellest loobuda.
Mõned autonoomsed autod on loodud töötama ilma inimesepoolse sekkumiseta, kuigi juhita autode seaduslikkus on kohati erinev.
Põhitehnoloogiad, mis võimaldavad autol ise sõita
Selleks, et auto ise sõidaks, peab see kasutama mitmeid tehnoloogiaid, mis on meie sõidukites olnud juba aastaid ja mõnel juhul isegi aastakümneid. Auto peab säilitama elektroonilise kontrolli kõigi süsteemide üle, alates mootorist ja käigukastist kuni piduriteni, ning selle ühendamiseks vajab see teatud tüüpi tehisintellekti.
Enamik autonoomsetes autodes kasutatavaid tehnoloogiaid on tuntud kui täiustatud juhiabisüsteemid, kuna need on loodud sõidukogemuse mugavamaks ja vähem ohtlikuks muutmiseks.
Siin on mõned kõige olulisemad autonoomsete sõidukite aluseks olevad tehnoloogiad:
- Tehisintellekt: autonoomsed autod poleks tehisintellektita võimalikud. Neid sõidukeid juhivad tehisintellekti programmid, mis on välja töötatud ja koolitatud masinõppe abil, et oleks võimalik lugeda erinevate sõidukisse sisseehitatud andurite andmeid ja seejärel määrata igas olukorras kõige sobivam tegevus.
- Juhtmepõhine: need süsteemid on tavalistes sõidukites olnud juba aastaid ja need asendavad põhimõtteliselt mehaanilised ühendused elektriühenduste ja juhtseadistega. See muudab sisseehitatud tehisintellekti jaoks palju lihtsamaks iga üksiku süsteemi (nt roolimise, kiirendamise ja pidurdamise) juhtimise.
- Reahoid: need süsteemid loodi algselt selleks, et aidata inimjuhtidel vältida liikluses oma sõiduraj alt välja triivimist, kuid autonoomsed sõidukid kasutavad paljusid sama tüüpi andureid ja tehnikaid.
- Automaatne pidurdamine: see oli algselt mõeldud õnnetuste vältimiseks, rakendades automaatselt pidureid olukordades, kus juht on tegutsemiseks liiga aeglane. Autonoomsed autod kasutavad sarnast tehnoloogiat palju laiemas skaalas.
- Adaptiivne püsikiiruse hoidja: see on veel üks süsteem, mis oli algselt loodud juhtide abistamiseks, antud juhul dünaamiliselt suurendades ja vähendades kiirust võrreldes ümbritseva liiklusega. Autonoomsed autod peavad täitma sama põhiülesande lisaks kõigele muule, mida juht tavaliselt teeb.
Autonoomia astmed: kas autonoomsed autod võivad tõesti olla juhita?
Autonoomsete autode arendamine oli aeglane edasiminek, mitte lüliti, mille keegi otsustas ühel päeval ümber pöörata. See sai alguse 1950. aastatel esimestest ohutus- ja mugavusfunktsioonidest, mis muutusid aja jooksul tavaliseks, nagu mitteblokeeruvad pidurid ja püsikiiruse hoidja, ning kiirendati 2000. aastatel ADAS-iga, nagu adaptiivne püsikiiruse hoidja ja automaatpidurdus.
Kuna autonoomsed autod on jõudnud kohale nii aeglase ja järkjärgulise protsessi kaudu, töötas Autoinseneride Ühing (SAE) välja viieastmelise automatiseerimise skaala.
See skaala kirjeldab kõike alates eilsetest täielikult manuaalsetest sõidukitest kuni täisautomaatsete sõidukiteni, mis ilmuvad müügisaalide põrandatele ja maanteedele 2020. aastaks.
Sõidukil võivad olla automatiseerimise tasemed:
Tase 0: automaatika puudub
Need on traditsioonilised sõidukid, mis vajavad toimimiseks pidevat juhi sisendit. Nendel sõidukitel pole isegi selliseid funktsioone nagu mitteblokeeruvad pidurid või püsikiiruse hoidja.
1. tase: juhiabi
Neid sõidukeid juhib endiselt täielikult juht, kuid need sisaldavad mõningaid levinud juhiabisüsteeme. Sellel tasemel sõiduk sisaldab tavaliselt põhifunktsioone, nagu püsikiiruse hoidja.
2. tase: osaline automatiseerimine
Selles etapis saavad autod teatud automaatse kontrolli funktsioonide, nagu kiirendamine, pidurdamine ja juhtimine, üle. Juhil on endiselt täielik kontroll sõiduki üle ja sellisel tasemel sõiduk ei saa ilma inimjuhita ise juhtida.
Sellistel sõidukitel on tavaliselt ADAS nagu automaatpidurdus, adaptiivne püsikiiruse hoidja ja teatud tüüpi sõiduraja hoidmise süsteem.
3. tase: tingimuslik automatiseerimine
Selle taseme sõidukitel on ADS, seega on need tehniliselt autonoomsed. Need autod on võimelised liikuma ühest kohast teise, tuvastama ohte ja neile reageerima. Inimjuhi kohalolek on ka hädaolukorras vajalik ning juht peab jääma valvsaks ja valmis kontrolli üle võtma.
Iga süsteem sellel tasemel sõidukites peab olema automatiseeritud ja need autod vajavad ka ulatuslikku tehisintellekti, et ohutult töötada ilma inimjuhi sekkumiseta.
4. tase: kõrge automatiseeritus
Sellel tasemel on sõiduk täielikult automatiseeritud. See suudab enamikel tingimustel ohutult ühest kohast teise navigeerida. Teatud tingimustel ja teatud tingimustel võib auto siiski vajada inimese panust.
Seda tüüpi autonoomsed autod on tehniliselt suutelised töötama ilma inimkasutaja juuresolekuta, kuid kaasas võib olla ka võimalus, et juht saab juhtima.
5. tase: täisautomaatika
Selle automatiseerimise tasemega sõidukid on tõeliselt autonoomsed ja võivad töötada ilma juhita kõikides sõidutingimustes. Olenev alt konstruktsioonist võib inimkäitajal olla võimalus kasutada käsitsi juhtimist, kuid seda tüüpi sõidukid ei vaja sellist sekkumist.
Millised on autonoomsete autode eelised?
Autonoomsete autode peamine eelis ja autonoomsete autode arendamise liikumapanev jõud on ohutus. NHTSA andmetel on enam kui 90 protsenti kõigist tõsistest õnnetustest põhjustatud lihtsast inimlikust eksimusest. Põhiidee seisneb selles, et kui inimelement saaks võrrandist täielikult eemaldada, saaks päästa palju elusid.
Lisaks iga-aastasele mootorsõidukiõnnetuste põhjustatud suurele inimkaotusele on neil sündmustel sama suur majanduslik mõju. NHTSA andmetel maksavad õnnetused igal aastal sadu miljardeid dollareid töökoha aktiivsuse, kahjude ja majandustegevuse vähenemise tõttu.
Autonoomsete autode praktilisem eelis seisneb selles, et need võivad tõhusam alt töötades vähendada liiklusummikuid. See võib paljudele autojuhtidele kaasa tuua lühema edasi-tagasi sõiduaja. Lisaks saavad juhid kasutada oma pendelreisi aega lugemiseks, uudiste jälgimiseks, tööks valmistumiseks või muude produktiivsete ülesannete tegemiseks.
Teine eelis, mida autonoomsed autod võiksid pakkuda, on eakate ja puuetega inimeste suurem liikuvus. Kuna need sõidukid on võimelised töötama täiesti autonoomselt, saavad neid ohutult juhtida inimesed, kellel on nägemis- ja reaktsiooniaeg ning isegi sellised seisundid nagu kvadripleegia, mis tavaliselt muudaksid mootorsõiduki ohutu juhtimise väga keeruliseks või võimatuks.
Tööle jõudmise, kohtumiste või isegi toidupoes ostmise tõttu võib suur hulk eakaid ja puuetega inimesi säilitada palju suurema autonoomia, kui see oleks võimalik ilma juhita autota.
Enamiku nende eeliste probleem seisneb selles, et automatiseeritud autod annavad kasu täisväärtuse alles siis, kui neid sõidukeid on teel piisav alt palju.
Näiteks autonoomsed autod suudavad õnnetustest inimliku elemendi eemaldada ainult siis, kui teel pole inimjuhte. Samamoodi suudaksid autonoomsed autod liiklusummikuid vähendada ainult siis, kui enamik teel olevatest sõidukitest on juhita.
Kuni autonoomsed autod muutuvad uueks normaalsuseks, on nende kasutamise peamine eelis peamiselt mugavustegur, võttes arvesse ohutust.
