Οι τεχνολογίες πίσω από τα αυτόνομα οχήματα

Παρόλο που η ιδέα για την κατασκευή αυτόνομων οχημάτων υπάρχει αρκετά χρόνια, όλα αυτά θα ήταν αδύνατα αν η τεχνολογία δεν είχε εξελιχθεί ραγδαία, ώστε να κάνει δυνατή την κατασκευή τους. Τεχνολογίες όπως το GPS, το RADAR, το LIDAR, κάμερες και υπολογιστές με ικανότητες εκμάθησης έχουν κάνει τα αυτόνομα οχήματα πραγματικότητα.

Ας δούμε λοιπόν αναλυτικά τι δυνατότητες και τεχνολογίες ενσωματώνουν η πλειοψηφία των αυτόνομων οχημάτων σήμερα.

connected cars

Διασύνδεση
Πως θα μπορούσαμε να αποκαλούμε ένα όχημα αυτόνομο, αν δεν μπορούσε να λάβει τις πληροφορίες που χρειάζεται από μόνο του. Αυτό συνήθως γίνεται μέσω μια σύνδεσης δεδομένων 3G ή 4G. Τα αυτόνομα οχήματα είναι πάντα συνδεδεμένα με κάποιο κέντρο δεδομένων, λαμβάνοντας πληροφορίες, αναβαθμίσεις του λογισμικού και δεδομένα για την κίνηση.

Επιπλέον, αποστέλλει και δεδομένα που αφορούν την χρήση του οχήματος καθώς και δεδομένα που αφορούν την αυτόνομη οδήγηση. Αυτά τα δεδομένα, είναι ένα μεγάλο κεφάλαιο για την «νοημοσύνη» των οχημάτων, αφού όλα τα οχήματα μπορούν να μάθουν «παρατηρώντας» τα δεδομένα άλλων αυτόνομων οχημάτων.

Uber Ford Fusion autonomous car details

Συστήματα LIDAR
Το LIDAR είναι η συντομογραφία του Laser Illuminated Detection and Ranging. Με το LIDAR, πολλαπλές δέσμες ακτινών laser εκπέμπονται προς όλες τις κατευθύνσεις, με την αντανάκλασή τους να επιστρέφει σε ειδικούς αισθητήρες οι οποίοι υπολογίζουν τις αποστάσεις, το μέγεθος, το υλικό και την πυκνότητα των αντικειμένων στον χώρο.

Αυτό επιτρέπει στο αυτόνομο όχημα να δημιουργήσει έναν 3D χάρτη του περιβάλλοντος. Τα σημερινά LIDAR μπορούν να σκανάρουν το περιβάλλον εκατομμύρια φορές το δευτερόλεπτο, μέχρι και 200 μέτρα απόσταση από τον αισθητήρα. Το σύστημα αυτό συνήθως βρίσκεται στην οροφή για να έχει όσο το δυνατόν ευρύτερο πεδίο λειτουργίας.

radar

Radar
To Radar είναι η συντομογραφία του RAdio Detection and Ranging. Λειτουργεί παρόμοια με το LIDAR, με τις μόνες διαφορές, την μεγαλύτερη εμβέλειά και ότι στέλνει ραδιοκύματα για να ανιχνεύσει την θέση, απόσταση και ταχύτητα των αντικειμένων.

Τα οχήματα που έχουν τεχνολογία adaptive cruise control χρησιμοποιούν απαραίτητα τεχνολογία RADAR. Το adaptive cruise control διατηρεί αυτόματα μια προκαθορισμένη απόσταση από το προπορευόμενο όχημα, επιταχύνοντας και επιβραδύνοντας χωρίς την παρέμβαση του οδηγού.

ultrasonic sensor

Αισθητήρες Ultrasonic
Είναι σαν τους αισθητήρες υποβοήθησης παρκαρίσματος, που υπάρχουν στα περισσότερα αμάξια σήμερα, με την διαφορά ότι είναι πιο ακριβείς και έχουν μεγαλύτερη εμβέλεια. Το μικρό τους μέγεθος τους κάνει ιδανικούς για την εγκατάσταση πολλαπλών αισθητήρων στο αμάξι.

Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να ανιχνεύσουν καλύτερα την απόσταση από τα curbs, μεγάλες πέτρες και εγγύτητα σε κοντινά αντικείμενα. Φυσικά, θα έλεγε κανείς πλεονασμό την ταυτόχρονη ύπαρξη LIDAR, RADAR και Ultrasonic αισθητήρων, αλλά εξαρτάται αποκλειστικά από το πόσο πολύπλοκα συστήματα έχει το αυτόνομο όχημα. Για παράδειγμα, τα οχήματα της Tesla δεν χρησιμοποιούν LIDAR και στηρίζονται αποκλειστικά σε υψηλής ποιότητας κάμερες και ultrasonic αισθητήρες.

gps map

Εντοπισμός θέσης GPS
Το αυτόνομα οχήματα έχουν δέκτες GPS, παρόμοιους με αυτούς που έχουμε στα smartphone μας, αλλά με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια. Τα δεδομένα του GPS είναι χρήσιμα για να συγκρίνει τα δεδομένα της περιοχής που βρίσκεται με αυτά άλλων οχημάτων, με βάση την θέση του στον χάρτη. Επιπλέον είναι άλλη μία πηγή πληροφόρησης για την ταχύτητα του οχήματος.

Όταν το όχημα γνωρίζει την θέση του στο χάρτη, μπορεί να προβλέψει το είδος του δρόμου που θα συναντήσει μπροστά του, μειώνοντας έτσι την ταχύτητα σε επικίνδυνες στροφές.

ford fusion camera small

Κάμερες
Κάθε αυτόνομο όχημα μπορεί να έχει πολλαπλές κάμερες. Συνήθως, η μπροστινή κάμερα βλέπει τις πινακίδες, τα φανάρια κυκλοφορίας και εντοπίζει εμπόδια, ειδικά τους ανθρώπους.

Εξελιγμένες κάμερες, οι οποίες χρησιμοποιούν δύο αισθητήρες σε απόσταση, μπορούν να δουν όπως και ο άνθρωπος. Η διαφορετική προοπτική που παρέχεται από τις δύο κάμερες δίνουν βάθος στην εικόνα, επιτρέποντας στο σύστημα να κρίνει αποστάσεις από το αντικείμενο καθώς και τις διαστάσεις του.

nvidia drive computer

Εξελιγμένοι υπολογιστές και λογισμικό επεξεργασίας
Σε κάθε αυτόνομο όχημα, ένας μεγάλος αριθμός αισθητήρων στέλνει δεδομένα στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας. Όλα αυτά πρέπει να αναλυθούν και να επεξεργαστούν σε πραγματικό χρόνο, ώστε το όχημα να περιηγηθεί με επιτυχία, αποφεύγοντας όλα τα εμπόδια και τις δύσκολες συνθήκες τις οποίες μπορεί να αντιμετωπίσει.

Για να γίνει αυτό, χρειάζεται ένας ανθεκτικός, μικρός και εξαιρετικά αξιόπιστος υπολογιστής εγκατεστημένος στο αυτόνομο όχημα. Μεγάλες εταιρείες σαν την Nvidia, Intel, Qualcomm και Texas Instruments, παρέχουν υπολογιστές σε μεγάλους κατασκευαστές αυτοκινήτων.




Φυσικά, ένας υπολογιστής δεν θα ήταν τίποτα χωρίς το κατάλληλο software. Όλες οι εταιρείες που κατασκευάζουν αυτόνομα οχήματα, έχουν ένα δικό τους τμήμα που ασχολείται με την ανάπτυξη software αυτόνομης οδήγησης. Αυτό είναι υπεύθυνο για την συλλογή όλων των δεδομένων, την επεξεργασία και τελική οδηγική συμπεριφορά του αμαξιού.

Όλες αυτές οι τεχνολογίες που αναφέραμε παραπάνω, εκτός από τα οφέλη που προσφέρουν, κοστίζουν και δημιουργούν αρκετά τεχνικά και ηθικά προβλήματα τα οποία ζητούν επίλυση.

Jaguar Land Rover UK autodrive advanced highway assist

Απαγορευτικό κόστος
Μέχρι η τεχνολογία αυτή να γίνει mainstream, το κόστος θα είναι αρκετά υψηλό για τον μέσο καταναλωτή. Ευτυχώς, κάθε χρόνος που περνάει το κόστος αυτών των συστημάτων πέφτει, οπότε σε λίγα χρόνια θα μπορέσουμε να μιλάμε για «φθηνά» αυτόνομα οχήματα.

Αναλυτικοί χάρτες
Το αυτόνομο αμάξι της Google, για να περιηγηθεί χρησιμοποιεί χάρτες ακριβείας, συγκρίσιμους με αυτούς που έχει στο Street View του Google Maps. Αυτοί οι χάρτες για να δημιουργηθούν, χρειάζονται πολλά χρήματα και κόπος, ώστε να είναι διακριτές λεπτομέρειες όπως το πλάτος μιας λωρίδας του δρόμου. Θα είναι ποτέ δυνατόν να έχουμε τέτοιους χάρτες για κάθε χώρα του κόσμου;

Τα αυτόνομα οχήματα θα καταργήσουν τα φανάρια;

Κανονισμοί, νόμοι και κυβερνήσεις κάθε χώρας
Οι περισσότερες ανεπτυγμένες χώρες έχουν αρχίσει και υιοθετούν νόμους για την τεχνολογία αυτόνομης οδήγησης. Τα προβλήματα όμως παραμένουν, αφού σε πολλές περιπτώσεις δεν είναι ξεκάθαρο ποιος θα έχει την ευθύνη ενός ατυχήματος.

Άρνηση των καταναλωτών
Πολλοί είναι αυτοί που θα αρνηθούν να παραδώσουν τον πλήρη έλεγχο σε ένα αυτόνομο όχημα. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα μια μακροχρόνια συζήτηση, η οποία θα δράσει αρνητικά στην εξάπλωση των αυτόνομων οχημάτων.

Ηθικά διλλήματα
Σενάρια κατά τα οποία το όχημα πρέπει να αποφασίσει να αποφύγει κάποιο από δύο αναπόφευκτα εμπόδια. Ποιο θα αποφύγει; Αν η επιλογή αυτή είναι ανάμεσα σε ανθρώπινες ζωές; Θα υπάρξει αρκετή εμπιστοσύνη σε μια μηχανή για να πάρει τέτοια απόφαση;

Πηγή