La révolution de la voiture autonome a pris d'assaut le monde, et des entreprises comme Google et Tesla essaient toutes d'obtenir une part du marché.
Mais qu'est-ce que cela signifie pour l'avenir des transports et, plus important encore, pour les ingénieurs de demain ?
Alors que le monde entre dans une nouvelle ère de transport, les étudiants en ingénierie et les professionnels doivent à la fois comprendre la technologie derrière les voitures autonomes et ce que cela signifie pour l'avenir.
Alors attachons nos ceintures et plongeons dans le monde des voitures autonomes, où la route qui nous attend est pleine de nouvelles idées et possibilités.
Comprendre les véhicules autonomes
Définition formelle:
Un véhicule capable de planifier sa trajectoire et d'exécuter son plan sans intervention humaine.
Un véhicule autonome est parfait si vous êtes trop fatigué pour conduire ou si vous voulez simplement faire une sieste sur le chemin du travail. Asseyez-vous et laissez la voiture faire tout. Qui a regardé cet épisode de l'émission "South Park" ?
Bon, revenons à l'explication :
Un véhicule autonome est une voiture dotée de capteurs, de caméras, d'un radar et d'une intelligence artificielle (IA) qui lui permettent de fonctionner sans aide humaine.
Cette technologie est une combinaison de matériel et de logiciels embarqués et distants qui peuvent conduire un véhicule sans qu'un opérateur humain ne le contrôle physiquement ou ne le surveille.
La technologie des véhicules autonomes pourrait rendre les voitures plus sûres, empêcher les gens de se blesser et même sauver des vies. Mais il reste encore beaucoup de problèmes à résoudre avant que les véhicules entièrement autonomes puissent être utilisés par la plupart des gens.
Niveaux de véhicules autonomes
En fonction de ce qu'ils peuvent faire, les véhicules autonomes sont divisés en cinq niveaux.
Voici une liste des niveaux :
- Niveau 0 : Le conducteur est responsable de tout ce qui concerne la conduite de la voiture.
- Niveau 1 : La voiture dispose d'un système automatisé, comme le régulateur de vitesse ou l'aide au maintien dans votre voie, mais le conducteur est responsable de tout le reste.
- Niveau 2 : La voiture est équipée de deux systèmes automatisés ou plus qui fonctionnent ensemble, comme le régulateur de vitesse adaptatif et vous aident à rester dans votre voie.
- Le conducteur est toujours chargé de garder un œil sur la voiture et de prendre le contrôle si nécessaire.
- Niveau 3 : La voiture peut prendre en charge la majeure partie de la conduite, mais le conducteur doit être prêt à prendre le relais à tout moment si la voiture le lui demande.
- Niveau 4 : Le véhicule peut se conduire lui-même dans certaines situations et n'a pas besoin de l'aide d'une personne. Mais la voiture pourrait toujours avoir un volant et des pédales qu'un conducteur humain pourrait utiliser si nécessaire.
- Niveau 5 : Le véhicule est entièrement autonome et n'a besoin d'aucune aide d'une personne.
Pour en savoir plus sur les niveaux d'automatisation :
https://en.wikipedia.org/wiki/Self-driving_car
Statut actuel des véhicules autonomes
Au moment où j'écris ceci, il n'y a pas de véhicules entièrement autonomes qui peuvent être conduits légalement aux États-Unis.
Il existe cependant des véhicules qui ne sont que partiellement autonomes. Par exemple, certains ont un régulateur de vitesse adaptatif et aident à rester dans leurs voies.
Les constructeurs automobiles et les entreprises technologiques s'efforcent de mettre bientôt à la disposition du public des voitures entièrement autonomes.
Technologie des véhicules autonomes
Les véhicules autonomes utilisent une variété de technologies pour détecter leur environnement et prendre des décisions.
Certaines des technologies utilisées dans les voitures autonomes sont :
- Capteurs : les véhicules autonomes utilisent des caméras, des radars et des LiDAR, entre autres capteurs, pour voir et comprendre leur environnement.
- Intelligence artificielle : les véhicules autonomes analysent les données des capteurs et prennent des décisions basées sur des algorithmes complexes et des systèmes d'apprentissage automatique.
- Cartographie : à l'aide des informations de leurs capteurs, les voitures autonomes créent et gardent une trace d'une carte de leur environnement.
Les voitures autonomes peuvent lire les panneaux de signalisation et les marquages à l'aide de la technologie des caméras.
Les systèmes de détection et de télémétrie de la lumière (LiDAR) sont utilisés par les voitures autonomes pour créer une carte 3D de leur environnement.
Défis pour les véhicules autonomes
Avant que la production de masse de voitures autonomes ne puisse commencer, il reste quelques problèmes à résoudre. Parmi ces problèmes figurent :
- Avancées technologiques : D'autres avancées dans l'IA et la technologie des capteurs sont nécessaires pour rendre les véhicules autonomes plus sûrs et plus fiables.
- Environnement : les voitures autonomes doivent pouvoir fonctionner en toute sécurité dans diverses conditions météorologiques, comme la pluie et la neige.
- Réglementation : À l'heure actuelle, il n'y a pas de règles fédérales pour les voitures autonomes, et chaque État a sa propre façon de réglementer leur utilisation.
- Responsabilité en cas d'accident : il n'est pas clair qui serait responsable si un véhicule autonome était impliqué dans un accident.
Il s'agit d'un problème juridique compliqué qui doit être résolu avant que la production de masse puisse commencer.
Construire des véhicules autonomes
Pour fabriquer une voiture qui se conduit toute seule, des parties logicielles et matérielles doivent être fabriquées.
Le composant logiciel nécessite des connaissances en informatique, en apprentissage automatique et en apprentissage approfondi pour générer des instructions de conduite à partir de données de capteur et d'entrée.
La partie matérielle a besoin de capteurs, de caméras et d'autres pièces à assembler pour que les instructions de conduite puissent être exécutées dans la vraie voiture.
De plus, les véhicules autonomes nécessitent une pile logicielle complexe pour toutes les fonctions autonomes, telles que la détection et l'identification d'objets.
Lors de la mise en circulation de voitures autonomes sur la voie publique, la sécurité doit également être prise en compte.
Compétences et qualifications
Devenir ingénieur de véhicules autonomes nécessite une solide formation en informatique, en génie électrique ou mécanique, et une expérience en robotique, en systèmes de capteurs et en apprentissage automatique.
En règle générale, un baccalauréat dans un domaine connexe tel que le génie informatique, le génie mécatronique ou l'informatique est requis, ainsi qu'une expérience de travail ou des stages pertinents.
Certains emplois peuvent exiger une maîtrise ou un doctorat dans un domaine connexe.
Responsabilités professionnelles
Les tâches d'un ingénieur de véhicules autonomes pourraient inclure la conception et la mise en œuvre d'algorithmes logiciels, la fabrication et l'intégration de systèmes de capteurs, le test et l'évaluation de systèmes de conduite autonome et la vérification qu'ils respectent les règles de sécurité.
Les ingénieurs doivent se tenir au courant des derniers développements et tendances dans leur domaine et travailler à améliorer leurs compétences et leurs connaissances en permanence.
Éducation et formation
Pour acquérir les compétences et les connaissances nécessaires à une carrière dans les véhicules autonomes, les individus peuvent suivre des cours ou poursuivre des études dans des universités proposant des programmes spécialisés en robotique, mécatronique ou véhicules autonomes.
Il existe également de nombreux cours et ressources en ligne, comme Coursera, Udacity et edX, qui offrent des certifications et des diplômes en ingénierie de véhicules autonomes.
De plus, assister à des conférences et établir des liens avec d'autres professionnels de votre domaine peut vous donner des informations précieuses et vous aider à progresser dans votre carrière.
Tendances du marché des véhicules autonomes
Au cours des prochaines années, le marché mondial des voitures autonomes devrait connaître une forte croissance.
En 2020, le marché était évalué à 76,13 milliards de dollars, et il devrait atteindre 2 161,79 milliards de dollars d'ici 2030, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 40,1 % de 2021 à 2030.
Plusieurs facteurs sont à l'origine de cette croissance, notamment l'avancement des villes intelligentes, le développement des infrastructures et de la connectivité, et la demande croissante de véhicules autonomes.
Segmentation
Le marché des véhicules autonomes peut être segmenté en fonction de plusieurs facteurs, notamment le niveau d'automatisation et le type de véhicule.
- Niveau d'automatisation : en fonction de ce qu'ils peuvent faire, les véhicules autonomes peuvent être classés dans l'une des cinq catégories
Le niveau 5 est entièrement autonome et n'a pas besoin de l'aide d'une personne. Plus une voiture est automatisée, plus elle risque de coûter cher. En 2021, le segment de marché semi-autonome représentait une grande partie du marché mondial.
- Type de véhicule : Le marché des véhicules autonomes est dominé par les voitures particulières, qui représentaient la majorité de la part de marché en 2021.
Cependant, il existe également une demande croissante de camions et d'autobus autonomes, en particulier pour une utilisation dans la logistique et les transports publics.
Les grandes entreprises du marché
Plusieurs grandes entreprises ouvrent la voie sur le marché des voitures autonomes.
- Volkswagen SA.
- La Toyota Motor Corporation.
- La Ford Motor Company.
- La société General Motors.
- Le groupe BMW.
- Daimler AG.
- Volvo Car Corporation.
- Tesla Inc.
- Audi SA.
- Honda Motor Co., Ltd.
Ces entreprises investissent beaucoup d'argent dans la recherche et le développement pour proposer de nouvelles technologies pour les véhicules autonomes
Ils sont susceptibles d'avoir un impact important sur l'avenir du marché.
Véhicules sous-marins autonomes
Un véhicule sous-marin autonome (AUV) est un robot sans pilote et sans attache qui peut se déplacer sous l'eau sans avoir besoin du contrôle constant d'une personne à la surface.
Les AUV sont souvent utilisés pour la recherche dans l'océan, où ils sont utilisés pour étudier, prélever des échantillons et collecter des données.
Les opérateurs à bord d'un navire ou même à terre peuvent les programmer ou les contrôler. Ils transportent une variété d'outils pour l'échantillonnage et l'arpentage, tels que des caméras, des sonars et des capteurs de profondeur.
Puissance et mobilité
Les AUV sont alimentés par des batteries spéciales, des piles à combustible ou des panneaux solaires qui peuvent être chargés, de sorte qu'ils peuvent fonctionner seuls pendant de longues périodes.
Ils peuvent aller là où les bateaux ne peuvent pas aller parce qu'ils peuvent aller dans des eaux moins profondes. Cela les rend utiles pour explorer les zones où les plus gros navires ne peuvent pas aller.
Les AUV ont des systèmes de propulsion qui leur permettent de se déplacer dans l'eau rapidement et avec précision.
Applications
Les AUV sont flexibles et peuvent être utilisés pour de nombreuses choses différentes, telles que :
Les AUV sont utilisés pour étudier le fond marin et mesurer la qualité, la température et la salinité de l'eau.
Les AUV peuvent être utilisés pour surveiller les déversements de pétrole, trouver des changements dans les récifs coralliens et découvrir d'où vient la pollution.
Opérations militaires : les AUV peuvent être utilisés pour se protéger contre les mines, recueillir des renseignements et suivre les sous-marins.Les AUV sont utilisés dans l'industrie pétrolière et gazière offshore pour inspecter et entretenir les pipelines
Ils sont également utilisés dans l'industrie du transport maritime pour inspecter les coques des navires.
Sécurité et responsabilité dans les véhicules autonomes
À mesure que le nombre de voitures autonomes sur la route augmente, les questions de sécurité et de responsabilité sont devenues plus importantes.
Si un accident survient avec un véhicule autonome, il peut être difficile de déterminer qui est en faute et qui doit payer les dommages.
Différents endroits ont des lois et des règles différentes sur qui est responsable d'un accident impliquant un véhicule autonome, et il n'y a pas encore d'accord clair sur la façon dont la responsabilité sera décidée en cas d'accident impliquant un véhicule autonome.
Responsabilité pour les accidents de véhicules autonomes
Lorsqu'une voiture autonome tombe en panne, le constructeur de la voiture peut devoir payer les dommages. En effet, l'accident peut avoir été causé par une négligence de la part du système de conduite automatisé.
La loi pourrait dire que les personnes qui fabriquent ces voitures sont responsables de chaque accident causé par le système de conduite automatisée.
Des constructeurs automobiles comme Volvo, Mercedes et Google ont laissé entendre qu'ils seraient responsables si un accident était causé par l'une de leurs voitures entièrement autonomes.
Mais il est important de se rappeler que si une voiture autonome a un accident, ce n'est peut-être pas la faute de la voiture.
Si un autre conducteur faisait quelque chose comme accélérer, griller un feu rouge ou conduire imprudemment, le conducteur de la voiture autonome ou la voiture elle-même ne serait pas à blâmer.
Dans ce cas, si une voiture autonome a un accident, l'autre conducteur pourrait être responsable d'avoir été négligent ou un propriétaire pourrait être responsable d'avoir une zone dangereuse.
Paiements d'assurance et dommages
Après un accident dans un véhicule autonome, il peut être plus facile pour les victimes d'obtenir de l'argent de l'assurance car le conducteur n'est presque plus responsable.
Si un véhicule autonome est impliqué dans un accident, les dommages pourraient être payés par le constructeur du véhicule, le conducteur du véhicule autonome, un tiers ou une combinaison de ces parties, selon les spécificités de l'accident et les lois de la lieu où s'est produit l'accident.
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Cas d'utilisation
| Utilisé dans: | Description: |
|---|---|
| Transport personnel | Les voitures autonomes pourraient être utilisées pour le transport personnel, de sorte que les gens n'auraient pas à conduire eux-mêmes. Cela pourrait être particulièrement utile pour les personnes qui ne peuvent pas conduire, qui ont un handicap ou qui n'ont pas accès à une voiture. |
| Services de covoiturage | Les voitures autonomes pourraient être utilisées pour des services comme Uber et Lyft, ce qui réduirait le besoin de conducteurs humains et pourrait rendre le service moins cher pour les passagers. Transport public : les voitures autonomes pourraient être utilisées pour les transports publics, ce qui les rendrait plus rapides et plus fiables sans avoir besoin d'un conducteur. |
| Livraison de biens | Des véhicules autonomes pourraient être utilisés pour livrer des marchandises, ce qui réduirait le besoin de chauffeurs humains et pourrait accélérer et économiser de l'argent sur le processus de livraison. |
| Transport industriel | Des véhicules autonomes pourraient être utilisés pour déplacer des marchandises dans des environnements industriels tels que des usines, des entrepôts et des ports. Cela améliorerait l'efficacité et réduirait le risque d'accidents. |
| Agriculture | Des véhicules autonomes pourraient être utilisés dans l'agriculture pour faire des choses comme labourer des champs, planter des graines et récolter des récoltes. |
| Exploitation minière | Des véhicules autonomes pourraient être utilisés dans l'exploitation minière pour transporter du minerai, forer et creuser, ce qui réduirait les accidents et rendrait le processus plus efficace. Les véhicules autonomes pourraient être utilisés par l'armée pour faire des choses comme le transport, la surveillance et la reconnaissance. |
| Services d'urgence | Les voitures autonomes pourraient être utilisées pour les services d'urgence, comme le transport de blessés vers les hôpitaux ou le transport de fournitures médicales. |
Conclusion
Comme nous l'avons vu, le monde des voitures autonomes évolue rapidement et continuera à changer la façon dont nous nous déplaçons à l'avenir.
Mais il ne s'agit pas seulement de technologie ; il s'agit également de savoir comment cela affectera la société dans son ensemble.
Les voitures autonomes pourraient changer notre façon de vivre et de travailler de nombreuses façons, par exemple en réduisant le trafic et les émissions de carbone et en créant de nouveaux modèles commerciaux et de nouvelles opportunités d'emploi.
Mais chaque nouvelle technologie s'accompagne de son propre ensemble de problèmes et de questions morales.
Avant de rejoindre pleinement le mouvement des véhicules autonomes, il y a beaucoup de choses à penser, comme la responsabilité et l'assurance, et la possibilité que des emplois soient perdus dans certains domaines.
En tant qu'ingénieurs et futurs leaders dans ce domaine, il nous appartient de faire face à ces problèmes et de contribuer à façonner l'avenir des transports d'une manière qui profite à tous.
Le chemin à parcourir peut être difficile, mais si nous avons la bonne attitude et si nous nous engageons à innover et à progresser, nous pouvons créer un monde plus sûr, plus efficace et plus durable pour les générations futures.
Profitons donc des opportunités et affrontons les problèmes de front.
Les voitures autonomes ne sont pas seulement une avancée technologique ; elles sont aussi sociales, et c'est à nous de veiller à ce qu'elles profitent à la société dans son ensemble.
En tant qu'ingénieurs, nous avons une chance unique d'être à l'avant-garde de cette révolution, et nous ne devons pas tenir cela pour acquis.
Nous avons le contrôle sur l'avenir, alors profitons-en au maximum.
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