خودروهای خودران چقدر قابل اطمینان هستند؟ بررسی عملکرد و سیستم‌های ایمنی

به گزارش پیوست، سیستم خودروهای خودران مجهز به فناوری‌های گوناگون و پیشرفته‌ای است که با هدف کاهش حداکثری تصادفات و صدمات و ارتقای امنیت سرنشینان طراحی و تولید می‌شود.

ساز و کار خودروهای خودران

عملکرد یک خودروی خودران بر اساس سه عنصر اصلی، یعنی ورودی‌ها، پردازش و خروجی‌ها انجام می‌شود. در این سیستم، حسگرها محیط اطراف خودرو را مشاهده کرده و اطلاعاتی مانند موقعیت خودرو، سرعت، موقعیت سایر خودروها، علائم ترافیکی و موارد دیگر را به واحد پردازش ارسال می‌کنند. سپس در این واحد، الگوریتم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی برای تحلیل و پردازش داده‌ها به کار گرفته می‌شود تا تصمیم‌های لازم برای رانندگی اتوماتیک اتخاذ شود. در نهایت، سیستم کنترل خودرو با استفاده از اطلاعات دریافتی، موتور، فرمان، سیستم ترمز و دیگر اجزای خودرو را کنترل می‌کند.

چه شرکت‌هایی در زمینه تولید خودروهای خودران فعالیت می‌کنند؟

مهم‌ترین شرکت‌هایی که در این زمینه فعالیت می‌کنند به شرح زیر است:

۱-تسلا (Tesla):

شرکت تسلا با شهرت بالای خود در زمینه خودروهای الکتریکی و خودران، مدل‌هایی مانند Tesla Model S Tesla Model 3، Tesla Model X و Tesla Model Y را تولید می‌کند. سیستمی که روی این نوع از خودروهای خودران تسلا نصب است به tesla airpilot معروف‌اند که از مجموع رادارها،سنسورها و دوربین‌های مختلف تشکیل شده است.

۲- جنرال موتورز (General Motors)

شرکت جنرال موتورز خودروهای خودران خود را تحت برند Cadillac با مدل CT4 و CT5-V Blackwing معرفی کرده است. یکی از مزیت‌های خودروهای هوشمند این شرکت، برنامه رانندگی اختصاصی در بزرگراه‌ها است که به وسیله سیستم super cruise کار می‌کند. این سیستم سرعت را در جاده‌ها تنظیم می‌کند و دارای ترمزی ایمن است که باعث کاهش خستگی راننده در سفرهای طولانی می‌شود.

به‌روزرسانی نرم‌افزارها، قابلیت‌های بسیاری به سیستم هوشمند افزوده و باعث بهبود کارایی و ایمنی خودرو می‌شود.

۳- فورد (Ford):

فورد با مدل Mach-E و برند Ford Autonomous Vehicles، در زمینه خودروهای خودران فعالیت می‌کند. خودروهای خودران این شرکت از رابط کاربری صوتی و تعاملی استفاده می‌کنند که به راننده امکان استفاده از دستورات صوتی و لمسی را جهت کنترل خودرو ارائه می‌دهد. سیستم sync از قابلیت‌هایی همچون پخش موسیقی، کنترل صوتی، اتصال تماس‌های تلفنی و غیره برخوردار است.

از دیگر ویژگی‌های این سیستم هوشمند می‌توان به سیستم pilot360، fordpass نیز اشاره کرد.

۴- آئودی (Audi):

آئودی نیز در زمینه خودروهای خودران فعالیت دارد و مدل‌هایی مانند Audi A8 را تولید می‌کند. این دسته از خودروهای آئودی دارای سیستم هوشمند MMI است که انواع عملکرد‌های خودرو را از طریق یک نمایشگر پخش می‌کند و دارای حافظه جعبه سیاه برای عملکردهای خودرو از طریق سیستم هوشمند است.

۵- بایدو (Baidu):

شرکت بایدو که یک شرکت فناوری چینی است، خودروهای خودران خود را تحت برند Apollo با همکاری تولیدکنندگان خودروهای دیگری مانند شرکت‌های Waymo تابعه شرکت Alphabet ،نیسان (Nissan)، بی‌ام‌و (BMW)، مرسدس-بنز (Mercedes-Benz) و هیوندای (Hyundai) تولید می‌کنند.

این لیست تنها شامل چند نمونه از شرکت‌هایی است که در زمینه خودروهای خودران فعالیت می‌کنند. در واقع توسعه دهندگان دیگری نیز وجود دارند که در این حوزه به صورت گسترده فعالیت دارند. با توجه به رشد رو به افزایش این صنعت، انتظار می‌رود که شرکت‌های بیشتری هم در آینده وارد این حوزه شوند.

عملکرد خودروهای خودران چگونه است؟

خودروهای خودران، با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته مانند هوش مصنوعی، حسگرها، سیستم‌های مکانیکی و الکترونیکی پیشرفته قادر به شناسایی محیط اطراف خود، تصمیم‌گیری مستقل و کنترل خودرو هستند.

عملکرد یک خودروی خودران بر اساس سه عنصر اصلی انجام می‌شود: ورودی‌ها، پردازش و خروجی‌ها.

۱- ورودی‌ها:

حسگرها در خودرو اطلاعاتی از محیط اطراف خودرو جمع‌آوری می‌کنند. این حسگرها می‌توانند شامل دوربین‌ها، رادارها، لیزرها، اولتراسونیک‌ها و سنسورهای دیگر باشند. آنها اطلاعاتی مانند موقعیت خودرو نسبت به  خودروهای دیگر، سرعت، علائم ترافیکی، موانع و موارد دیگر را در حافظه ذخیره می‌کنند.

۲- پردازش:

اطلاعات جمع‌آوری شده توسط حسگرها به سیستم‌های پردازشی خودرو ارسال می‌شود. در اینجا، الگوریتم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی برای تحلیل داده‌ها استفاده می‌شود. این سیستم‌ها با بررسی داده‌ها و مقایسه آنها با الگوها و قوانین قبلی، تصمیم‌های لازم برای رانندگی اتوماتیک می‌گیرند.

۳- خروجی‌ها:

سیستم کنترل خودرو با استفاده از اطلاعات دریافتی و تصمیمات پردازش شده، عملکرد خودرو را کنترل می‌کند. این شامل کنترل موتور، فرمان، ترمز و سایر اجزای خودرو است. به‌عنوان مثال، در صورت تشخیص خطر یا موانع در مسیر، سیستم کنترل می‌تواند ترمز را فعال کند یا جهت خودرو را تغییر دهد.

همچنین، خودروهای خودران معمولاً دارای ارتباطات بی‌سیم بوده و قادر به ارتباط با سیستم‌های جانبی خارجی مانند سامانه‌های ترافیک مرکزی یا سیستم‌های هوشمند شهری می‌باشد.

مهمترین هدف این خودروها افزایش ایمنی و کارایی آن‌ها است. با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته، خودروهای خودران قادر به شناسایی محیط اطراف خود، تحلیل و پردازش اطلاعات و تصمیم‌گیری مستقل در مورد حرکت و کنترل خودرو هستند.

خودروهای خودران می‌توانند تشخیص دهند که چه زمانی باید ترمز کنند، کی باید سرعت خودرو را تغییر دهند و چه واکنشی به چراغ‌های راهنمایی و رانندگی دهند.

بررسی ایمنی خودروهای خودران

ایمنی خودروهای خودران برای سازندگان و متخصصان خودرو اولویت بالایی دارد. برخی از اصول و فناوری‌هایی که در خودروهای بدون سرنشین برای افزایش ایمنی استفاده می‌شود عبارتند از:

۱- سیستم‌های حسگر:

خودروهای بدون سرنشین مجهز به سیستم‌های حسگر قدرتمندی هستند که محیط اطراف خودرو را بررسی می‌کنند. سیستم‌های حسگر به طور مداوم محیط اطراف خودرو را اسکن کرده و اطلاعات مختلفی را جمع‌آوری می‌کنند. این اطلاعات برای تصمیم‌گیری و کنترل خودرو استفاده می‌شود.

۲- هوش مصنوعی و یادگیری ماشین:

خودروهای بدون سرنشین از الگوریتم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای تحلیل داده‌ها و تصمیم‌گیری هوشمند استفاده می‌کنند. با استفاده از داده‌های حسگرها و الگوریتم‌های پیشرفته، خودروها می‌توانند الگوها و رفتارهای مختلف را شناسایی کرده و بر اساس آنها تصمیم‌های مناسبی را برای رانندگی خودکار بگیرند. این الگوریتم‌ها به طور مداوم با به‌روزرسانی و آموزش مدل‌ها، بهبود و بهینه‌سازی می‌شود.

۳- سیستم‌های کنترل:

خودروهای بدون سرنشین دارای سیستم‌های کنترل پیشرفته هستند که عملکرد مختلف خودرو را کنترل می‌کنند. به‌طور مثال، در صورت تشخیص خطر یا وقوع حادثه، سیستم کنترل می‌تواند ترمز را فعال کند، سرعت خودرو را کاهش داده و به راننده اطلاع دهد.

۴- شناسایی و تشخیص:

خودروهای بدون سرنشین می‌تواند از تکنولوژی‌های شناسایی و تشخیص مانند تشخیص علائم ترافیکی، شناسایی خودروهای اطراف، تشخیص عابران پیاده و شناسایی موانع استفاده کنند. این تکنولوژی‌ها به خودرو اجازه می‌دهند تا به طور دقیق و سریع موارد مختلف را تشخیص داده و در نتیجه ایمنی را ارتقا می‌دهد.

۵- کنترل و واکنش سریع:

خودروهای بدون سرنشین دارای سیستم‌های کنترل پیشرفته هستند که به صورت خودکار عملکرد خودرو را کنترل می‌کند. در صورت شناسایی خطر یا وقوع حادثه، این سیستم‌ها می‌توانند به صورت سریع واکنش نشان دهند.

۶- ارتباطات و شبکه‌های بی‌سیم:

خودروهای بدون سرنشین می‌توانند از فناوری‌های ارتباطی و شبکه‌های بی‌سیم برای ارتباط با سیستم‌های خارجی مانند سرورها، سیستم‌های رصد ترافیک و خودروهای دیگر استفاده کنند. این ارتباطات به اشتراک گذاری اطلاعات و هماهنگی بین خودروها کمک می‌کنند.

چالش‌های استفاده از خودروهای خودران

خودروهای بدون سرنشین در حال حاضر در مراحل آزمایشی و توسعه قرار دارند و هنوز به‌طور گسترده در جامعه استفاده نمی‌شوند. قبل از اینکه خودروهای بدون سرنشین بتوانند در جامعه مورد استفاده قرار بگیرند، چالش‌ها و مواردی که کاربرد آنها را دشوار کرده باید مورد توجه قرار گرفته و حل شود. این چالش‌ها شامل موارد زیر است:

۱- ایمنی:

ایمنی یکی از مسائل کلیدی در قبال خودروهای بدون سرنشین است. این خودروها باید توانایی تشخیص و پاسخ به موقع به موارد غیرمنتظره از جمله حوادث رانندگی، موانع ناگهانی و شرایط جاده مختلف را داشته باشد.

۲- قوانین و مقررات:

قوانین و مقررات مربوط به خودروهای بدون سرنشین هنوز در بسیاری از کشورها وضع نشده است و این موضوع نیاز به توسعه و تجدیدنظر دارد. این شامل مسائل حقوقی، مسئولیت مدنی، بیمه و مسائل امنیتی است. تعیین استانداردهای دقیق برای عملکرد و ایمنی خودروهای بدون سرنشین و تعیین مسئولیت‌های مربوط به سازندگان، سرویس‌دهندگان و کاربران از جمله چالش‌های قابل توجه است.

۳- اعتماد عمومی:

تکنولوژی خودروهای بدون سرنشین باید به‌طور کامل آزمایش شده باشد، همچنین، آموزش و آگاهی عمومی درباره عملکرد و مزایای این خودروها نیز بسیار مهم است.

در مجموع، استفاده از خودروهای بدون سرنشین به تکامل و توسعه فناوری، تنظیم قوانین و مقررات مربوطه و بهبود اعتماد عمومی نیاز دارد.

بررسی سیستم‌های ایمنی در خودروهای خودران

در خودروهای خودران، از چندین سیستم ایمنی پیشرفته استفاده می‌شود. در ادامه، به برخی از سیستم‌های پیشرفته در قسمت ایمنی خودروهای هوشمند اشاره می‌کنیم:

۱- سیستم تشخیص تصادف (Collision Detection System):

این سیستم با استفاده از سنسورها، رادارها و دوربین‌ها، تغییرات در محیط اطراف خودرو را مشاهده کرده و در صورت تشخیص خطر تصادف، به راننده هشدار می‌دهد. در برخی از خودروهای پیشرفته، این سیستم می‌تواند به صورت اتوماتیک ترمز خودرو را فعال کند تا از تصادف جلوگیری کرده یا شدت آن را کاهش دهد.

در واقع این نوع خودروها در صورت حضور راننده نیز، شرایط رانندگی تحت کنترل آنهاست.

۲- سیستم کنترل پایداری الکترونیکی (Electronic Stability Control – ESC):

سیستم با کنترل فرمان، سیستم ترمز و توزیع نیروی محرکه بین چرخ‌ها، پایداری خودرو را در شرایط خطرناک، مانند لغزش یا از دست دادن کنترل، حفظ می‌کند. با تشخیص علائم ناپایداری، سیستم ESC تغییرات لازم را در میزان ترمزگذاری و توزیع نیرو بین چرخ‌ها ایجاد کرده و خطر تصادف را کاهش می‌دهد.

۳- سیستم تشخیص نقاط کور (Blind Spot Detection System):

این سیستم با استفاده از سنسورها و رادارها، نقاط کور در اطراف خودرو را تشخیص می‌دهد. در صورتی که خودروی دیگری در نقطه کور قرار بگیرد و راننده قصد تغییر حالت دادن را داشته باشد، سیستم هشداری را فعال می‌کند تا راننده را از خطر تصادف باخبر سازد. این سیستم در مواقعی که راننده در ماشین حضور دارد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۴- سیستم کنترل سرعت تطبیقی (Adaptive Cruise Control – ACC):

این سیستم به راننده امکان می‌دهد سرعت خودرو را تنظیم کند در صورتی که فاصله ایمن کافی بین خودروها تامین نشود، سیستم ACC سرعت خودرو را کاهش می‌دهد و در صورت حذف مانع، به سرعت اولیه باز می‌گرداند.

۵- سیستم تشخیص خستگی راننده (Driver Fatigue Detection System):

با استفاده از سنسورها و دوربین‌ها، علائم خستگی و کاهش تمرکز راننده از طریق این سیستم قابل تشخیص است.

۶- سیستم تشخیص موانع  obstacle detection sstem:

از طریق این سیستم در صورت نیاز خودرو متوقف می‌شود یا تغیر مسیر می‌دهد.

۷- سیستم ناوبری از راه دور  remote navigation system:

این سیستم به ارتباطات بی‌سیم و اینترنت متصل است و امکان کنترل خودرو بدون حضور راننده را ایجاد می‌کند.

۸- سیستم کنترل ترافیک 

این سیستم از طریق دریافت اطلاعات ترافیک به صورت اینترنتی  و تحلیل آن‌ها می‌تواند خودرو را در مسیرهای مناسب هدایت کند.

سخن پایانی

خودروهای خودران مجهز به فناوری هوش مصنوعی هستند که به خوبی اطلاعات دریافتی را تجزیه و تحلیل می‌کنند. تکنولوژی‌های این نوع خودروها با پشتیبانی از شرکت‌های سازنده مرتب در حال به‌روزرسانی است تا بتوانند به کمک اطلاعات و قوانین رانندگی در کشورهای مختلف ایمنی را به حداکثر برسانند.

خودروهای خودران نیز مانند خودروهای معمولی دیگر ممکن است دچار تصادف و خطا بشوند ولی شرکت های تولیدکننده این نوع خودروها با استفاده از بهترین و پیشرفته‌ترین امکانات روز دنیا سعی در کاهش خطای این دسته از خودروها و جلب اعتماد جوامع هستند.