Революция беспилотных автомобилей захватила мир штурмом, и такие компании, как Google и Tesla, пытаются заполучить часть рынка.
Но что это значит для будущего транспорта и, что более важно, для инженеров будущего?
По мере того, как мир вступает в новую эру транспорта, студенты инженерных специальностей и профессионалы должны понимать технологию, лежащую в основе беспилотных автомобилей, и то, что она означает для будущего.
Итак, давайте пристегнемся и окунемся в мир беспилотных автомобилей, где дорога впереди полна новых идей и возможностей.
Понимание автономных транспортных средств
Формальное определение:
Транспортное средство, которое способно планировать свой путь и выполнять свой план без вмешательства человека.
Беспилотный автомобиль идеален, если вы слишком устали, чтобы водить машину, или просто хотите вздремнуть по дороге на работу. Просто расслабьтесь и позвольте машине делать все. Кто смотрел этот выпуск шоу "Южный парк"?
Хорошо, вернемся к объяснению:
Автономное транспортное средство — это автомобиль с датчиками, камерами, радаром и искусственным интеллектом (ИИ), которые позволяют ему работать без помощи человека.
Эта технология представляет собой комбинацию бортового и удаленного аппаратного и программного обеспечения, которое может управлять транспортным средством без физического контроля или наблюдения со стороны человека-оператора.
Технология автономных транспортных средств может сделать автомобили более безопасными, уберечь людей от травм и даже спасти жизни. Но есть еще много проблем, которые необходимо решить, прежде чем полностью автономные транспортные средства смогут использоваться большинством людей.
Уровни автономных транспортных средств
В зависимости от того, что они могут делать, автономные транспортные средства делятся на пять уровней.
Вот список уровней:
- Уровень 0: Водитель отвечает за все, что связано с вождением автомобиля.
- Уровень 1: В автомобиле есть одна автоматизированная система, например, круиз-контроль или помощь в сохранении полосы движения, но за все остальное отвечает водитель.
- Уровень 2: В автомобиле есть две или более автоматические системы, которые работают вместе, например, адаптивный круиз-контроль и помогают оставаться в своей полосе движения.
- Водитель по-прежнему отвечает за то, чтобы следить за автомобилем и брать на себя управление, если это необходимо.
- Уровень 3: Автомобиль может взять на себя большую часть вождения, но водитель должен быть готов взять на себя управление в любое время, если автомобиль попросит его об этом.
- Уровень 4: Транспортное средство может управлять собой в определенных ситуациях и не нуждается в помощи человека. Но у автомобиля все еще может быть руль и педали, которыми при необходимости может пользоваться водитель-человек.
- Уровень 5: Транспортное средство полностью автономное и не нуждается в помощи человека.
Подробнее об уровнях автоматизации:
https://en.wikipedia.org/wiki/Self-driving_car
Текущее состояние автономных транспортных средств
В тот момент, когда я пишу это, в Cоединенных Штатах нет полностью автономных транспортных средств, которыми можно управлять на законных основаниях.
Однако есть транспортные средства, которые лишь частично являются самоуправляемыми. Например, некоторые из них имеют адаптивный круиз-контроль и помогают оставаться в своей полосе движения.
Автопроизводители и технологические компании работают над тем, чтобы в ближайшее время сделать полностью беспилотные автомобили доступными для широкой публики.
Технология автономных транспортных средств
Автономные транспортные средства используют различные технологии, чтобы ощущать свое окружение и принимать решения.
Вот некоторые из технологий, которые используются в беспилотных автомобилях:
- Датчики: автономные транспортные средства используют камеры, радар и LiDAR, среди других датчиков, чтобы видеть и понимать свое окружение.
- Искусственный интеллект: автономные транспортные средства анализируют данные датчиков и принимают решения на основе сложных алгоритмов и систем машинного обучения.
- Картографирование: используя информацию со своих датчиков, беспилотные автомобили составляют и отслеживают карту своего окружения.
Автономные автомобили могут считывать дорожные знаки и разметку с помощью технологии камеры.
Cистемы обнаружения света и определения дальности (LiDAR) используются беспилотными автомобилями для создания трехмерной карты своего окружения.
Проблемы для автономных транспортных средств
Прежде чем начать массовое производство беспилотных автомобилей, необходимо решить несколько проблем. Cреди этих проблем:
- Достижения в области технологий: необходимы дополнительные достижения в области ИИ и сенсорных технологий, чтобы сделать автономные транспортные средства более безопасными и надежными.
- Окружающая среда: автомобили с автоматическим управлением должны быть в состоянии безопасно работать в различных погодных условиях, таких как дождь и снег.
- Регулирование: в настоящее время нет федеральных правил для беспилотных автомобилей, и в каждом штате есть свой способ регулирования их использования.
- Ответственность за аварию: неясно, кто будет виноват, если автономный автомобиль попадет в аварию.
Это сложная юридическая проблема, которую необходимо решить, прежде чем можно будет начать массовое производство.
Cоздание автономных транспортных средств
Чтобы сделать автомобиль, который едет сам, необходимо сделать как программные, так и аппаратные части.
Программный компонент требует знаний в области компьютерных наук, машинного обучения и глубокого обучения для создания инструкций по вождению на основе датчиков и входных данных.
Аппаратная часть требует, чтобы датчики, камеры и другие детали были собраны вместе, чтобы инструкции по вождению можно было выполнять в реальном автомобиле.
Кроме того, автономным транспортным средствам требуется сложный программный стек для всех автономных функций, таких как обнаружение и идентификация объектов.
При размещении беспилотных автомобилей на дорогах общего пользования необходимо также учитывать безопасность.
Навыки и квалификация
Чтобы стать инженером по автономным транспортным средствам, требуется большой опыт в области компьютерных наук, электротехники или машиностроения, а также опыт работы с робототехникой, сенсорными системами и машинным обучением.
Как правило, требуется степень бакалавра в смежной области, такой как вычислительная техника, мехатроника или информатика, а также соответствующий опыт работы или стажировки.
Для некоторых вакансий может потребоваться степень магистра или доктора наук в смежной области.
Рабочие обязанности
В обязанности инженера по автономным транспортным средствам может входить разработка и внедрение программных алгоритмов, создание и интеграция сенсорных систем, тестирование и оценка автономных систем вождения, а также обеспечение соблюдения ими правил безопасности.
Инженеры должны идти в ногу с последними разработками и тенденциями в своей области и постоянно работать над улучшением своих навыков и знаний.
Образование и обучение
Чтобы получить необходимые навыки и знания для карьеры в автономных транспортных средствах, люди могут пройти курсы или получить степень в университетах, которые предлагают специализированные программы в области робототехники, мехатроники или автономных транспортных средств.
Cуществует также множество онлайн-курсов и ресурсов, таких как Coursera, Udacity и edX, которые предлагают сертификаты и степени в области разработки автономных транспортных средств.
Кроме того, участие в конференциях и установление контактов с другими профессионалами в вашей области могут дать вам ценную информацию и помочь вам продвинуться по карьерной лестнице.
Тенденции рынка автономных транспортных средств
Ожидается, что в ближайшие несколько лет мировой рынок беспилотных автомобилей значительно вырастет.
В 2020 году рынок оценивался в 76,13 миллиарда долларов, и, по прогнозам, к 2030 году он достигнет 2 161,79 миллиарда долларов, а совокупный годовой темп роста (CAGR) составит 40,1% в период с 2021 по 2030 год.
Этот рост обусловлен несколькими факторами, в том числе продвижением умных городов, развитием инфраструктуры и связи, а также растущим спросом на автономные транспортные средства.
Cегментация
Рынок автономных транспортных средств можно сегментировать на основе нескольких факторов, включая уровень автоматизации и тип транспортного средства.
- Уровень автоматизации: в зависимости от того, что они могут делать, автономные транспортные средства можно отнести к одной из пяти категорий.
Уровень 5 полностью автономен и не нуждается в помощи человека. Чем более автоматизирован автомобиль, тем выше вероятность того, что он будет стоить больших денег. В 2021 году полуавтономный сегмент рынка составлял большую часть мирового рынка.
- Тип транспортного средства: на рынке автономных транспортных средств преобладают легковые автомобили, на долю которых в 2021 году приходилась большая часть рынка.
Однако также растет спрос на автономные грузовики и автобусы, особенно для использования в логистике и общественном транспорте.
Крупнейшие компании на рынке
Несколько крупных компаний лидируют на рынке беспилотных автомобилей.
- Фольксваген АГ.
- Тойота Мотор Корпорейшн.
- Компания Форд Мотор.
- Компания Дженерал Моторс.
- Группа БМВ.
- Даймлер АГ.
- Автомобильная корпорация Вольво.
- Тесла Инк.
- Ауди АГ.
- Хонда Мотор Ко., Лтд.
Эти компании вкладывают много денег в исследования и разработки, чтобы разработать новые технологии для автономных транспортных средств.
Вероятно, они окажут большое влияние на будущее рынка.
Автономные подводные аппараты
Автономный подводный аппарат (AUV) — это беспилотный, непривязанный робот, который может перемещаться под водой, не нуждаясь в постоянном контроле со стороны человека на поверхности.
AUV часто используются для исследований в океане, где они используются для обследования, взятия проб и сбора данных.
Операторы на корабле или даже на суше могут программировать их или управлять ими. Они несут различные инструменты для отбора проб и съемки, такие как камеры, гидролокаторы и датчики глубины.
Мощность и мобильность
AUV питаются от специальных батарей, топливных элементов или солнечных батарей, которые можно заряжать, поэтому они могут работать самостоятельно в течение длительного периода времени.
Они могут идти туда, куда лодки не могут, потому что они могут заходить на мелководье. Это делает их полезными для исследования областей, куда большие корабли не могут заходить.
У AUV есть двигательные установки, которые позволяют им быстро и точно перемещаться по воде.
Приложения
AUV являются гибкими и могут использоваться для самых разных целей, таких как:
AUV используются для исследования морского дна и измерения качества, температуры и солености воды.
AUV можно использовать, чтобы следить за разливами нефти, находить изменения в коралловых рифах и выяснять, откуда исходит загрязнение.
Военные операции: AUV можно использовать для защиты от мин, сбора разведданных и отслеживания подводных лодок.AUV используются в морской нефтегазовой отрасли для осмотра и обслуживания трубопроводов.
Они также используются в судоходной отрасли для проверки корпусов судов.
Безопасность и ответственность в автономных транспортных средствах
По мере роста числа беспилотных автомобилей на дорогах все более важными становятся вопросы безопасности и ответственности.
Eсли происходит авария с автономным транспортным средством, может быть сложно понять, кто виноват и кто должен возместить ущерб.
В разных местах действуют разные законы и правила о том, кто несет ответственность за аварию с участием автономного транспортного средства, и еще нет четкого соглашения о том, как будет решаться вопрос об ответственности в случае аварии с участием автономного транспортного средства.
Ответственность за аварии автономных транспортных средств
Когда автономный автомобиль попадает в аварию, производителю автомобиля, возможно, придется заплатить за ущерб. Это связано с тем, что авария могла быть вызвана небрежностью со стороны автоматизированной системы вождения.
В законе можно было бы сказать, что люди, которые производят эти автомобили, несут ответственность за каждую аварию, вызванную автоматизированной системой вождения.
Автомобильные компании, такие как Volvo, Mercedes и Google, намекнули, что они будут нести ответственность, если авария будет вызвана одной из их полностью автономных машин.
Но важно помнить, что если беспилотный автомобиль попадает в аварию, это может быть не вина автомобиля.
Eсли другой водитель совершил что-то вроде превышения скорости, проехал на красный свет или вел машину неосторожно, водитель беспилотного автомобиля или сам автомобиль не будут виноваты.
В этом случае, если беспилотный автомобиль попадает в аварию, другой водитель может быть виноват в невнимательности или владелец собственности может быть виноват в наличии опасной зоны.
Cтраховые выплаты и убытки
После аварии с автономным транспортным средством пострадавшим может быть проще получить страховые деньги, потому что водитель почти больше не несет ответственности.
Eсли автономное транспортное средство попадает в аварию, ущерб может быть возмещен производителем транспортного средства, водителем автономного транспортного средства, третьей стороной или комбинацией этих сторон, в зависимости от специфики аварии и законов страны. Место, где произошла авария.
Хотите узнать больше по теме?
Cлучаи использования
| Используется в: | Описание: |
|---|---|
| Личный транспорт | Беспилотные автомобили можно было бы использовать для личного транспорта, чтобы людям не приходилось водить машину самостоятельно. Это может быть особенно полезно для людей, которые не умеют водить машину, имеют инвалидность или не имеют доступа к машине. |
| Услуги по совместному использованию | Беспилотные автомобили можно было бы использовать для таких услуг, как Uber и Lyft, что сократит потребность в водителях-людях и удешевит обслуживание пассажиров. Общественный транспорт: беспилотные автомобили можно использовать в качестве общественного транспорта, что сделает его более быстрым и надежным без водителя. |
| Доставка товара | Автономные транспортные средства могут использоваться для доставки товаров, что сократит потребность в водителях-людях и ускорит и сэкономит деньги на процессе доставки. |
| Промышленные перевозки | Автономные транспортные средства могут использоваться для перемещения товаров в промышленных условиях, таких как фабрики, склады и порты. Это повысит эффективность и снизит риск несчастных случаев. |
| сельское хозяйство | Автономные транспортные средства можно было бы использовать в сельском хозяйстве, чтобы вспахивать поля, сажать семена и собирать урожай. |
| Добыча | Автономные транспортные средства могут использоваться в горнодобывающей промышленности для перевозки руды, бурения и копания, что сократит количество несчастных случаев и сделает процесс более эффективным. Автономные транспортные средства могут использоваться военными для выполнения таких задач, как транспорт, наблюдение и разведка. |
| Аварийные службы | Беспилотные автомобили можно использовать для аварийно-спасательных служб, таких как доставка раненых в больницы или транспортировка медикаментов. |
Заключение
Как мы уже видели, мир беспилотных автомобилей быстро меняется и будет продолжать менять то, как мы передвигаемся в будущем.
Но дело не только в технологии; это также о том, как это повлияет на общество в целом.
Беспилотные автомобили могут во многом изменить наш образ жизни и работы, например, сократить трафик и выбросы углекислого газа, а также создать новые бизнес-модели и возможности трудоустройства.
Но каждая новая технология сопряжена со своим набором проблем и моральных вопросов.
Прежде чем полностью присоединиться к движению автономных транспортных средств, нужно подумать о многих вещах, таких как ответственность и страхование, а также возможность потери рабочих мест в определенных областях.
Как инженеры и будущие лидеры в этой области, мы должны решать эти проблемы и помогать формировать будущее транспорта таким образом, чтобы он помогал всем.
Путь вперед может быть трудным, но если у нас будет правильное отношение и приверженность инновациям и прогрессу, мы сможем сделать мир более безопасным, более эффективным и более устойчивым для будущих поколений.
Так давайте же воспользуемся возможностями и встретим проблемы лицом к лицу.
Беспилотные автомобили — это не просто технологический прогресс; они также являются социальными, и мы должны убедиться, что они помогают обществу в целом.
У нас, как у инженеров, есть уникальный шанс оказаться в авангарде этой революции, и мы не должны воспринимать это как должное.
У нас есть контроль над будущим, поэтому давайте максимально использовать его.
Поделись…
