Table of Contents
وقد أدت التطورات الأخيرة في الخوارزميات الآلية إلى إعادة تشكيل قدرات المركبات المستقلة العاملة في البيئات الحضرية المعقدة، حيث إن المدن تنمو الكثافة، وأكثر دينامية، وتزايد تعدد الوسائط، والطلب على نظم مستقلة يمكنها أن تبحر في الشوارع المكتظة بأمان وكفاءة، والآفات غير المتوقعة، والشققات المعقدة للطرق لم تكن أبدا أعلى.
تعقيد عملية التعبئة الحضرية للنظم المستقلة
وتشكل القيادة الحضرية مشكلة أصعب من أن تهتز الطريق السريع، فالبيئة غنية بالوكلاء المتحركين، وبالإشارة الغامضة، والظروف السريعة التغير التي تضغط على كل عنصر من عناصر نظام الحكم الذاتي، وخلافا للطرق السريعة، التي تكون فيها علامات الممر واضحة، وتدفقات المرور في اتجاه واحد، تتطلب شوارع المدن مفاوضات مستمرة مع الأعاصير، والزوار، والآلات الجاهزة، والمركبات ذات الإطار المزدوج، والجهات المستجيبة لحالات الطوارئ.
مستعملو الطرق غير القابلين للتنبؤ
ولا يزال المشاة أحد أكثر العناصر تحدياً للتصورات والتنبؤات، ولا تخضع تحركاتهم بدقة لقواعد المرور؛ ويمكن للشخص أن يبتعد فجأة عن الرصيف أو يغير اتجاه منتصف الطريق أو يخرج من خلف شاحنة متوقفة، فالأطفال والمركبات الأليفة غير مستقرة بشكل خاص، ويجب أن تتصور نماذج التنبؤ المتقدمة وجود عدة نوايا ممكنة في وقت واحد، باستخدام أدوات مثل مرشدي الرأس، وملصقات الطرق، إضافة إلى ذلك.
المفاوضات المتعلقة بالاتجار والتقاطع
فالتقاطعات الحضرية هي المناطق الأكثر تعرضا للخطر بالنسبة للمركبات المستقلة، إذ أن عبور خطوط المرور المتعددة، وتحول حركة المرور، وإضاءة المرور، والعلامات، والعلامات اليسرى غير المحمية، يجب أن تتخذ المركبة قرارات منقسمة إلى الثانية تكون آمنة ومقبولة اجتماعيا، ولا يقتصر التحدي على إطاعة قوانين المرور فحسب، بل أيضا على نقل الحالات الغامضة، مثل عندما تتحول موجات السائقين إلى أشباح اجتماعية أو عندما تؤدي إلى دوامة غير متوقعة.
ظروف الطقس والإضاءة العكسية
وقد تفرقت عائدات الدرك بسبب التهطال، وتفقد الكاميرات التناقض في ضوء الشمس أو ضوء الشمس المباشر المنخفض، ويمكن أن تخلط الرادار بالأشياء المعدنية، كما أن طقس الأنفاق يغير الاحتكاك السطحي للطرق، ويقلل من السلوك البرفيزي، ويحتاج نظام التكييف الآلي إلى نماذج قوية للتكييف.
مناطق التشييد والتغييرات المؤقتة في الطرق
وتشكل مناطق البناء هدفا متحركا: يمكن أن تظهر بين عشية وضحاها، وأن تغير تشكيلات الممرات، وأن تستحدث علامة أو حواجز جديدة، وأن تضع خطا للتصور العام يفسّر بشكل صحيح البراميل البرتقالية المؤقتة، والعمال الذين يحملون سترات عكسية، وأن علامات الممرات المتغيّرة لا تزال مشكلة بحثية كبيرة، إذ تحتفظ نظم مستقلة كثيرة بخارطة عالية التعريف يجري تحديثها بانتظام، ولكن البناء غير المتوقع يتطلب وجود أسباب جديدة وإعادة تخطيطها.
التحسينات الأساسية في مجال المقاييس
وتنجم القفزات الأخيرة في الأداء الآلي الحضري عن عدة أوجه تقدم كيميائي مترابطة، وتؤثر هذه التحسينات على كل مرحلة من مراحل الحزمة الذاتية، بدءاً من تجهيز بيانات الاستشعار الخام إلى اتخاذ القرارات على مستوى رفيع.
زيادة الحس: زيادة بسيطة في حجم البيانات
فخطوط الأنابيب المجهزة بالأجهزة الاستشعارية المبكرة تجمع بين النواتج من الليدار والرادار والكاميرات على مستوى خاص، وتدمج النُهج الحديثة البيانات على مستويات متعددة، وكثيرا ما تستخدم هياكل المحول التي يمكن أن تُستخدم في الأنماط المكانية والزمنية عبر الطرائق، مثلا، يمكن للمحول أن يربط بين سحابات نقطة السطو والصور المصورة لإنشاء تمثيل موحد، ثم يستخدم الاهتمام عبر الوسائط لمعرفة أن الظل في صورة كاميرا يتوافق مع العودة النهائية.
التعلم العميق من أجل التصور والمنع
شبكات الزبيب الروحية تبقى مجموعة عمل للتصورات القائمة على الصور لكن البنايات الحديثة مثل متحولي البصر و(كونفنيكست) قد دفعت الدقة في الكشف
التخطيط والتحكم في الوقت الحقيقي
فالتخطيط للمسار الحضري يجب أن يكون تفاعلياً ومتداولاً، إذ أن المخططين الهرميين يفصلون مسارات طويلة الأجل عن المناورات القصيرة الأجل، مثلاً، قد يختار مخططاً رفيع المستوى مساراً لتجنب التقاطع المزدحم، بينما يتعامل مخططاً متدني المستوى مع التغيرات في المسارات وتجنب العقبات.
النهج الرائدة في مجال الصناعة والبحث
وقد قامت عدة شركات ذاتية الدفع وأفرقة بحثية بدور رائد في استراتيجيات تقنية متميزة للملاحة الحضرية، ويكشف فهم نُهجها عن اتساع نطاق الابتكار الافتراضي الجاري.
التعليم من نهاية إلى نهاية العام ضد خطوط الأنابيب الموحدة
مناقشة طويلة الأمد في الحكم الذاتي هي ما إذا كان يجب بناء خط أنابيب نموذجي (التوقعات، التخطيط، المكافحة) أو شبكة عصبية من نهاية إلى نهاية، ترسم مدخلات الاستشعار الخام مباشرة للقيادات الموجهة والقوارب المتعثرة، خطوط الأنابيب الحديثة أكثر تفسيراً، ولكن من الأسهل التخلص منها، ولكن التمثيل الوسيط المصمم يدوياً قد يفقد المعلومات
دراسة حالة:
"وايمو" ، رائد في القيادة المستقلة "عملت خدمة لا تعمل" "في أجزاء من "فينيكس و سان فرانسيسكو" "يعتمد نهجها على خرائط عالية الدقة" "وتكون لديها شروح كبيرة" "وخطات متحركة"
دراسة حالة: نهج رؤية تيسلا - أساس الرؤية
(تيسلا) قد سلك طريقاً مختلفاً بشكل جذري، برنامجها الخاص بالحفر الذاتي يعتمد حصراً على الكاميرات، بدون أي سطو أو رادار، ويستخدم النظام شبكة عصبية تدعى (هايدرانيت) تُجري ثمانية كاميرا في وقت واحد، وتُعرض الملامح في مكان "نظرة عين الطيور"
الأثر على التنقل والسلامة في المناطق الحضرية
وقد بدأت التحسينات الفوقية التي وصفت في ترجمة إلى منافع ملموسة للمدن والسكان، وفي حين أن التنقل المستقل بشكل كامل لم يصل بعد، فإن النشر المبكر والبرامج التجريبية توفر معلومات عن الأثر المحتمل.
الحد من الحوادث وكفاءة المرور
وتشير البيانات الأولية المستمدة من عمليات المركبات المستقلة في سان فرانسيسكو إلى أن المركبات التي لا تحمل أي سائق لديها معدلات منخفضة من الاصطدامات في الفشل مقارنة بالسائقين البشريين، رغم أنها قد تكون ضالعة في حوادث ذاتية أقل بسبب القيادة الحذرة، وأن المقاييس التي تحجب باستمرار الحدود القصوى للسرعة، وتتجنب الإهدارات، وتحافظ على مسافات آمنة يمكن أن تقلل من حدة التحطمات.
إمكانية الوصول والإنصاف
فالمركبات المستقلة ذاتياً تعد بتحسين تنقل الأشخاص الذين لا يستطيعون القيادة بسبب السن أو العجز أو الدخل، وفي المناطق الحضرية، يمكن أن تؤدي خدمات التقاط المركبات التي تصبح مستقلة تماماً إلى خفض تكلفة الرحلات وتوسيع نطاق التغطية الذاتية لتشمل الأحياء التي لا تحظى بخدمات كافية، غير أن هناك خطراً بأن تخدم هذه الخدمات أساساً المناطق الغنية، مما يؤدي إلى تفاقم أوجه عدم المساواة القائمة في النقل، ويجب النظر في نماذج التحرر من الفقر:
الاتجاهات والتحديات المستقبلية
وعلى الرغم من التقدم السريع، لا تزال هناك عقبات خطيرة عديدة أمام أن تتمكن المركبات المستقلة من السيطرة حقا على البيئة الحضرية، وتستهدف الجهود الجارية في مجال البحث والتطوير هذه المناطق.
مركبة إلى كل شيء (V2X)
يمكن أن يتبادل الإتصالات بين المركبات وأجهزة المرور وعلامات الطرق ومركبات أخرى وحتى سماعات المشاة الذكية هذا يمكن أن يوفر نظاماً مستقلاً بمعلومات لا يمكن للمستشعرين اكتشافها بسهولة مثل مرحلة الضوء المروري وتوقيت المرور قبل أن تكون واضحة أو نية من مركبة قريبة مخبأة خلف المبنى، وتحديات التوحيد وتكاليف البنية التحتية قد تباطأت النشر، ولكن العديد من المدن تُعدّل أجهزة التفّي.
حاسبة وحسابات على متن الطائرة
القيادة الحضرية في الوقت الحقيقي تتطلب قوة حسابية هائلة، الاتجاه نحو بناء رقائق AI من أجل الغرض، ومنابر حاسوبية حافة يمكن أن تدير شبكات عصبية كبيرة ذات مرونة منخفضة، وتستفيد شركات مثل شبكة NVIDIA، و Qualcomm، و Mobileye من تطوير بنية محددة للمجالات (مثلاً، تشاطر وكالة الأمن القومي وشركة Tor، نماذج الأداء في مولي)
التأمين على السلامة والسلامة
كيف تثبت أن مركبة مستقلة آمنة بما فيه الكفاية للشوارع الحضرية؟ إن الصناعة تتحرك نحو الاختبارات القائمة على السيناريوهات والمحاكاة مع فهرس للحوادث، ويستلزم التحقق الدقيق من ملايين السيناريوهات الاختبارية التي تغطي جميع حالات المرور المحتملة، من طفل يطارد الكرة إلى الشارع إلى عاصفة مفاجئة، كما أن الأساليب الرسمية، مثل التحقق من قوة الشبكة العصبية، لا تزال تستكشف لضمان السلامة الحضرية.
خاتمة
وتسير التطورات في الخوارزميات الآلية للبيئات الحضرية المعقدة بوتيرة ملحوظة، إذ إن الانتقال المبكر في مدن مثل فينكس وسان فرانسيسكو وبيجين، من خلال تحسين عملية الصمامات وتوقعات التعلم العميق إلى التخطيط للوعي الاجتماعي وإدماج حركة السيارات في الثانية عشرة، فإن لبنات البناء الخاصة بالمركبات المستقلة في المناطق الحضرية الآمنة والممكنة، وتزداد سرعة الانتشار في المدن مثل فينكس وسان فرانسيسكو وبيجين، تدل على أن التكنولوجيا يمكن أن تعالج أغلبية حالات الانتقال المتعادلة.