فرادرسهمه چیز درباره ماشین‌های خودران و هوش مصنوعی
مردم سراسر جهان، روزانه بخش بزرگی از زمان خود را صرف جابه‌جایی از یک مکان به مکان دیگری می‌کنند. آیا نباید راحت‌تر و ایمن‌تر از هر جا که بخواهیم به جایی دیگر برویم؟ در ده سال گذشته گذشته یا قبل‌تر، محققان، دانشمندان و شرکت‌های فن‌آوری تلاش زیادی برای توسعه تکنولوژی خودروهای کاملا خودران انجام داده‌اند. همچنین این تکنولوژی در خیابان‌های واقعی شهرهای واقعی آزمایش شده است.
اتومبیل‌های خودران دیگر تنها در فیلم‌های علمی-تخیلی نیستند. شرکت‌هایی مانند تویوتا و فورد، میلیاردها دلار صرف تحقیق و توسعه این تکنولوژی کرده‌اند. سرویس‌هایی مانند uber و Lyft، که در حال حاضر به رانندگان در قبال رانندگی دستمزد پرداخت می‌کنند، به زودی کل ناوگان خود را با ماشین‌های خودران تجهیز خواهند کرد. در چند سال، خواهیم دید که خودروهای خودران به مشتریان عادی فروخته خواهند شد. اما هنوز هم ترس و وحشتی پیرامون آن وجود دارد. شاید دلیل این مسئله این باشد که اکثر مردم نمی‌دانند که این ماشین‌ها چگونه کار می‌کنند. پس بیایید مطالب بیشتری در این باره کسب کنیم!
ماشین‌های خودران چگونه کار می‌کنند؟
هنگام نشستن ما انسان‌ها روی صندلی راننده، هم‌زمان با مشاهده محیط دوروبر اطلاعاتی را از محیط پیرامون به عنوان ورودی دریافت و آن‌ها را به منظور تصمیم‌گیری در مورد جهت چرخش فرمان و زمان ترمز گرفتن، پردازش می‌کنیم. یک ماشین خودران معمولا با دستگاه GPS، یک سیستم ناوبری اینرسی و طیف وسیعی از حسگرها تجهیز شده است.
این ماشین‌ها اطلاعات مربوط به موقعیت جغرافیایی را از GPS دریافت می‌کنند و برای جانمایی خود از سیستم ناوبری و از اطلاعات دریافتی از حسگرها برای ساختن نقشهای داخلی از محیط اطراف، استفاده می‌کنند. به محض دریافت اطلاعات مربوط به موقعیت خودش بر روی نقشه داخلی، می‌تواند از آن نقشه برای یافتن مسیر بهینه، ضمن دوری از هرگونه مانعی، برای رسیدن به مقصدش استفاده کند. آنچه ما در اینجا توضیح دادیم، تنها یک توصیف بسیار سطح بالا در مورد نحوه کار کردن خودروهای خودران است.
اصلا چرا ماشین خودران؟
دلایل متعددی برای تولید خودروهای خودران وجود دارد، اجازه دهید این دلایل را به صورت خلاصه تشریح کنیم:
1. دلایل اقتصادی
بهره‌برداری
به راستی که از ماشین‌ها به طور کامل استفاده نمی‌شود. در بیشتر مواقع، تنها از %4 زمان در دسترس بودن ماشین استفاده می‌شود، در حالی که بقیه %96، بیشتر آن‌ها در پارکینگ پارک می‌شوند. ماشین یکی از بزرگترین سرمایه‌گذاری‌های مردم است اما با این وجود به طور کامل از آن استفاده نمی‌شود. بنابراین، یک وسیله بسیار گران قیمت در دسترس داریم که در اغلب موارد بلا استفاده است.
هزینه
اگر به خدمات ارائه دهنده تقاضاهای جابه‌جایی مانند Uber، Lyft و غیره نگاه کنیم و هزینه به ازای هر کیلومتر را تحلیل کنیم، راننده %50 هزینه را شامل می‌شود. اگر راننده را از این چرخه خارج کنیم و ماشین نیز با سوخت الکتریکی حرکت کند، هزینه به ازای هر کیلومتر به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.
2. ضمیمه کردن خدمات
موضوع دیگری نیز هست که شرکت‌های فن‌آوری را به آن سوق می‌دهد. از آنجایی که اکثر اتومبیل‌ها سرنشینانی دارند که رانندگی نمی‌کنند، شما می‌توانید در مورد ارسال و یادآوری اطلاعات به آن‌ها فکر کنید. شما در ماشین حسگرهایی دارید، که می‌تواند موضوع صبحبت‌های سرنشینان خودرو را دنبال کند و همچنین با شما صحبت کند. ماشین از طریق این حسگرها می‌تواند پیشنهاداتی را برای شما داشته باشد، مانند جایی از مسیر که یک قهوه یا غذای خوب سرو می‌کنند یا می‌تواند به شما آیتم‌های شامل تخفیف در فروشگاه‌های موجود در مسیر و غیره را نشان دهد. شرکت‌های فن‌آوری می‌توانند ضمن جمع‌آوری اطلاعات در مورد مسافران، سرویس‌های مشابه چندگانه و یک مقدار اقتصادی برگرفته از آن را ارائه دهند.
3. هوش مصنوعی
بسیاری از تکنولوژیست‌ها در جهان، در مورد تأثیر هوش مصنوعی (Artificial Intelligence) بر اقتصاد اتفاق نظر دارند آن‌ها معتقدند که هوش مصنوعی، در آینده‌ای نزدیک، حدود 5 تا 10 سال آینده، تاثیر عمده‌ای بر اقتصاد خواهد گذاشت. در مورد اینکه شرکت‌ها برای توسعه هوش مصنوعی نیاز به سرمایه‌گذاری زیادی دارند، توافق شده است ، اما سوال نهایی این است که: مدل کسب و کار برای هوش مصنوعی چگونه است؟
رباتیک (Robotics) اولین چیزی است که به ذهن می‌آید، اما بازار آن به اندازه‌ای بزرگ نیست که بتواند چنین سرمایه‌گذاری بزرگی را توجیه کند. ربات چت‌ها (Chatbots) ممکن است بازار دیگری باشند، اما این بازار نیز به اندازه کافی نمی‌تواند چنین سرمایه‌گذاری بزرگی (که شاید برای توسعه آن به میلیاردها دلار نیاز باشد) را توجیه کند.
ما هنگام فکر کردن به اتومبیل، قضیه متفاوت است بازار خودرو، بازار بسیار بزرگی است و تقریبا هر فردی به آن احتیاج خواهد داشت. این یک پلت‌فرم ایده‌آل برای هوش مصنوعی است، زیرا اگر شما بخواهید یک ماشین خودران داشته باشید، به سنسورهایی نیاز خواهید داشت که جهان را به صورتی که واقعا هست بشناسد و خود را با ترافیک آن وفق دهد. به طور خلاصه، ما ماشینی نیاز داریم که بتواند رقیبی برای هوش انسان باشد. بنابراین، ما در اینجا، به طور جدی در پی کشف موارد استفاده از هوش مصنوعی همراه با مدل کسب و کار هستیم. از آنجا که ما اکنون یک مدل تجاری داریم که ممکن است سالانه میلیاردها دلار را از سراسر جهان جذب کند، این امر توسعه هوش مصنوعی را به طور کامل معنی می‌کند.
همین دلیل، ماشین خودران را به یک صنعت بسیار بزرگ تبدیل کرده است. این امر باعث جذابیت بسیار زیاد تقاضای جابه‌جایی شده است. هر سازمانی که در زمینه توسعه یا راه‌اندازی نرم‌افزار کار می‌کند، استارت‌آپ است، شرکت‌هایی نظیر اوبر (Uber)، گوگل (Google)، تسلا (Tesla)، اپل (Apple) یا هر شرکتی در صنعت خودروسازی، که در بخش خودروهای خودران شروع به کار کرده است.
هوش مصنوعی در ماشین‌های خودران
اجازه دهید ببینیم که چه نوعی از هوش مصنوعی برای ماشین‌های خودران مورد نیاز است و اینکه چرا از لحاظ فنی هیجان‌انگیز است. برای اینکه یک ماشین قادر باشد بدون راننده حرکت کند، ما باید سه ستون تکنولوژیکی را در نظر بگیریم:
1. احساس
بیایید با انسان‌ها شروع کنیم: همه ما حواسی مثل دیدن، شنیدن و لامسه داریم، که همه این حسها سیگنال‌هایی را دریافت می‌کنند و سپس این سیگنال‌ها را به مغز ارسال می‌کنند و بدن ما را وادار به انجام اقداماتی خاص می‌کنند. به همین ترتیب، ما باید در ماشین‌های خودران، سنسورهایی داشته باشیم که با استفاده از یک سری دوربین و سنسورهای اضافی مانند اسکنرهای رادار، بتوانند 360 درجه را پوشش دهند. سپس اسکنرهای لیزری داده‌ها را از تمامی این سنسورها دریافت می‌کنند و با عبور از یک دستگاه محاسباتی بسیار قدرتمند برای ساخت یک مدل محیطی اقدام می‌کنند که بتواند:
- بگویید که هر یک از موجودیت‌های اطراف ماشین مانند پیاده‌روها، دوچرخه‌سواران، پیچ جاده، علائم، نمادها، موانع و غیره کجا هستند.
- بگوئید که این موجودات چه کاری انجام می‌دهند یا در چه وضعیتی هستند.
- در مورد مسیر بگویید، مانند این که آیا این مسیر، یک بزرگراه است.
2. نقشه‌برداری
نقشه‌برداری نباید با نقشه ناوبری (نقشه گوگل) اشتباه گرفته شود. در عوض، نقشه‌هایی وجود دارند که دارای وضوح بالا و جزئیات دقیق هستند. به محض اینکه وسیله نقلیه خود را با دقت بسیار بالا در این نقشه قرار دهید (در حدود 10 سانتیمتر)، شما همه چیز را در مورد مسیر جاده، مسیرهای قابل برنامه‌ریزی، محدود کننده‌های مسیر و غیره خواهید فهمید، تنها چیزی که در موردش نمی‌دانید مکان سایر استفاده‌کننده‌گان مسیر است. این داده‌ها توسط احساس (حسگرها) جمع‌آوری می‌شوند.
بنابراین، چگونه قادر خواهید بود این نقشه‌ها را به شیوه‌هایی کارآمد و مقرون به صرفه، ایجاد و به‌روز کنید؟ این نقشه‌ها باید در زمانی بسیار کوتاه واقعیات را نشان دهند، بدین معنی که لحظه‌ی اعمال تغییرات محیطی، نقشه‌ها باید بلافاصله به‌روز شوند. نقشه‌های امروزی با چنین سرعتی به‌روز نمی‌شوند. این موضوع منجر به استفاده از انبوه‌سپاری (crowdsourcing) برای ساخت نقشه‌ها می‌شود. انجام این کار بسیار مشکل است، اما بسیار ضروری است. بدون این نقشه‌های دقیق، شما نمی‌توانید یک ماشین خودران را به‌طور مطمئن به کار اندازید.
3. سیاست رانندگی
این همان جایی است که باید اطلاعات جدی را در پلت‌فرم رانندگی تعبیه کرد. ماشین باید قادر به تشخیص عابر پیاده و سایر اشیای متحرک مشابه باشد و همچنین باید بتوانند تشخیص دهند که هر یک می‌خواهند چه کاری انجام دهند. خودروی خودران نه تنها باید سیاست رانندگی را درک کند بلکه باید واکنش‌ها را نیز تشخیص دهد. این تمام مواردی است که هنگام ورود به خطوط ترافیکی برای ساخت یک استراتژی لازم است. ذهن شما، به طور طبیعی این مهارت را فراهم می‌کند؛ این اغلب هم به آموزش رانندگی و هم به تجربه رانندگی نیاز دارد. این یک بحث پیچیده است و از آنجایی که در حال حاضر برای انسان‌ها دشوار است، برای کامپیوترها بسیار سخت‌تر خواهد بود، زیرا ما در مورد هوش گسترده‌ای صحبت می‌کنیم که شامل درک مواردی مانند "به کدام وسیله نقلیه اجازه حرکت داده شود"، "از کدام وسیله نقلیه فاصله گرفته شود"، "برای ادغام شدن با ترافیک چه مسیری برگزیده شود"، روبرو هستیم. همچنین، سیاست رانندگی با توجه به موقعیت مکانی تغییر می‌کند، چرا که ملاحظات ترافیکی از شهری به شهر دیگر متفاوت است. این باید زمانی که سیاست رانندگی به سیستم دیکته می‌شود در نظر گرفته شود.
خودران به عنوان سیستم چند عامله
ماشین خودران را می‌توان به عنوان یک سیستم چند عاملی شناخت. در واقع این مانند یک بازی است، زیرا ما در حال پی‌ریزی استراتژی هستیم و تصمیماتی می‌گیریم که به طور بالقوه رضایت‌بخش هستند، درست مانند یک بازی شطرنج، می‌توانیم در چند حرکت با دادن امتیاز و قربانی یک مهره، کمی بعد وزیر حریف را بگیریم.
تکامل صنعت خودروهای خودران
از سال 2015 تا سال 2017 از کمک راننده استفاده شده است. کمک راننده یک فن‌آوری است که برای جلوگیری از تصادفات استفاده می‌شود. این تکنولوژی برای کمک به باقی‌ماندن یک وسیله نقلیه بدون دخالت انسان در داخل خطوط ترافیکی استفاده می‌شود. هنگام استفاده از این تکنولوژی، راننده هنوز هم باید هوشیار باشد. در اصل این نوع رانندگی، رانندگی مستقلی نیست، زیرا سیستم می‌تواند اشتباه کند. این ماشین‌ها آگاهی 360 درجه‌ای ندارند. و همه چیز را نمی‌بیند. این ماشین‌ها برای همه موقعیت‌های احتمالی تصادف طراحی نشده‌اند؛ به همین دلیل راننده باید هشدار بماند.
با شروع سال 2018، ما در مورد رانندگی بسیار مستقل (Highly Autonomous Driving) صحبت خواهیم کرد. این در واقع یک رانندگی با سناریوهای محدود و بدون دخالت انسان است، که فقط در بزرگراه‌های اصلی قابل استفاده است. رانندگی بسیار مستقل به این معنی است که راننده مجبور نیست چشم خود را در جاده بدوزد. این سیستم یک مهلت 10 تا 30 ثانیه‌ای را فراهم می‌کند تا راننده کنترل ماشین را به‌عهده گیرد و در صورت عدم وجود راننده، سیستم می‌داند چگونه ماشین را به طور ایمن به کناری هدایت کرده و آن را متوقف کند.
اقدام واقعی در سال 2021 شروع می‌شود. آنچه ما شاهد خواهیم بود به اصطلاح رانندگی کاملا مستقل (Fully Autonomous Driving) است. این نیز به عنوان "استقلال سطح 4" شناخته می‌شود، که در این سطح، اتومبیل‌ها قادر به رانندگی درون شهرها خواهند بود و تقاضاهای جابه‌جایی را پوشش خواهند داد.
حال که این مطلب را خواندید، شاید مطالب زیر نیز بتوانند برای شما مفید باشند:
- بهترین خودروهای هیبرید ۲۰۱۸ را بشناسید
- همه‌چیز در مورد خودروی هیبریدی
- آموزش حل مسأله مسیریابی خودرو یا VRP در متلب
**
[…] + […]