În 1982, în cadrul serialului american de televiziune Knight Rider, era prezentată o maşină dotată cu inteligenţă artificială pe nume K.I.T.T. , cu care se putea vorbi şi interacţiona. Aceasta era o maşină rapidă, indestructibilă pe care Michael Knight (actorul David Hasselhoff ) o folosea în diferite misiuni periculoase. La vremea respectivă, K.I.T.T. era catalogată drept o maşină a viitorului improbabil, din categoria SF. Dar iată că după mai bine de 37 ani, acest lucru a devenit aproape realitate.
Aşa arăta maşina K.I.T.T. atunci, un Pontiac Firebird:
Sursa imagine: imdb
Astăzi, toată lumea vorbeşte despre maşina autonomă, maşina care merge singură, care poate fi chemată în orice loc, care poate să te recunoască şi să interacţioneze cu tine. Pe zi ce trece, tot mai mulţi producători de maşini şi componente auto își anunţă implicarea şi participarea la dezvoltarea maşinii autonome. La ora actuală, mai mult de 50 de companii (OEM, Tier1 şi IT) lucrează la dezvoltarea de software pentru vehiculul autonom, iar alte 50 lucrează la dezvoltarea de senzori necesari vehiculelor.
Principalele caracteristici pe care "maşina viitorului" trebuie să le îndeplinească sunt: să fie complet autonomă, presupunând atingerea nivelului 5 de autonomie (descriere ce va fi făcută mai jos), complet electrică, având o autonomie de condus foarte mare şi o durată de încărcare cât mai mică. De asemenea, este important să nu poată fi atacată de hackeri şi să dețină un nivel ridicat de securitate, Blockchain fiind probabil una dintre viitoarele soluţii integrate. Nu în ultimul rând, să fie foarte sigură atât pentru pasageri cât şi pentru ceilalţi participanţi la trafic.
Cele cinci nivele de autonomie sunt :
Nivel 0, fără automatizare (No Automation). Șoferul efectuează toate sarcinile de operare, cum ar fi direcția, frânarea, accelerarea, încetinirea și așa mai departe. Caracteristicile maşinilor din trecut şi prezent.
Nivel 1, asistență pentru șofer (Driver Assistance). La acest nivel, autovehiculul poate oferi un serviciu de asistenţă pentru anumite funcții, dar șoferul se ocupă de accelerare, frânare și monitorizarea mediului înconjurător. Gândiți-vă la o mașină care frânează un pic mai mult pentru dumneavoastră, atunci când vă apropiați de o altă mașină pe autostradă. "Cruise control" (accelerare /decelerare), "Lane correction" (control al direcţiei) şi "Park Assist" (asistenţă la parcare) sunt tehnologiile care se califică la acest nivel.
Sursă imagine: https://newatlas.com/how-self-parking-works/
Nivel 2, automatizarea parțială (Parţial Automation). Majoritatea producătorilor de automobile dezvoltă în prezent tehnologii pentru acest nivel, în care vehiculul poate oferi asistență cu funcții de direcție sau de accelerare și care permite conducătorului auto să se debaraseze de anumite sarcini. Conducătorul auto trebuie să fie întotdeauna pregătit să preia controlul asupra vehiculului și este în continuare responsabil pentru cele mai multe funcții esențiale pentru siguranță și pentru toate monitorizările asupra mediului. Tesla "Enhanced Autopilot" sau Volvo "Pilot Assist II" se califică ca tehnologii de nivel 2 autonomie. Pentru a îndeplini caracteristicile acestui nivel de autonomie, pentru detecţia de obiecte, pietoni şi animale se folosesc radare alături de camere video şi camere cu infraroşu. Harta de navigare este una clasică preinstalată.
O mică paranteză cu privire la terminologia senzorilor folosiţi în "maşina autonomă": Radarul este un dispozitiv care foloseşte unde radio pentru detecţia de obiecte, pietoni sau animale. Pe lângă detecţie, acesta poate determina distanţa şi viteză relativă a obiectelor măsurate. Acesta poate fi folosit atât ziua cât şi noaptea şi nu este influenţat de vremea rea. LiDAR este un dispozitiv care foloseşte undele laser pentru a măsura distanţe faţă de diferite obiecte. Prin intermediul acestui dispozitiv pot fi create diferite hărţi 3D ale mediului înconjurător maşinii. Marele lui dezavantaj la ora actuală este acela că, în condiţii meteo nefavorabile, precizia nu este foarte bună. Camera infraroşu (Night Vision Camera) este dispozitivul folosit doar pe timp de noapte pentru a detecta termic pietoni sau animale. Camerele video (Vision Cameras) sunt camere de rezoluţie foarte mare folosite pe timpul zilei pentru a detecta diferite obiecte, pietoni sau animale.
Sursă imagine: https://newatlas.com/how-self-parking-works/
Nivel 3, automatizarea condiționată (Conditional Automation). Începând cu acest nivel, vehiculul controlează toate monitorizările asupra mediului (folosind senzori precum LiDAR). Atenția conducătorului auto este în continuare foarte importantă la acest nivel, dar acesta se poate decupla de la funcțiile "vitale de siguranță", cum ar fi frânarea, și poate să se bazeze pe tehnologie atunci când condițiile sunt sigure. Multe vehicule de nivelul 3 nu necesită o atenție umană la viteze mai mici de 60 de km pe oră. Pentru a îndeplini caracteristicile acestui nivel de autonomie, pentru detecţia de obiecte, pietoni şi animale se folosesc radare alături de camere video şi cu infraroşu. Harta de navigare este una de tip HDmaps. Hărţile de tip HDmaps sunt hărţi de navigaţie special create pentru modul de "self-driving" cu o precizie foarte mare, ajungând pană la o acuratețe de centimetru.
Nivel 4, automatizare la nivel înalt (High Automation). Vehiculul este capabil să controleze direcția, să frâneze, să accelereze, să monitorizeze autovehiculul pe șosea. De asemenea, este capabil să răspundă la evenimente, să determine când este necesară schimbarea benzilor, să întoarcă și să utilizeze semnale. Sistemul de conducere autonom este menit să anunțe mai întâi șoferul, atunci când condițiile sunt prielnice (de o siguranță ridicată) și numai atunci, șoferul va trece vehiculul în acest mod. Pentru a îndeplini caracteristicile acestui nivel de autonomie, pentru detecţia de obiecte, pietoni şi animale se folosesc radare, alături de camere video şi cu infraroşu. Harta de navigare este una de tip HDmaps. Volvo şi BMW au anunţat lansarea primei maşini dotată cu nivel 4 autonomie în anul 2021/2022.
Nivel 5, automatizarea completă (Complete Automation) "maşina fără şofer" complet autonomă. Acest nivel nu necesită absolut nicio atenție umană. Nu este nevoie de pedale, frâne sau volan, deoarece sistemul autonom al autovehiculelor controlează toate sarcinile esențiale, monitorizarea mediului și identificarea condițiilor de conducere unice, cum ar fi blocajele de trafic. Vehiculele care vor încorpora aceasta funcţionalitate mai mult ca sigur nu vor mai arăta ca şi vehiculele actuale. Pentru a îndeplini caracteristicile acestui nivel de autonomie, pentru detecţia de obiecte, pietoni şi animale se vor utiliza radare, alături de camere video şi camere cu infraroşu. Pentru deplasare, maşina va folosi hărţi de navigare de tip HDmaps şi va putea comunica cu celelalte maşini aflate în trafic prin intermediul tehnologiei V2V (vehicle to vehicle) sau direct în Cloud via V2X (vehicle to everything) posibil prin tehnologii de tip 5G. Însă, acest lucru nu va putea fi realizat fără o infrastructură de tip "smart" precum "smart highway" şi "smart city".
Într-un studiu făcut în 2018, cei de la Gartner arată următoarea situaţie în zona de "Connected Vehicle" şi "Smart Mobility" reprezentată prin clasica curbă de vizibilitate care indică tipul de traiectorie a uneia sau a mai multor tehnologii în funcţie de timp:
Sursă imagine: Gartner
Sursă imagine: Gartner
Se lucrează la diferite metode incoative. Pe unele dintre ele, le vom menţiona în cele ce urmează: recunoaşterea facială pentru o securitate sporită (depth cameras), recunoaşterea oboselii şoferului, configurarea automatizată a mediului din autovehicul (poziţia preferată a scaunului, setări HVAC, volumul difuzorului, rute ale autovehiculului), asistent automotive hybrid - combină AI cu modalităţile non-verbale cum ar fi detectarea privirii fixe a şoferului. Această abordare multi modală permite şoferului să privească un obiect sau un loc de interes, iar pentru mai multe informaţii să interacţioneze cu asistentul virtual echipat cu sistem de recunoaştere a vocii (Amazon Alexa). Prin intermediul Blockchain va fi posibilă "arhivarea securizată" a datelor, iar împreună cu tehnologia Cloud va fi posibilă analiza suplimentară a comportamentului din timpul conducerii.
Reprezintă una dintre cele mai importante componente ale maşinii electrice, trebuind să dețină o autonomie cât mai mare şi să poată fi încărcată în cel mai scurt timp. Se spune că "maşina viitorului" va fi complet electrică, dar nu toată lumea este de aceeaşi părere. Într-un interviu dat celor de la "Automotive News" vicepreşedintele Ford, James Farley, spune că: "vehiculele hibride vor fi cele mai adecvate în viitorul industriei automotive, fiind cele mai profitabile". Se fac multe cercetări pe zona de control şi management al bateriei, iar Tesla a făcut cei mai mari paşi în cea ce priveşte creşterea autonomiei bateriei ajungând pentru modelul de top Model S P100D la o autonomie de peste 500km şi o accelerare de la 0 la 100 km pe oră în doar 2.5 secunde. Distanţa pe care o pot parcurge vehiculele electrice, cu o singură încărcare a bateriei, variază la ora actuală foarte mult între producători şi modele. Sunt încă multe discuţii legate de acest lucru, unii spunând că "actuala tehnologie folosită în producţia de baterii a ajuns la o limită insuficientă pentru viitoarea maşină complet autonomă", bateria reprezentând astfel "Călcâiul lui Ahile".
Un studiu prezentat de către cei de la Continental în 2018 arată următoarea distribuţie în funcţie de combustibilul folosit:
Sursă imagine: Continental, Berlin conference 2018
Poate să fie motorul cu hidrogen alternativa? Vă las pe voi să decideţi.
Încheiem această expunere cu gândul că maşina complet autonomă nu este departe de noi şi că în curând vom dezbate un alt subiect interesant precum tema aparatelor autonome zburătoare.
de Ovidiu Mățan
de Ovidiu Mățan
de Ovidiu Mățan
