Революція безпілотних автомобілів захопила світ штурмом, і такі компанії, як Google і Tesla, намагаються отримати частину ринку.
Але що це означає для майбутнього транспорту і, що більш важливо, для інженерів майбутнього?
Оскільки світ рухається до нової ери транспорту, студенти інженерів і професіонали повинні розуміти технологію, що лежить в основі безпілотних автомобілів, і що це означає для майбутнього.
Тож давайте пристебнемося та поринемо у світ безпілотних автомобілів, де дорога попереду сповнена нових ідей та можливостей.
Розуміння автономних транспортних засобів
Формальне визначення:
Транспортний засіб, здатний планувати свій шлях і виконувати свій план без втручання людини.
Автономний автомобіль ідеально підходить, якщо ви занадто втомилися, щоб керувати автомобілем або просто хочете подрімати дорогою на роботу. Просто сидіть і дозвольте машині робити все. Хто дивився цю серію шоу "Південний парк"?
Добре, повернемося до пояснення:
Автономний автомобіль — це автомобіль, який має датчики, камери, радар і штучний інтелект (ШІ), які дозволяють йому рухатися без допомоги людини.
Ця технологія являє собою комбінацію бортового та дистанційного апаратного та програмного забезпечення, яке може керувати транспортним засобом без фізичного контролю чи спостереження людини-оператора.
Технологія автономних транспортних засобів може зробити автомобілі безпечнішими, захистити людей від травм і навіть врятувати життя. Але ще потрібно вирішити багато проблем, перш ніж більшість людей зможуть використовувати повністю автономні транспортні засоби.
Рівні автономного автомобіля
Виходячи з того, що вони можуть робити, автономні транспортні засоби поділяються на п’ять рівнів.
Ось список рівнів:
- Рівень 0: Водій відповідає за все, що стосується керування автомобілем.
- Рівень 1: автомобіль має одну автоматизовану систему, наприклад круїз-контроль або допомогу в утриманні в смузі, але водій відповідає за все інше.
- Рівень 2: автомобіль має дві або більше автоматизованих систем, які працюють разом, як-от адаптивний круїз-контроль і допомагають залишатися в смузі руху.
- Водій все ще відповідає за те, щоб стежити за автомобілем і брати на себе контроль, якщо це необхідно.
- Рівень 3: автомобіль може взяти на себе більшу частину керування, але водій повинен бути готовий взяти на себе керування в будь-який момент, якщо його про це попросить автомобіль.
- Рівень 4: транспортний засіб може керувати самостійно в певних ситуаціях і не потребує допомоги з боку людини. Але автомобіль все ще може мати кермо та педалі, якими водій міг би скористатися за потреби.
- Рівень 5: транспортний засіб є повністю автономним і не потребує жодної допомоги людини.
Докладніше про рівні автоматизації:
https://en.wikipedia.org/wiki/Self-driving_car
Поточний статус автономних транспортних засобів
На момент, коли я це пишу, у Сполучених Штатах не існує повністю автономних транспортних засобів, якими можна було б керувати на законних підставах.
Однак є транспортні засоби, які лише частково є автономними. Наприклад, деякі мають адаптивний круїз-контроль і допомагають залишатися в смузі руху.
Автовиробники та технологічні компанії працюють над тим, щоб незабаром зробити повністю доступними для громадськості повністю безпілотні автомобілі.
Технологія автономного автомобіля
Автономні транспортні засоби використовують різні технології, щоб відчувати оточення та приймати рішення.
Ось деякі з технологій, які використовуються в безпілотних автомобілях:
- Датчики: автономні транспортні засоби використовують камери, радар і LiDAR, серед інших датчиків, щоб бачити та розуміти оточення.
- Штучний інтелект: автономні транспортні засоби аналізують дані датчиків і приймають рішення на основі складних алгоритмів і систем машинного навчання.
- Картографування: використовуючи інформацію від своїх датчиків, безпілотні автомобілі створюють і відстежують карту свого оточення.
Автономні автомобілі можуть зчитувати дорожні знаки та розмітку за допомогою технології камери.
Системи виявлення та визначення дальності світла (LiDAR) використовуються в безпілотних автомобілях для створення 3D-карти свого оточення.
Виклики для автономних транспортних засобів
Перш ніж почати масове виробництво безпілотних автомобілів, потрібно вирішити кілька проблем. Серед цих проблем:
- Удосконалення технологій: щоб зробити автономні транспортні засоби безпечнішими та надійнішими, потрібні додаткові досягнення в області ШІ та сенсорних технологій.
- Навколишнє середовище: безпілотні автомобілі повинні безпечно працювати за різних погодних умов, як-от дощ і сніг.
- Регулювання: наразі немає федеральних правил щодо безпілотних автомобілів, і кожен штат має свій власний спосіб регулювання їх використання.
- Відповідальність за нещасні випадки: незрозуміло, хто буде винен, якщо автономний транспортний засіб потрапить у ДТП.
Це складна юридична проблема, яку необхідно вирішити до початку масового виробництва.
Будівництво автономних транспортних засобів
Щоб зробити автомобіль, який їздить сам, необхідно створити як програмне, так і апаратне забезпечення.
Програмний компонент потребує знань з інформатики, машинного навчання та глибокого навчання, щоб генерувати інструкції водіння з датчиків і вхідних даних.
Апаратна частина потребує об’єднання датчиків, камер та інших частин, щоб інструкції з водіння можна було виконувати в реальному автомобілі.
Крім того, для автономних транспортних засобів потрібен складний стек програмного забезпечення для всіх автономних функцій, таких як виявлення та ідентифікація об’єктів.
Розміщуючи безпілотні автомобілі на дорогах загального користування, необхідно також враховувати безпеку.
Навички та кваліфікація
Щоб стати інженером автономних транспортних засобів, потрібен серйозний досвід у галузі інформатики, електротехніки чи машинобудування, а також досвід роботи з робототехнікою, сенсорними системами та машинним навчанням.
Як правило, потрібен ступінь бакалавра у суміжній галузі, наприклад комп’ютерна інженерія, мехатроніка або інформатика, а також відповідний досвід роботи або стажування.
Для деяких робіт може знадобитися ступінь магістра або доктора у відповідній галузі.
Посадові обов'язки
Обов’язки інженера автономного транспортного засобу можуть включати розробку та впровадження алгоритмів програмного забезпечення, створення та інтеграцію сенсорних систем, тестування та оцінку систем автономного водіння та забезпечення дотримання ними правил безпеки.
Інженери повинні бути в курсі останніх розробок і тенденцій у своїй галузі та постійно працювати над вдосконаленням своїх навичок і знань.
Освіта та навчання
Щоб отримати необхідні навички та знання для кар’єри в автономних транспортних засобах, люди можуть пройти курси або отримати ступінь в університетах, які пропонують спеціалізовані програми з робототехніки, мехатроніки або автономних транспортних засобів.
Є також багато онлайн-курсів і ресурсів, як-от Coursera, Udacity та edX, які пропонують сертифікати та ступені з розробки автономних транспортних засобів.
Крім того, відвідування конференцій і налагодження зв’язків з іншими професіоналами у вашій галузі можуть дати вам цінну інформацію та допомогти просунутися вгору у вашій кар’єрі.
Тенденції ринку автономних транспортних засобів
Очікується, що в найближчі кілька років світовий ринок безпілотних автомобілів значно зросте.
У 2020 році ринок оцінювався в 76,13 мільярда доларів США, і, за прогнозами, він досягне 2161,79 мільярда доларів США до 2030 року, при середньорічному темпі зростання (CAGR) 40,1% з 2021 по 2030 рік.
Кілька факторів сприяють цьому зростанню, включаючи розвиток розумних міст, розвиток інфраструктури та підключення, а також зростання попиту на автономні транспортні засоби.
Сегментація
Ринок автономних автомобілів можна сегментувати на основі кількох факторів, включаючи рівень автоматизації та тип автомобіля.
- Рівень автоматизації: на основі того, що вони можуть робити, автономні транспортні засоби можна віднести до однієї з п’яти категорій
Рівень 5 повністю автономний і не потребує допомоги людини. Чим більш автоматизований автомобіль, тим більша ймовірність того, що він коштуватиме багато грошей. У 2021 році напівавтономний сегмент ринку становив велику частину світового ринку.
- Тип транспортного засобу: на ринку безпілотних транспортних засобів домінують легкові автомобілі, на які у 2021 році припадала більша частка ринку.
Проте також зростає попит на автономні вантажівки та автобуси, особливо для використання в логістиці та громадському транспорті.
Основні компанії на ринку
Кілька великих компаній лідирують на ринку безпілотних автомобілів.
- Volkswagen AG.
- Корпорація Toyota Motor.
- Ford Motor Company.
- Компанія General Motors.
- Група BMW.
- Daimler AG.
- Volvo Car Corporation.
- Tesla Inc.
- Audi AG.
- Honda Motor Co., Ltd.
Ці компанії вкладають багато грошей у дослідження та розробки, щоб створити нові технології для автономних транспортних засобів
Ймовірно, вони матимуть великий вплив на майбутнє ринку.
Автономні підводні апарати
Автономний підводний апарат (AUV) — це безпілотний робот без прив’язки, який може пересуватися під водою, не потребуючи постійного контролю з боку людини на поверхні.
АНПА часто використовують для досліджень в океані, де вони використовуються для обстеження, взяття проб і збору даних.
Оператори на кораблі або навіть на суші можуть програмувати або керувати ними. Вони мають різні інструменти для взяття проб і зйомки, такі як камери, гідролокатори та датчики глибини.
Потужність і мобільність
АНПА живляться від спеціальних акумуляторів, паливних елементів або сонячних панелей, які можна заряджати, тому вони можуть працювати самостійно протягом тривалого часу.
Вони можуть йти туди, куди не можуть човни, тому що можуть зайти на мілководдя. Це робить їх корисними для дослідження територій, куди не можуть зайти великі кораблі.
АНПА мають силові установки, які дозволяють їм швидко й точно рухатися по воді.
Додатки
AUV є гнучкими і можуть використовуватися для багатьох різних речей, таких як:
АНПА використовують для дослідження морського дна та вимірювання якості, температури та солоності води.
АНПА можна використовувати, щоб стежити за розливами нафти, знаходити зміни в коралових рифах і з’ясовувати, звідки походить забруднення.
Військові операції: АНПА можна використовувати для захисту від мін, збору розвідданих і відстеження підводних човнів.АНПА використовуються в морській нафтогазовій промисловості для перевірки та обслуговування трубопроводів
Вони також використовуються в судноплавній промисловості для перевірки корпусів суден.
Безпека та відповідальність в автономних транспортних засобах
Оскільки кількість безпілотних автомобілів на дорогах зростає, питання про безпеку та відповідальність стають більш важливими.
Якщо аварія сталася з автономним транспортним засобом, може бути важко зрозуміти, хто винен і хто повинен заплатити за збитки.
У різних місцях діють різні закони та правила щодо того, хто несе відповідальність за ДТП за участю автономного транспортного засобу, і ще немає чіткої згоди щодо того, як буде вирішуватися відповідальність у разі аварії за участю автономного транспортного засобу.
Відповідальність за ДТП на автономному транспортному засобі
Коли автономний автомобіль розбивається, виробнику автомобіля, можливо, доведеться заплатити за збитки. Це тому, що аварія могла бути спричинена необережністю з боку автоматизованої системи водіння.
Закон може стверджувати, що люди, які виготовляють ці автомобілі, несуть відповідальність за кожну аварію, спричинену автоматизованою системою водіння.
Автомобільні компанії, такі як Volvo, Mercedes і Google, натякнули, що вони будуть нести відповідальність, якщо аварію спричинить один із їхніх повністю автономних автомобілів.
Але важливо пам’ятати, що якщо безпілотний автомобіль потрапляє в аварію, це може бути не його вина.
Якби інший водій скоїв щось на кшталт швидкості, проїхав на червоне світло або необережно керував автомобілем, водій самокерованого автомобіля чи сам автомобіль не були б винні.
У цьому випадку, якщо безпілотний автомобіль потрапляє в аварію, інший водій може бути винен через необережність або власник майна може бути винен у небезпечній зоні.
Страхові виплати та збитки
Після аварії на автономному транспортному засобі жертвам може бути легше отримати страхові гроші, оскільки водій майже більше не несе відповідальності.
Якщо автономний транспортний засіб потрапляє в аварію, збитки можуть бути відшкодовані виробником транспортного засобу, водієм автономного транспортного засобу, третьою стороною або комбінацією цих сторін, залежно від специфіки аварії та законів країни. Місце, де сталася аварія.
Хочете дізнатися більше про цю тему?
Випадки використання
| Використовується в: | опис: |
|---|---|
| Особистий транспорт | Безпілотні автомобілі можна було б використовувати для особистого транспорту, щоб людям не доводилося їздити самостійно. Це може бути особливо корисно для людей, які не можуть керувати автомобілем, мають обмежені можливості або не мають доступу до автомобіля. |
| Послуги райдшерингу | Безпілотні автомобілі можна використовувати для таких служб, як Uber і Lyft, що зменшить потребу в водіях і здешевить послуги для пасажирів. Транспорт для громадськості: безпілотні автомобілі можна використовувати для громадського транспорту, що зробить його швидшим і надійнішим без водія. |
| Доставка товару | Для доставки товарів можна було б використовувати автономні транспортні засоби, що зменшило б потребу в водіях і могло б прискорити процес доставки та заощадити гроші. |
| Промисловий транспорт | Автономні транспортні засоби можна використовувати для переміщення товарів у промислових умовах, таких як заводи, склади та порти. Це підвищить ефективність і знизить ризик аварій. |
| Сільське господарство | Автономні транспортні засоби можна використовувати в сільському господарстві, щоб орати поля, сіяти насіння та збирати врожай. |
| Майнінг | Автономні транспортні засоби можна використовувати в гірничодобувній промисловості для таких речей, як перевезення руди, буріння та копання, що зменшить кількість нещасних випадків і зробить процес більш ефективним. Автономні транспортні засоби можуть використовуватися військовими для транспортування, спостереження та розвідки. |
| Аварійні служби | Безпілотні автомобілі можуть використовуватися для екстрених служб, наприклад для доставки поранених людей до лікарні або транспортування медичних товарів. |
Висновок
Як ми бачимо, світ безпілотних автомобілів швидко змінюється і продовжить змінювати наш спосіб пересування в майбутньому.
Але справа не лише в технології; це також стосується того, як це вплине на суспільство в цілому.
Безпілотні автомобілі можуть змінити спосіб нашого життя та роботи багатьма способами, наприклад, зменшивши дорожній рух і викиди вуглекислого газу, створивши нові бізнес-моделі та нові робочі місця.
Але кожна нова технологія має свій набір проблем і моральних питань.
Перш ніж повністю приєднатися до руху автономних транспортних засобів, потрібно подумати про багато речей, наприклад про відповідальність і страхування, а також можливість втрати робочих місць у певних сферах.
Як інженери та майбутні лідери в цій галузі, ми повинні вирішити ці проблеми та допомогти сформувати майбутнє транспорту таким чином, щоб допомогти всім.
Дорога попереду може бути важкою, але якщо ми маємо правильне ставлення та віддані інноваціям і прогресу, ми можемо зробити безпечнішим, ефективнішим і стійкішим світ для майбутніх поколінь.
Тож давайте скористаємося можливостями та зіткнемося з проблемами прямо.
Безпілотні автомобілі — це не просто технологічний прогрес; вони також соціальні, і від нас залежить, щоб вони допомагали суспільству в цілому.
Як інженери, ми маємо унікальний шанс бути на передовій цієї революції, і ми не повинні сприймати це як належне.
Ми маємо контроль над майбутнім, тож давайте максимально використаємо його.
Поділіться на…
