مستقبل قيادة السيارات: هل تغني المركبات ذاتية القيادة عن وجود السائق؟

Bioinformatics and ROS for Robot Arm Specialization Courses
| Phi Science
منار محمود
منار محمود
July 14, 2022

كم عدد المرات التي علقت فيها بازدحام مروري خانق جعلك ترغب في الترجل من سيارتك والمضي قُدمًا، أو تسليم المقود لغيرك لاستكمال هذه المهمة الصعبة؟ هل خطر ببالك يومًا أن مركبتك الشخصية ستشكل وسيلة نقلٍ لا حاجة لك في تعلم مهارات القيادة لاستخدامها؟ أو بالأحرى لا حاجة لوجود سائق لتسييرها، فيكفي أن تحدد وجهتك وتعود إلى مطالعة كتابك المفضل مثلًا، لتتكفل هي بالباقي!

مركبات ذاتية القيادة: تعريف

هي مركبات مستقلة، لديها القدرة على استشعار البيئة المحيطة والعمل دون أي تدخل بشري، حيث يمكنها أن تفعل كل ما يستطيع السائق المتمرس فعله، والوصول إلى جميع الأماكن التي يمكن للسيارة التقليدية الوصول إليها.

تعتمد هذه المركبات على أجهزة استشعار ومحركات وخوارزميات معقدة، بالإضافة إلى أنظمة التعلم الآلي والمعالجات القوية التي تمكنها من تنفيذ البرامج والعمل بكفاءة عالية. تقوم أجهزة الاستشعار الموجودة على أجزاء مختلفة من المركبة باستشعار وإنشاء خرائط لما يحيطها وتحويلها إلى مدخلات حسية تقوم المعالجات بمعالجتها، لرسم المسارات وإرسال التعليمات إلى المحركات، التي تتحكم في التسارع والفرملة والتوجيه، ومن ثم تقوم الخوارزميات المعقدة وأنظمة التعلم الآلي القادرة على النمذجة التنبؤية وتجنب العقبات والتعرف على الكائنات المحيطة باتباع جميع قواعد المرور وتجاوز العقبات على اختلافها.

مستويات أتمتة المركبات

تتكون من ست مستويات مختلفة، ومع زيادة المستوى، يزداد مدى استقلالية المركبة فيما يتعلق بالتحكم في التشغيل. وهي تصنف على النحو الآتي:

  • المستوى (0)

في هذا المستوى يقوم السائق بالتحكم في جميع مهام القيادة، حيث لا يمكن للمركبة التحكم في تشغيلها.

  • المستوى (1)

يتمتع نظام مساعدة السائق المتقدم (ADAS) الخاص بالمركبة بالقدرة على دعم السائق إما بالتوجيه، أو التسريع، أو الفرملة.

  • المستوى (2)

يمكن لنظام مساعدة السائق المتقدم (ADAS) الإشراف بدلًا من الدعم على التوجيه والتسريع والفرملة في بعض الظروف، مع الأخذ بعين الاعتبار أن السائق مطلوب؛ لمواصلة الاهتمام الكامل ببيئة القيادة طوال الرحلة وأداء باقي المهام الضرورية أيضًا.

  • المستوى (3)

يمكن لنظام القيادة المتقدم (ADS) أداء جميع مهام القيادة -حتى المهمة منها في بعض الظروف- لكن يتعين على السائق أن يكون قادرًا على استعادة السيطرة الكاملة عندما يتطلب الأمر ذلك.

  • المستوى (4)

يكون نظام القيادة المتقدم (ADS) قادرًا على أداء جميع مهام القيادة بشكل مستقل في ظروف معينة لا يلزم فيها تدخل السائق.

  • المستوى (5)

يتضمن هذا المستوى أتمتة كاملة، حيث يكون نظام القيادة المتقدم قادرًا على أداء جميع مهام القيادة في الظروف كافة، دون التدخل البشري. سيتم تمكين هذه الأتمتة من خلال تطبيق تقنية 5G، التي ستسمح للمركبات بالتواصل مع بعضها بعضًا، ومع إشارات المرور، واللافتات، والطرق.

مستقبل قيادة السيارات: هل تغني المركبات ذاتية القيادة عن وجود السائق؟
مستقبل قيادة السيارات: هل تغني المركبات ذاتية القيادة عن وجود السائق؟

إيجابيات المركبات ذاتية القيادة

ربما تظن بأن توفير سبل للتنقل أكثر راحة وأسهل استخدام هو أهم ما يميز هذه التقنية، خاصة وأنه لا حاجة لتعلم مهارات القيادة لاستخدامها، أو بالأحرى لا حاجة لوجود السائق أصلًا لتسييرها، إلا أن العديد من الميزات والخصائص التي قد نغفل عنها تعتبر الأهم والأكثر جدية من حيث أهميتها للبيئة والبشرية على حد سواء.

تتمثل أهمية أتمتة المركبات في تكاملها مع استخدام الطاقة النظيفة والنقل المشترك بتقليلها الانبعاثات الكربونية بشكل كبير، فبحلول عام 2050 يتوقع العلماء أن الازدحام المروري سيقل بدرجة كبيرة، نظرًا لانخفاض أعداد المركبات بنسبة 30%، بالإضافة إلى خفض تكاليف النقل بنسبة 40% من حيث المركبات والوقود والبنية التحتية، مما سيؤدي بالضرورة إلى تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في المناطق الحضرية بنسبة 80% في جميع أنحاء العالم.

ومن الجدير بالذكر أيضًا، أن إحدى أهم المزايا التي ستوفرها المركبات ذاتية القيادة بالمقارنة مع المركبات التقليدية هي قدرتها على توفير طرقات أكثر أمانًا، لأن البرامج المستخدمة فيها ستقلل من نسبة حدوث الأخطاء المسببة للحوادث المرورية المختلفة، نظرًا لأن هذه المركبات تغني عن وجود السائق، فهي تعتبر مثاليةً لكبار السن، أو الأشخاص ذوي الإعاقة، ممن يصعب عليهم استخدام المركبات التقليدية، إذ تعمل على دمجهم في المجتمع وتسهل قيامهم بالعديد من المهام، والتنقل بسلاسة لإنجاز أعمالهم.

ثورة جديدة في عالم النقل

لا تتوقف التكنولوجيا الحديثة عن إبهارنا يومًا بعد يوم، فمن يدري، هل ستحمل لنا المركبات والسيارات ذاتية القيادة ثورةً جديدةً تغير حياتنا كما فعل اختراع السيارة التقليدية من قبل؟

منار محمود

طالبة صيدلة، شغوفة بالعلم والمعرفة، فضوليةٌ جدًا نحو ما ينتجه العلم.

مستقبل قيادة السيارات: هل تغني المركبات ذاتية القيادة عن وجود السائق؟

My story with Phi
Bioinformatics and ROS for Robot Arm Specialization Courses
| Phi Science
منار محمود
14 يوليو 2022

كم عدد المرات التي علقت فيها بازدحام مروري خانق جعلك ترغب في الترجل من سيارتك والمضي قُدمًا، أو تسليم المقود لغيرك لاستكمال هذه المهمة الصعبة؟ هل خطر ببالك يومًا أن مركبتك الشخصية ستشكل وسيلة نقلٍ لا حاجة لك في تعلم مهارات القيادة لاستخدامها؟ أو بالأحرى لا حاجة لوجود سائق لتسييرها، فيكفي أن تحدد وجهتك وتعود إلى مطالعة كتابك المفضل مثلًا، لتتكفل هي بالباقي!

مركبات ذاتية القيادة: تعريف

هي مركبات مستقلة، لديها القدرة على استشعار البيئة المحيطة والعمل دون أي تدخل بشري، حيث يمكنها أن تفعل كل ما يستطيع السائق المتمرس فعله، والوصول إلى جميع الأماكن التي يمكن للسيارة التقليدية الوصول إليها.

تعتمد هذه المركبات على أجهزة استشعار ومحركات وخوارزميات معقدة، بالإضافة إلى أنظمة التعلم الآلي والمعالجات القوية التي تمكنها من تنفيذ البرامج والعمل بكفاءة عالية. تقوم أجهزة الاستشعار الموجودة على أجزاء مختلفة من المركبة باستشعار وإنشاء خرائط لما يحيطها وتحويلها إلى مدخلات حسية تقوم المعالجات بمعالجتها، لرسم المسارات وإرسال التعليمات إلى المحركات، التي تتحكم في التسارع والفرملة والتوجيه، ومن ثم تقوم الخوارزميات المعقدة وأنظمة التعلم الآلي القادرة على النمذجة التنبؤية وتجنب العقبات والتعرف على الكائنات المحيطة باتباع جميع قواعد المرور وتجاوز العقبات على اختلافها.

مستويات أتمتة المركبات

تتكون من ست مستويات مختلفة، ومع زيادة المستوى، يزداد مدى استقلالية المركبة فيما يتعلق بالتحكم في التشغيل. وهي تصنف على النحو الآتي:

  • المستوى (0)

في هذا المستوى يقوم السائق بالتحكم في جميع مهام القيادة، حيث لا يمكن للمركبة التحكم في تشغيلها.

  • المستوى (1)

يتمتع نظام مساعدة السائق المتقدم (ADAS) الخاص بالمركبة بالقدرة على دعم السائق إما بالتوجيه، أو التسريع، أو الفرملة.

  • المستوى (2)

يمكن لنظام مساعدة السائق المتقدم (ADAS) الإشراف بدلًا من الدعم على التوجيه والتسريع والفرملة في بعض الظروف، مع الأخذ بعين الاعتبار أن السائق مطلوب؛ لمواصلة الاهتمام الكامل ببيئة القيادة طوال الرحلة وأداء باقي المهام الضرورية أيضًا.

  • المستوى (3)

يمكن لنظام القيادة المتقدم (ADS) أداء جميع مهام القيادة -حتى المهمة منها في بعض الظروف- لكن يتعين على السائق أن يكون قادرًا على استعادة السيطرة الكاملة عندما يتطلب الأمر ذلك.

  • المستوى (4)

يكون نظام القيادة المتقدم (ADS) قادرًا على أداء جميع مهام القيادة بشكل مستقل في ظروف معينة لا يلزم فيها تدخل السائق.

  • المستوى (5)

يتضمن هذا المستوى أتمتة كاملة، حيث يكون نظام القيادة المتقدم قادرًا على أداء جميع مهام القيادة في الظروف كافة، دون التدخل البشري. سيتم تمكين هذه الأتمتة من خلال تطبيق تقنية 5G، التي ستسمح للمركبات بالتواصل مع بعضها بعضًا، ومع إشارات المرور، واللافتات، والطرق.

مستقبل قيادة السيارات: هل تغني المركبات ذاتية القيادة عن وجود السائق؟
مستقبل قيادة السيارات: هل تغني المركبات ذاتية القيادة عن وجود السائق؟

إيجابيات المركبات ذاتية القيادة

ربما تظن بأن توفير سبل للتنقل أكثر راحة وأسهل استخدام هو أهم ما يميز هذه التقنية، خاصة وأنه لا حاجة لتعلم مهارات القيادة لاستخدامها، أو بالأحرى لا حاجة لوجود السائق أصلًا لتسييرها، إلا أن العديد من الميزات والخصائص التي قد نغفل عنها تعتبر الأهم والأكثر جدية من حيث أهميتها للبيئة والبشرية على حد سواء.

تتمثل أهمية أتمتة المركبات في تكاملها مع استخدام الطاقة النظيفة والنقل المشترك بتقليلها الانبعاثات الكربونية بشكل كبير، فبحلول عام 2050 يتوقع العلماء أن الازدحام المروري سيقل بدرجة كبيرة، نظرًا لانخفاض أعداد المركبات بنسبة 30%، بالإضافة إلى خفض تكاليف النقل بنسبة 40% من حيث المركبات والوقود والبنية التحتية، مما سيؤدي بالضرورة إلى تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في المناطق الحضرية بنسبة 80% في جميع أنحاء العالم.

ومن الجدير بالذكر أيضًا، أن إحدى أهم المزايا التي ستوفرها المركبات ذاتية القيادة بالمقارنة مع المركبات التقليدية هي قدرتها على توفير طرقات أكثر أمانًا، لأن البرامج المستخدمة فيها ستقلل من نسبة حدوث الأخطاء المسببة للحوادث المرورية المختلفة، نظرًا لأن هذه المركبات تغني عن وجود السائق، فهي تعتبر مثاليةً لكبار السن، أو الأشخاص ذوي الإعاقة، ممن يصعب عليهم استخدام المركبات التقليدية، إذ تعمل على دمجهم في المجتمع وتسهل قيامهم بالعديد من المهام، والتنقل بسلاسة لإنجاز أعمالهم.

ثورة جديدة في عالم النقل

لا تتوقف التكنولوجيا الحديثة عن إبهارنا يومًا بعد يوم، فمن يدري، هل ستحمل لنا المركبات والسيارات ذاتية القيادة ثورةً جديدةً تغير حياتنا كما فعل اختراع السيارة التقليدية من قبل؟

Bana-img

منار محمود

طالبة صيدلة، شغوفة بالعلم والمعرفة، فضوليةٌ جدًا نحو ما ينتجه العلم.

المصادر