Revoluce samořiditelných aut zachvátila svět a společnosti jako Google a Tesla se všechny snaží získat kousek trhu.
Co to ale znamená pro budoucnost dopravy, a co je důležitější, pro inženýry budoucnosti?
Jak se svět posouvá do nové éry dopravy, studenti i profesionálové inženýrství musí pochopit technologii, která stojí za samořiditelnými auty, a co to znamená pro budoucnost.
Pojďme se tedy připoutat a ponořit se do světa samořiditelných aut, kde je cesta před námi plná nových nápadů a možností.
Pochopení autonomních vozidel
Formální definice:
Vozidlo, které si dokáže naplánovat cestu a svůj plán uskutečnit bez lidského zásahu.
Autonomní vozidlo je perfektní, pokud jste příliš unavení na řízení nebo si chcete jen zdřímnout cestou do práce. Jen se pohodlně usaďte a nechte auto dělat všechno. Kdo sledoval tuto epizodu pořadu „South Park“?
Ok, zpět k vysvětlení:
Autonomní vozidlo je auto, které má senzory, kamery, radar a umělou inteligenci (AI), které mu umožňují jezdit bez lidské pomoci.
Tato technologie je kombinací palubního a vzdáleného hardwaru a softwaru, který dokáže řídit vozidlo, aniž by jej člověk fyzicky ovládal nebo na něj dohlížel.
Technologie autonomních vozidel by mohla učinit automobily bezpečnějšími, zabránit zranění lidí a dokonce zachránit životy. Než však plně autonomní vozidla začne používat většina lidí, zbývá vyřešit ještě spoustu problémů.
Úrovně autonomních vozidel
Na základě toho, co umí, jsou autonomní vozidla rozdělena do pěti úrovní.
Zde je seznam úrovní:
- Úroveň 0: Řidič má na starosti vše o řízení auta.
- Úroveň 1: Auto má jeden automatizovaný systém, jako je tempomat nebo pomoc při udržení se ve vašem jízdním pruhu, ale vše ostatní má na starosti řidič.
- Úroveň 2: Vůz má dva nebo více automatizovaných systémů, které spolupracují, jako je adaptivní tempomat a pomáhá udržet se ve vašem jízdním pruhu.
- Řidič má stále na starosti hlídat vůz a v případě potřeby převzít kontrolu.
- Úroveň 3: Vůz se může postarat o většinu řízení, ale řidič musí být připraven kdykoli převzít řízení, pokud ho o to auto požádá.
- Úroveň 4: Vozidlo může v určitých situacích řídit samo a nepotřebuje žádnou pomoc od osoby. Ale auto může mít stále volant a pedály, které by v případě potřeby mohl použít lidský řidič.
- Úroveň 5: Vozidlo je plně samořídící a nepotřebuje žádnou pomoc od osoby.
Další informace o úrovních automatizace:
https://en.wikipedia.org/wiki/Self-driving_car
Aktuální stav autonomních vozidel
V tuto chvíli, kdy to píšu, neexistují žádná plně autonomní vozidla, která by se dala legálně řídit ve Spojených státech.
Existují však vozidla, která jsou samořídící jen částečně. Některé mají například adaptivní tempomat a pomáhají udržet se ve svých jízdních pruzích.
Automobilky a technologické společnosti pracují na brzkém zpřístupnění plně samořídících vozů veřejnosti.
Technologie autonomních vozidel
Autonomní vozidla využívají různé technologie ke snímání okolí a přijímání rozhodnutí.
Některé z technologií, které se používají v samořídících automobilech, jsou:
- Senzory: Autonomní vozidla využívají kromě jiných senzorů kamery, radar a LiDAR, aby viděla a rozuměla svému okolí.
- Umělá inteligence: Autonomní vozidla analyzují data senzorů a rozhodují se na základě složitých algoritmů a systémů strojového učení.
- Mapování: Pomocí informací ze svých senzorů vytvářejí samořídící auta a sledují mapu svého okolí.
Autonomní auta umí číst dopravní značky a značení pomocí kamerové technologie.
Systémy detekce světla a měření vzdálenosti (LiDAR) používají samořídící auta k vytvoření 3D mapy svého okolí.
Výzvy pro autonomní vozidla
Než se začne sériová výroba samořiditelných aut, je potřeba vyřešit několik problémů. Mezi tyto problémy patří:
- Pokroky v technologii: Aby byla autonomní vozidla bezpečnější a spolehlivější, je zapotřebí více pokroku v AI a technologii senzorů.
- Prostředí: Samořídící auta musí být schopna bezpečně pracovat za různých povětrnostních podmínek, jako je déšť a sníh.
- Regulace: Právě teď neexistují žádná federální pravidla pro samořídící auta a každý stát má svůj vlastní způsob, jak regulovat, jak mohou být používána.
- Havarijní odpovědnost: Není jasné, kdo by byl viníkem, kdyby se autonomní vozidlo dostalo do nehody.
Jedná se o komplikovaný právní problém, který je třeba vyřešit, než bude zahájena sériová výroba.
Stavba autonomních vozidel
Aby bylo možné vyrobit auto, které se samo řídí, musí být vyrobeny softwarové i hardwarové části.
Softwarová složka vyžaduje znalosti informatiky, strojového učení a hlubokého učení, aby bylo možné generovat pokyny pro řízení ze senzorů a vstupních dat.
Hardwarová část potřebuje senzory, kamery a další části, které je třeba dát dohromady, aby bylo možné provádět pokyny k jízdě ve skutečném autě.
Autonomní vozidla navíc vyžadují komplexní softwarový balík pro všechny autonomní funkce, jako je detekce a identifikace objektů.
Při uvádění samořiditelných aut na veřejné komunikace je třeba vzít v úvahu také bezpečnost.
Dovednosti a kvalifikace
Stát se inženýrem autonomních vozidel vyžaduje silné zázemí v informatice, elektrotechnice nebo strojírenství a zkušenosti s robotikou, senzorovými systémy a strojovým učením.
Obvykle je vyžadován bakalářský titul v příbuzném oboru, jako je počítačové inženýrství, mechatronické inženýrství nebo informatika, spolu s příslušnými pracovními zkušenostmi nebo stážemi.
Některá zaměstnání mohou vyžadovat magisterský nebo doktorský titul v příbuzném oboru.
Pracovní povinnosti
Pracovní povinnosti inženýra autonomních vozidel mohou zahrnovat navrhování a implementaci softwarových algoritmů, vytváření a integraci senzorových systémů, testování a vyhodnocování systémů autonomního řízení a zajišťování dodržování bezpečnostních pravidel.
Inženýři musí držet krok s nejnovějším vývojem a trendy ve svém oboru a neustále pracovat na zlepšování svých dovedností a znalostí.
Vzdělávání a odborná příprava
Aby jednotlivci získali potřebné dovednosti a znalosti pro kariéru v autonomních vozidlech, mohou absolvovat kurzy nebo získat tituly z univerzit, které nabízejí specializované programy v oblasti robotiky, mechatroniky nebo autonomních vozidel.
Existuje také mnoho online kurzů a zdrojů, jako je Coursera, Udacity a edX, které nabízejí certifikace a tituly v oboru inženýrství autonomních vozidel.
Také navštěvování konferencí a navazování kontaktů s dalšími profesionály ve vašem oboru vám může poskytnout cenné poznatky a pomoci vám posunout se ve vaší kariéře.
Trendy na trhu autonomních vozidel
V příštích několika letech se očekává, že celosvětový trh s auty s vlastním pohonem výrazně poroste.
V roce 2020 byl trh oceněn na 76,13 miliardy USD a předpokládá se, že do roku 2030 dosáhne 2 161,79 miliardy USD se složenou roční mírou růstu (CAGR) 40,1 % od roku 2021 do roku 2030.
Tento růst řídí několik faktorů, včetně rozvoje chytrých měst, rozvoje infrastruktury a konektivity a rostoucí poptávky po autonomních vozidlech.
Segmentace
Trh autonomních vozidel lze segmentovat na základě několika faktorů, včetně úrovně automatizace a typu vozidla.
- Úroveň automatizace: Na základě toho, co umí, lze autonomní vozidla zařadit do jedné z pěti kategorií
Úroveň 5 je plně autonomní a nepotřebuje žádnou pomoc od osoby. Čím je auto více automatizované, tím je pravděpodobnější, že bude stát hodně peněz. V roce 2021 byl segment semi-autonomního trhu velkou součástí globálního trhu.
- Typ vozidla: Trhu s autonomními vozidly dominují osobní automobily, které v roce 2021 tvořily většinu tržního podílu.
Roste však také poptávka po autonomních nákladních automobilech a autobusech, zejména pro použití v logistice a veřejné dopravě.
Významné společnosti na trhu
Několik velkých společností vede na trhu samořiditelných vozů.
- Volkswagen AG.
- Toyota Motor Corporation.
- Ford Motor Company.
- Společnost General Motors.
- BMW Group.
- Daimler AG.
- Volvo Car Corporation.
- Tesla Inc.
- Audi AG.
- Honda Motor Co., Ltd.
Tyto společnosti dávají spoustu peněz do výzkumu a vývoje, aby přišly s novými technologiemi pro autonomní vozidla
Pravděpodobně budou mít velký vliv na budoucnost trhu.
Autonomní podvodní vozidla
Autonomní podvodní vozidlo (AUV) je bezpilotní, nepřipoutaný robot, který se může pohybovat pod vodou, aniž by potřeboval neustálou kontrolu od osoby na hladině.
AUV se často používají pro výzkum v oceánu, kde se používají k průzkumu, odebírání vzorků a sběru dat.
Operátoři na lodi nebo dokonce na souši je mohou programovat nebo ovládat. Nesou různé nástroje pro vzorkování a průzkum, jako jsou kamery, sonar a hloubkové senzory.
Síla a mobilita
Vozidla AUV jsou poháněna speciálními bateriemi, palivovými články nebo solárními panely, které lze nabíjet, takže mohou pracovat samostatně po dlouhou dobu.
Mohou se dostat tam, kde lodě nemohou, protože mohou jít do mělčí vody. Díky tomu jsou užitečné pro průzkum oblastí, kam se větší lodě nedostanou.
AUV mají pohonné systémy, které jim umožňují rychlý a přesný pohyb ve vodě.
Aplikace
AUV jsou flexibilní a lze je použít pro mnoho různých věcí, jako například:
AUV se používají k průzkumu mořského dna a měření kvality, teploty a slanosti vody.
AUV lze použít k dohlížení na úniky ropy, k nalezení změn v korálových útesech a ke zjištění, odkud pochází znečištění.
Vojenské operace: AUV lze použít k ochraně proti minám, shromažďování informací a sledování ponorek.AUV se používají v pobřežním ropném a plynárenském průmyslu ke kontrole a údržbě potrubí
Používají se také v lodním průmyslu ke kontrole trupů lodí.
Bezpečnost a odpovědnost v autonomních vozidlech
S rostoucím počtem samořiditelných aut na silnicích nabývají na důležitosti otázky týkající se bezpečnosti a toho, kdo za to nese odpovědnost.
Pokud dojde k nehodě s autonomním vozidlem, může být těžké zjistit, kdo byl viníkem a kdo by měl škodu zaplatit.
Různá místa mají různé zákony a pravidla o tom, kdo je odpovědný za nehodu autonomního vozidla, a zatím neexistuje jasná dohoda o tom, jak se bude rozhodovat o odpovědnosti v případě nehody s autonomním vozidlem.
Odpovědnost za autonomní nehody vozidel
Když autonomní auto havaruje, výrobce auta možná bude muset zaplatit škodu. Příčinou havárie totiž mohla být neopatrnost ze strany systému automatizované jízdy.
Zákon by mohl říci, že za každou nehodu způsobenou systémem automatizovaného řízení mohou lidé, kteří tato auta vyrábějí.
Automobilky jako Volvo, Mercedes a Google naznačily, že budou zodpovědné, pokud nehodu způsobí jeden z jejich plně autonomních vozů.
Je ale důležité si uvědomit, že pokud se samořídící auto dostane do nehody, nemusí to být chyba auta.
Pokud by jiný řidič udělal něco jako rychlost, přejel na červenou nebo jel bezohledně, nebyl by na vině řidič samořiditelného vozu nebo auto samotné.
V tomto případě, pokud se samořídící auto dostane do nehody, může být druhý řidič vinen svou neopatrností nebo vlastník nemovitosti, že má nebezpečnou oblast.
Pojistné platby a škody
Po havárii v autonomním vozidle může být pro oběti snazší získat peníze na pojištění, protože řidič již téměř nenese odpovědnost.
Pokud se autonomní vozidlo dostane do nehody, škodu může uhradit výrobce vozidla, řidič autonomního vozidla, třetí strana nebo kombinace těchto stran, v závislosti na specifikách nehody a zákonech dané země. Místo, kde se nehoda stala.
Chcete se o tématu dozvědět více?
Případy užití
| Použito v: | Popis: |
|---|---|
| Osobní doprava | Samořídící auta by mohla sloužit pro osobní přepravu, lidé by tak nemuseli řídit sami. To by mohlo být užitečné zejména pro lidi, kteří nemohou řídit, mají postižení nebo nemají přístup k autu. |
| Služby spolujízdy | Samořídící auta by mohla být použita pro služby jako Uber a Lyft, což by snížilo potřebu lidských řidičů a mohlo by službu zlevnit pro cestující. Doprava pro veřejnost: Samořídící auta by mohla být použita pro veřejnou dopravu, takže je rychlejší a spolehlivější bez potřeby řidiče. |
| Doručení zboží | Autonomní vozidla by mohla být použita k doručování zboží, což by snížilo potřebu lidských řidičů a mohlo by urychlit a ušetřit peníze na procesu doručování. |
| Průmyslová doprava | Autonomní vozidla by mohla být použita k přepravě zboží v průmyslových prostředích, jako jsou továrny, sklady a přístavy. To by zlepšilo účinnost a snížilo riziko nehod. |
| Zemědělství | Autonomní vozidla by mohla být použita v zemědělství k provádění věcí, jako je orání polí, pěstování semen a sběr plodin. |
| Hornictví | Autonomní vozidla by mohla být použita v těžbě k provádění věcí, jako je tahání rudy, vrtání a kopání, což by snížilo počet nehod a zefektivnilo proces. Autonomní vozidla by mohla armáda používat k takovým věcem, jako je doprava, sledování a průzkum. |
| Pohotovostní služby | Samořídící auta by mohla být použita pro záchranné služby, jako je přeprava zraněných lidí do nemocnic nebo přeprava zdravotnického materiálu. |
Závěr
Jak jsme viděli, svět samořiditelných aut se rychle mění a bude i nadále měnit způsob, jakým se pohybujeme v budoucnu.
Ale není to jen o technologii; jde také o to, jak to ovlivní společnost jako celek.
Samořídící auta by mohla změnit způsob, jakým žijeme a pracujeme, mnoha způsoby, například snížením dopravy a emisí uhlíku a vytvořením nových obchodních modelů a pracovních příležitostí.
Ale každá nová technologie přichází s vlastním souborem problémů a morálních otázek.
Než se plně zapojíte do hnutí autonomních vozidel, je třeba přemýšlet o mnoha věcech, jako je odpovědnost a pojištění a možnost, že v určitých oblastech může dojít ke ztrátě pracovních míst.
Jako inženýři a budoucí lídři v této oblasti je na nás, abychom se s těmito problémy vypořádali a pomohli utvářet budoucnost dopravy způsobem, který pomůže všem.
Cesta před námi může být trnitá, ale pokud budeme mít správný postoj a budeme oddaní inovacím a pokroku, můžeme vytvořit bezpečnější, efektivnější a udržitelnější svět pro budoucí generace.
Využijme tedy příležitosti a postavme se problémům čelem.
Samořídící auta nejsou jen technologický pokrok; jsou také sociální a je na nás, abychom zajistili, že pomohou společnosti jako celku.
Jako inženýři máme jedinečnou šanci stát v čele této revoluce a neměli bychom to považovat za samozřejmost.
Máme kontrolu nad budoucností, tak ji využijme co nejlépe.
Sdílet na…
