Rewolucja samojezdnych samochodów szturmem podbiła świat, a firmy takie jak Google i Tesla próbują zdobyć kawałek rynku.
Ale co to oznacza dla przyszłości transportu i, co ważniejsze, dla inżynierów przyszłości?
Gdy świat wkracza w nową erę transportu, studenci inżynierii i profesjonaliści muszą zarówno zrozumieć technologię stojącą za samojezdnymi samochodami, jak i jej znaczenie dla przyszłości.
Zapnijmy więc pasy i zanurzmy się w świat samojezdnych samochodów, w którym droga przed nami jest pełna nowych pomysłów i możliwości.
Zrozumienie pojazdów autonomicznych
Formalna definicja:
Pojazd, który jest w stanie zaplanować swoją trasę i wykonać swój plan bez interwencji człowieka.
Autonomiczny pojazd jest idealny, jeśli jesteś zbyt zmęczony, aby prowadzić lub po prostu chcesz się zdrzemnąć w drodze do pracy. Po prostu usiądź wygodnie i pozwól samochodowi zrobić wszystko. Kto oglądał ten odcinek serialu „South Park”?
Ok, wracam do wyjaśnienia:
Pojazd autonomiczny to samochód wyposażony w czujniki, kamery, radar i sztuczną inteligencję (AI), które pozwalają mu jeździć bez pomocy człowieka.
Ta technologia to połączenie pokładowego i zdalnego sprzętu i oprogramowania, które może prowadzić pojazd bez fizycznej kontroli lub pilnowania go przez człowieka.
Technologia pojazdów autonomicznych może sprawić, że samochody będą bezpieczniejsze, chronić ludzi przed obrażeniami, a nawet uratować życie. Jednak zanim większość ludzi będzie mogła używać w pełni autonomicznych pojazdów, wciąż pozostaje wiele problemów do rozwiązania.
Poziomy pojazdów autonomicznych
W zależności od tego, co potrafią, pojazdy autonomiczne są podzielone na pięć poziomów.
Oto lista poziomów:
- Poziom 0: Kierowca jest odpowiedzialny za wszystko związane z prowadzeniem samochodu.
- Poziom 1: Samochód ma jeden zautomatyzowany system, taki jak tempomat lub pomoc w utrzymaniu się na pasie ruchu, ale za wszystko inne odpowiada kierowca.
- Poziom 2: Samochód ma co najmniej dwa współpracujące ze sobą zautomatyzowane systemy, takie jak adaptacyjny tempomat i pomagające utrzymać się na pasie ruchu.
- Kierowca nadal jest odpowiedzialny za obserwowanie samochodu i przejmowanie kontroli w razie potrzeby.
- Poziom 3: Samochód może zająć się większością jazdy, ale kierowca musi być gotowy do przejęcia kontroli w dowolnym momencie, jeśli samochód go o to poprosi.
- Poziom 4: Pojazd może prowadzić się sam w określonych sytuacjach i nie potrzebuje żadnej pomocy ze strony osoby. Ale samochód może nadal mieć kierownicę i pedały, których kierowca mógłby użyć w razie potrzeby.
- Poziom 5: Pojazd jest w pełni autonomiczny i nie potrzebuje żadnej pomocy ze strony osoby.
Więcej informacji o poziomach automatyzacji:
https://en.wikipedia.org/wiki/Self-driving_car
Aktualny status pojazdów autonomicznych
W chwili, gdy to piszę, w Stanach Zjednoczonych nie ma w pełni autonomicznych pojazdów, którymi można by legalnie jeździć.
Istnieją jednak pojazdy, które tylko częściowo są autonomiczne. Na przykład niektóre mają adaptacyjny tempomat i pomagają utrzymać się na swoich pasach.
Producenci samochodów i firmy technologiczne pracują nad udostępnieniem publicznie w pełni autonomicznych samochodów.
Technologia pojazdów autonomicznych
Pojazdy autonomiczne wykorzystują różnorodne technologie do wykrywania otoczenia i podejmowania decyzji.
Niektóre z technologii stosowanych w samochodach autonomicznych to:
- Czujniki: pojazdy autonomiczne wykorzystują między innymi kamery, radar i LiDAR, aby zobaczyć i zrozumieć otoczenie.
- Sztuczna inteligencja: Autonomiczne pojazdy analizują dane z czujników i podejmują decyzje w oparciu o złożone algorytmy i systemy uczenia maszynowego.
- Mapowanie: Wykorzystując informacje z czujników, samojezdne samochody tworzą i śledzą mapę swojego otoczenia.
Autonomiczne samochody mogą odczytywać znaki drogowe i oznaczenia za pomocą technologii kamer.
Systemy Light Detection and Ranging (LiDAR) są wykorzystywane przez samojezdne samochody do tworzenia trójwymiarowej mapy otoczenia.
Wyzwania dla pojazdów autonomicznych
Zanim rozpocznie się masowa produkcja samojezdnych samochodów, należy rozwiązać kilka problemów. Wśród tych problemów są:
- Postęp technologiczny: potrzebne są dalsze postępy w sztucznej inteligencji i technologii czujników, aby pojazdy autonomiczne były bezpieczniejsze i bardziej niezawodne.
- Środowisko: samojezdne samochody muszą być w stanie bezpiecznie pracować w różnych warunkach pogodowych, takich jak deszcz i śnieg.
- Przepisy: W tej chwili nie ma federalnych przepisów dotyczących samojezdnych samochodów, a każdy stan ma swój własny sposób regulowania sposobu, w jaki można z nich korzystać.
- Odpowiedzialność za wypadek: Nie jest jasne, kto ponosiłby winę, gdyby pojazd autonomiczny uległ wypadkowi.
Jest to skomplikowany problem prawny, który musi zostać rozwiązany przed rozpoczęciem masowej produkcji.
Budowa pojazdów autonomicznych
Aby stworzyć samochód, który sam się prowadzi, należy wykonać zarówno oprogramowanie, jak i części sprzętowe.
Komponent oprogramowania wymaga znajomości informatyki, uczenia maszynowego i głębokiego uczenia się, aby generować instrukcje jazdy na podstawie danych z czujników i danych wejściowych.
Część sprzętowa wymaga złożenia czujników, kamer i innych części, aby instrukcje jazdy mogły być wykonywane w prawdziwym samochodzie.
Ponadto pojazdy autonomiczne wymagają złożonego stosu oprogramowania dla wszystkich funkcji autonomicznych, takich jak wykrywanie i identyfikacja obiektów.
Wprowadzając samojezdne samochody na drogi publiczne, należy również wziąć pod uwagę bezpieczeństwo.
Umiejętności i kwalifikacje
Zostanie inżynierem pojazdów autonomicznych wymaga solidnego doświadczenia w informatyce, elektrotechnice lub inżynierii mechanicznej oraz doświadczenia z robotyką, systemami czujników i uczeniem maszynowym.
Zazwyczaj wymagany jest tytuł licencjata w pokrewnej dziedzinie, takiej jak inżynieria komputerowa, inżynieria mechatroniki lub informatyka, wraz z odpowiednim doświadczeniem zawodowym lub stażami.
Niektóre prace mogą wymagać tytułu magistra lub doktora w pokrewnej dziedzinie.
Odpowiedzialność zawodowa
Do obowiązków inżyniera pojazdu autonomicznego może należeć projektowanie i wdrażanie algorytmów oprogramowania, tworzenie i integracja systemów czujników, testowanie i ocena systemów autonomicznej jazdy oraz upewnianie się, że przestrzegają one zasad bezpieczeństwa.
Inżynierowie muszą nadążać za najnowszymi osiągnięciami i trendami w swojej dziedzinie oraz cały czas pracować nad doskonaleniem swoich umiejętności i wiedzy.
Edukacja i trening
Aby zdobyć umiejętności i wiedzę niezbędne do kariery w pojazdach autonomicznych, osoby fizyczne mogą uczęszczać na kursy lub zdobywać stopnie naukowe na uniwersytetach oferujących specjalistyczne programy z zakresu robotyki, mechatroniki lub pojazdów autonomicznych.
Istnieje również wiele kursów i zasobów online, takich jak Coursera, Udacity i edX, które oferują certyfikaty i stopnie naukowe w zakresie inżynierii pojazdów autonomicznych.
Ponadto chodzenie na konferencje i nawiązywanie kontaktów z innymi specjalistami w Twojej dziedzinie może dać Ci cenne spostrzeżenia i pomóc Ci awansować w karierze.
Trendy rynkowe w pojazdach autonomicznych
Oczekuje się, że w ciągu najbliższych kilku lat światowy rynek samochodów autonomicznych znacznie wzrośnie.
W 2020 r. Rynek wyceniono na 76,13 mld USD, a przewiduje się, że do 2030 r. Osiągnie 2161,79 mld USD, przy złożonej rocznej stopie wzrostu (CAGR) na poziomie 40,1% w latach 2021-2030.
Ten wzrost napędza kilka czynników, w tym rozwój inteligentnych miast, rozwój infrastruktury i łączności oraz rosnące zapotrzebowanie na pojazdy autonomiczne.
Segmentacja
Rynek pojazdów autonomicznych można podzielić na segmenty na podstawie kilku czynników, w tym poziomu automatyzacji i typu pojazdu.
- Poziom automatyzacji: na podstawie tego, co potrafią, pojazdy autonomiczne można przypisać do jednej z pięciu kategorii
Poziom 5 jest w pełni samodzielny i nie potrzebuje żadnej pomocy ze strony osoby. Im bardziej zautomatyzowany jest samochód, tym bardziej prawdopodobne jest, że będzie on kosztował dużo pieniędzy. W 2021 r. Segment rynku półautonomicznego stanowił dużą część rynku światowego.
- Typ pojazdu: Rynek pojazdów autonomicznych jest zdominowany przez samochody osobowe, które w 2021 r. Stanowiły większość udziału w rynku.
Rośnie jednak również zapotrzebowanie na autonomiczne ciężarówki i autobusy, szczególnie do użytku w logistyce i transporcie publicznym.
Główne firmy na rynku
Kilka dużych firm przoduje na rynku samojezdnych samochodów.
- Volkswagen AG.
- Korporacja Toyota Motor.
- Firma Motoryzacyjna Forda.
- Firma General Motors.
- Grupa BMW.
- Daimler AG.
- Korporacja Samochodowa Volvo.
- Tesla Inc.
- Audi A.G.
- Honda Motor Co., Ltd.
Firmy te inwestują dużo pieniędzy w badania i rozwój, aby opracować nowe technologie dla pojazdów autonomicznych
Prawdopodobnie będą miały duży wpływ na przyszłość rynku.
Autonomiczne pojazdy podwodne
Autonomiczny pojazd podwodny (AUV) to bezzałogowy, swobodny robot, który może poruszać się pod wodą bez konieczności stałej kontroli osoby na powierzchni.
Pojazdy AUV są często używane do badań oceanicznych, gdzie są wykorzystywane do badań, pobierania próbek i gromadzenia danych.
Operatorzy na statku lub nawet na lądzie mogą je programować lub kontrolować. Niosą różnorodne narzędzia do pobierania próbek i pomiarów, takie jak kamery, sonar i czujniki głębokości.
Moc i mobilność
AUV są zasilane specjalnymi akumulatorami, ogniwami paliwowymi lub panelami słonecznymi, które można ładować, dzięki czemu mogą pracować samodzielnie przez długi czas.
Mogą dotrzeć tam, gdzie łodzie nie mogą, ponieważ mogą wejść na płytszą wodę. To czyni je przydatnymi do eksploracji obszarów, do których większe statki nie mogą dotrzeć.
AUV mają układy napędowe, które pozwalają im szybko i precyzyjnie poruszać się po wodzie.
Aplikacje
AUV są elastyczne i mogą być używane do wielu różnych rzeczy, takich jak:
Pojazdy AUV służą do badania dna morskiego oraz pomiaru jakości, temperatury i zasolenia wody.
Pojazdy AUV mogą być używane do obserwowania wycieków ropy, znajdowania zmian w rafach koralowych i dowiadywania się, skąd pochodzą zanieczyszczenia.
Operacje wojskowe: pojazdy AUV mogą służyć do ochrony przed minami, zbierania danych wywiadowczych i śledzenia okrętów podwodnych.Pojazdy typu AUV są wykorzystywane w przemyśle naftowym i gazowym na morzu do kontroli i konserwacji rurociągów
Są również wykorzystywane w przemyśle morskim do inspekcji kadłubów statków.
Bezpieczeństwo i odpowiedzialność w pojazdach autonomicznych
Wraz ze wzrostem liczby samojezdnych samochodów na drogach pytania o bezpieczeństwo i to, kto jest odpowiedzialny, stały się ważniejsze.
Jeśli zdarzy się wypadek z udziałem pojazdu autonomicznego, może być trudno ustalić, kto ponosi winę i kto powinien zapłacić za szkody.
W różnych miejscach obowiązują różne prawa i zasady dotyczące tego, kto jest odpowiedzialny za wypadek z udziałem pojazdu autonomicznego, i nie ma jeszcze jasnego porozumienia co do tego, w jaki sposób zostanie podjęta decyzja o odpowiedzialności w przypadku wypadku z udziałem pojazdu autonomicznego.
Odpowiedzialność za awarie pojazdów autonomicznych
Gdy autonomiczny samochód ulegnie awarii, producent samochodu może być zmuszony zapłacić za szkody. To dlatego, że wypadek mógł być spowodowany nieostrożnością ze strony zautomatyzowanego systemu jazdy.
Prawo mogłoby powiedzieć, że ludzie, którzy produkują te samochody, są odpowiedzialni za każdy wypadek spowodowany przez zautomatyzowany system jazdy.
Firmy samochodowe, takie jak Volvo, Mercedes i Google, zasugerowały, że poniosą odpowiedzialność, jeśli wypadek zostanie spowodowany przez jeden z ich w pełni autonomicznych samochodów.
Ale ważne jest, aby pamiętać, że jeśli samojezdny samochód ulegnie wypadkowi, może to nie być wina samochodu.
Gdyby inny kierowca zrobił coś takiego, jak przekroczenie prędkości, przejechał na czerwonym świetle lub jechał lekkomyślnie, kierowca samojezdnego samochodu lub sam samochód nie byłby winny.
W takim przypadku, jeśli samojezdny samochód ulegnie wypadkowi, winą może być drugi kierowca za nieostrożność lub właściciel nieruchomości za posiadanie niebezpiecznego obszaru.
Płatności z tytułu ubezpieczenia i odszkodowania
Po wypadku w pojeździe autonomicznym ofiarom może być łatwiej uzyskać pieniądze z ubezpieczenia, ponieważ kierowca prawie nie ponosi już odpowiedzialności.
Jeżeli pojazd autonomiczny ulegnie wypadkowi, odszkodowanie może pokryć producent pojazdu, kierowca pojazdu autonomicznego, strona trzecia lub kombinacja tych stron, w zależności od specyfiki wypadku i przepisów prawa danego kraju. Miejsce, w którym zdarzył się wypadek.
Chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat?
Przypadków użycia
| Stosuje się w: | Opis: |
|---|---|
| Transport osobisty | Samojezdne samochody mogłyby być wykorzystywane do transportu osobistego, więc ludzie nie musieliby sami prowadzić. Może to być szczególnie pomocne dla osób, które nie mogą prowadzić samochodu, są niepełnosprawne lub nie mają dostępu do samochodu. |
| Usługi wspólnych przejazdów | Samojezdne samochody mogłyby być wykorzystywane w usługach takich jak Uber i Lyft, co ograniczyłoby zapotrzebowanie na ludzkich kierowców i mogłoby sprawić, że usługa będzie tańsza dla pasażerów. Transport publiczny: samojezdne samochody mogłyby być wykorzystywane w transporcie publicznym, dzięki czemu byłby on szybszy i bardziej niezawodny bez potrzeby posiadania kierowcy. |
| Dostawa dóbr | Autonomiczne pojazdy mogłyby być wykorzystywane do dostarczania towarów, co ograniczyłoby zapotrzebowanie na ludzkich kierowców i mogłoby przyspieszyć i zaoszczędzić pieniądze na procesie dostawy. |
| Transport przemysłowy | Autonomiczne pojazdy mogłyby być wykorzystywane do przemieszczania towarów w środowiskach przemysłowych, takich jak fabryki, magazyny i porty. Poprawiłoby to wydajność i zmniejszyło ryzyko wypadków. |
| Rolnictwo | Autonomiczne pojazdy mogą być wykorzystywane w rolnictwie do wykonywania czynności takich jak oranie pól, sadzenie nasion i zbieranie plonów. |
| Górnictwo | Autonomiczne pojazdy mogłyby być wykorzystywane w górnictwie do wykonywania takich czynności, jak przewożenie rudy, wiercenie i kopanie, co zmniejszyłoby liczbę wypadków i zwiększyłoby wydajność procesu. Pojazdy autonomiczne mogą być wykorzystywane przez wojsko do takich zadań jak transport, obserwacja i rozpoznanie. |
| Służby ratunkowe | Samochody samojezdne mogłyby być wykorzystywane przez służby ratownicze, takie jak przewożenie rannych do szpitali lub transport środków medycznych. |
Wniosek
Jak widzieliśmy, świat samojezdnych samochodów szybko się zmienia i nadal będzie zmieniał sposób, w jaki będziemy się poruszać w przyszłości.
Ale nie chodzi tylko o technologię; chodzi również o to, jak wpłynie to na społeczeństwo jako całość.
Samochody autonomiczne mogą zmienić sposób, w jaki żyjemy i pracujemy na wiele sposobów, na przykład poprzez ograniczenie ruchu ulicznego i emisji dwutlenku węgla oraz tworzenie nowych modeli biznesowych i możliwości zatrudnienia.
Ale każda nowa technologia wiąże się z własnym zestawem problemów i pytań moralnych.
Zanim w pełni dołączysz do ruchu pojazdów autonomicznych, musisz przemyśleć wiele rzeczy, takich jak odpowiedzialność i ubezpieczenie oraz możliwość utraty miejsc pracy w niektórych dziedzinach.
Jako inżynierowie i przyszli liderzy w tej dziedzinie, do nas należy rozwiązanie tych problemów i pomoc w kształtowaniu przyszłości transportu w sposób, który pomoże wszystkim.
Droga przed nami może być wyboista, ale jeśli mamy właściwe podejście i jesteśmy zaangażowani w innowacje i postęp, możemy uczynić świat bezpieczniejszym, wydajniejszym i bardziej zrównoważonym dla przyszłych pokoleń.
Korzystajmy więc z możliwości i stańmy twarzą w twarz z problemami.
Samojezdne samochody to nie tylko postęp technologiczny; są one również społeczne i od nas zależy, czy pomogą całemu społeczeństwu.
Jako inżynierowie mamy wyjątkową szansę stanąć na czele tej rewolucji i nie powinniśmy tego brać za pewnik.
Mamy wpływ na przyszłość, więc wykorzystajmy ją jak najlepiej.
Podziel się na…
