وقد تطورت المركبات المستقلة ذاتياً، المعروفة أيضاً بالسيارات ذاتية الدفع، بسرعة من الخيال العلمي إلى واقع ملموس خلال العقد الماضي، وتعتمد هذه المركبات على عملية اندماج متطورة للمستشعرات، والاستخبارات الاصطناعية، والمقاييس المعقدة، من أجل تصور بيئتها واتخاذ القرارات، والتنقل دون تدخل بشري، وتبرز ملامح التكنولوجيا قدرتها على الحد بشكل كبير من حوادث المرور التي يزيد فيها سوء الحركة عن 90 في المائة.

فهم مستويات الاستقلال الذاتي

ومن الضروري، في إطار المناقشة، فهم التصنيف الموحد الذي تحدده الرابطة الدولية للسيارات في معيارها J3016، ويحدد هذا التصنيف ستة مستويات من التشغيل الآلي للسيارات من المستوى صفر (لا آلية) إلى المستوى الخامس (العمل الآلي الكامل في جميع الأحوال) وتراعي معظم مركبات المستهلكين على الطريق اليوم المستوى 1 (مثلاً، التحكم في الرحلات السياحية التكيفية) أو المستوى 2 (مثلاً، قدرات قيادة السيارات من المستوى الأول إلى الثاني).

التقدم التكنولوجي الأخير

تكنولوجيا الاستشعار

وعلى مدى السنوات العديدة الماضية، حققت أجهزة الاستشعار خطوات ملحوظة. Lidar] (الكشف عن الأجسام ذات التردد العالي والارتفاع)

الاستخبارات الفنية والتعلم الآتي

وقد كان هذا العامل هو المحرك الرئيسي للتقدم، فالشبكات العصبية العميقة، ولا سيما الشبكات العصبية التي تواجه صعوبات في معالجة الصور والمحولات للبيانات المتتابعة، تستخدم في الكشف عن الأجسام وتصنيفها وتتبعها والتنبؤ بها، كما أن نظماً مثل كومة التصور التي تستخدمها وايمو لا يمكن أن تحدد فقط المركبات والمشاة ولكن أيضاً علامات التحقق على الطرق، وأضواء المرور، ومناطق البناء، بل وحتى نماذج الوصلات التي تُعدَّ بها موظفون.

حواسيب البرمجيات الصلبة

إن المطالب الحسابية للسيارات المستقلة في الوقت الحقيقي هائلة، وتتحمل المركبات المستقلة الحديثة وحدات حاسوبية متعددة الأداء، وغالبا ما تكون مجهزة بوحدة تحديد المواقع أو مسرعات مصممة خصيصا لهذه العملية، وتضع بيانات الاستشعار في الثانية، وتضع شركات مثل NVIDIA مع منابرها للحركة أورين/ثور، وتضع موبيلي في رقائقها المصممة من المستوى 26.

التحديات الهندسية

ارتشـاء الحسـاس وتصوره

وفي حين أن أجهزة الاستشعار الفردية قد تحسنت، فإن التحدي المتمثل في الجمع بين نواتجها وبين تمثيل متماسك وموثوق للبيئة لا يزال هائلاً، إذ أن أجهزة الاستشعار لديها مواطن قوة ومواطن ضعف مختلفة: فالكاميرات ممتازة للنسيج واللون ولكنها تكافح في ظروف الطقس المعاكسة؛ والليدار يوفر عمقاً دقيقاً ولكن يتحلل في الأمطار الغزيرة أو الثلوج؛ والتحكم في الطقس الرادار ولكن يجب أن يصلح لتسوية المنازعات.

صنع القرار في البيئات المعقدة

ويستلزم النقل البحري اتخاذ قرارات مستمرة دون شك، إذ يجب أن تتنبأ المركبات المستقلة بسلوك مستخدمي الطرق الآخرين - قد يغير السائقون البشريون الممرات دون الإشارة إلى ذلك، وقد يؤدي الراكون إلى انحراف النظائر في كل نظام من نماذج التسرع، ويستخدمون نماذج متعددة من أدوات البحث الافتراضية.

السلامة، إعادة الشمل، التقييم

فالأنظمة ذات القدرة الذاتية يجب أن تكون آمنة بما لا يدع مجالا للشك، مهمة أكثر تعقيدا من سلامة المركبات التقليدية، وتتبع هذه الصناعة سلامة التشغيل المقصود [SOTIF] ، وهي عملية متغيرة، إلى جانب السلامة الوظيفية (ISO 21448)، وهذا يتطلب تحديد سيناريوهات خطرة لكلاهما (مثلا، الحد من الجسم).

رسم الخرائط والتحكيم المحلي

وتعتمد المركبات ذات الاستقلال الذاتي )المستوى ٤ و ٥( على خرائط عالية التحديد تحتوي على معلومات على مستوى سنتيمتر عن قياسات الطرق، وعلامات المرور، وعلامات المرور، وعلامات النقل الثلاثية الأبعاد، وتوضع هذه الخرائط باستخدام مركبات المسح المجهزة بالليدرات والكاميرات، وأجهزة تحديد المواقع، ويجب تحديثها في كثير من الأحيان مع تغير ظروف الطرق.

الاعتبارات التنظيمية والأخلاقية

القوانين والمعايير المتطورة

أما الأطر التنظيمية في مختلف البلدان فتستمر في المواكبة للتكنولوجيا، ففي الولايات المتحدة أصدرت الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة مبادئ توجيهية طوعية ولكنها لم تضع بعد معايير أمان اتحادية شاملة للمركبات المستقلة، كما أن دولا مثل كاليفورنيا وأريزونا وتكساس قد وضعت أسساً للاختبار، وكل منها لها شروط خاصة بالترخيص بالعمليات والإبلاغ، وفي أوروبا، اعتمدت اللجنة الاقتصادية لأوروبا التابعة للأمم المتحدة لوائح بشأن نظاماً للقبول على المستوى الثالث.

صنع القرار الأخلاقي

ربما أكثر الأسئلة إثارة للنقاش هي كيف أنّه يجب أن تتصرف المركبة ذاتياً في سيناريوهات الحوادث التي لا يمكن تجنبها، ما يسمى بـ "مشكلة الغضب" التي تُطبّق على القيادة،

أمن الفضاء الحاسوبي وخصوصية البيانات

(ب) كما هو متصل، مركبات محددة بالبرمجيات، السيارات المستقلة هي أهداف محتملة للهجمات الإلكترونية، يمكن أن يحاول الفاعل الخبيث السيطرة على السيارة، بيانات الاستشعار الفاسد، أو سرقة بيانات حساسة، وعواقب الهجوم الناجح، هي عوامل كارثية، لتخفيف المخاطر، تصميم المهندسين المصممين على أساس وحدات أمن المعدات، وآليات تحديث المعلومات عن طريق البنية التحتية العامة، وشبكة الإفصاح

الهياكل الأساسية والترابط

أما المركبات المستقلة فتتمثل في عدم وجود أي نشاط في مجال النقل، بينما تتوقف هذه المركبات على الهياكل الأساسية.

التوقعات المستقبلية

ورغم التحديات الهائلة، فإن مسار المركبات المستقلة ذاتياً لا يزال إيجابياً، وإن كان له جدول زمني أكثر غرابة من بعض التنبؤات المبكرة، كما أن نظامي " وايمو " المستقلين تماماً (لا سائقي أمان) في شركة فينيكس وسان فرانسيسكو يبرهنان على أن عمليات المستوى الرابع قابلة للتطبيق في مناطق جغرافية معينة ذات ظروف مواتية، وقد عملت شركة " روبوتات " تجارية في سان فرانسيسكو، وفي الوقت نفسه، تزايدت نماذج " " " " " " " شركة " أبليتيماجيت " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "

من المحتمل أن نشهد انتشار السيارات المستقل يتوسع أولاً في بيئات خاضعة للمراقبة الصارمة: المناطق الحضرية التي تتميز بالجوازات المخصصة للشاحنات المستقلة على الطرق السريعة، وطرق المكوك ذات السرعة المنخفضة على مناطق المعسكرات أو وسط المدينة، وملكية المستهلك للمركبات المستقلة تماماً لا تزال بعيدة، نظراً للعقبات المتعلقة بالتكلفة والتنظيم، ومع ذلك، فإن التقدم التراكمي في أجهزة الاستشعار، والمنافسة، وأجهزة الاستطلاع، مع الدروس المستفادة من عمليات النشر المبكر

For further reading on autonomous vehicle safety standards, visit the NHTSA Automated Vehicles page. For the latest on sensor fusion techniques, refer to the ]IEE Spectrum autonomous vehicles topic. For ethical guidelines, see the Electronic Systemse