مستقبل المركبات المستقلة وتأثيرها على تنمية المنتجات

مقدمة: ثورة المركبات المستقلة

إن تطوير المركبات المستقلة يؤدي بسرعة إلى تغيير صناعة السيارات وإعادة تشكيل مستقبل النقل، كما أن التقدم في الاستخبارات الاصطناعية، وتكنولوجيا الاستشعار، والتعلم الآلي، يتيح للمركبات أن تتصور بيئتها، وتتخذ قرارات معقدة، وتعمل بأقل قدر ممكن من التدخل البشري، وهذا التحول لا يعد فقط بتحسين السلامة على الطرق، والحد من اكتظاظ حركة المرور، بل أيضاً يغير جوهرياً كيف تُعد المنتجات بالتكافل، وتُصَمَمَدُلُ الابتكارات إلى الأسواق.

فهم الاستقلال الذاتي: من تقديم المساعدة إلى تقديم المساعدة الذاتية الكاملة

ومن الضروري، من أجل إدراك الأثر على تطوير المنتجات، فهم الإطار المشترك لتصنيف التشغيل الآلي للمركبات، حيث تحدد جمعية المهندسين الآليين ست مستويات من التشغيل الآلي للسيارات تتراوح من المستوى صفر (لا آلية) إلى المستوى الخامس (التشغيل الآلي الكامل في جميع الظروف)، وتضع معظم المركبات على الطريق اليوم نظما من المستوى 1 أو المستوى 2، مثل مراقبة الرحلات الجوية التكيفية والمساعدة على صيانة المركبات.

الحالة الراهنة لتطوير المركبات المستقلة

وهناك مركبات ذاتية ذاتية تعمل حاليا على اختبارات متقدمة ومراحل محدودة للانتشار على الصعيد العالمي، وتقود شركات مثل تيسلا ووايمو وأوبر الشحنة، وتدمج تكنولوجيا القذائف المضادة للمركبات في أساطيلها، وتجمع بيانات العالم الحقيقي، على سبيل المثال، خدمة مستقلة تماما في مجال النقل في أجزاء من فونكس، أريزونا، باستخدام مزيج من الليدر، والرادار، وصانعي الصور.

شركات التكنولوجيا الرئيسية ودورها

فإلى جانب حركة السيارات، فإن العملاق التكنولوجي والبدئيات ذات أهمية محورية في النظام الإيكولوجي للمركبات، وكثيرا ما تعتبر طريقة ألفابيت هي القائدة في تكنولوجيا المستوى الرابع، وتقوم شركة الأمازون " زوك " بتطوير مكوكات مستقلة ذاتية بناء على الأغراض، كما تواصل شركة " آبل تايتان " استكشاف نظم القيادة المستقلة، وتعمل الشركات الصينية مثل بيدو وبوني على تطوير أدوات الأمان في البيئات الحضرية.

التكنولوجيات الرئيسية التي تمكن من التمكين من استخدام المركبات المستقلة

ويعتمد المسار نحو الاستقلال الذاتي الآمن والموثوق على مجموعة من التكنولوجيات المتطورة، فهم هذه التكنولوجيات أمر حاسم بالنسبة لمطوري المنتجات لأنها تحدد هيكل النظام، وقيود الأداء، والمفاضلات في التكاليف.

أشعة الشمس: حساسات المركبة

وتجمع المركبات المستقلة بين عدة وسائل استشعار لتصور بيئتها، وتوفر ليدار (الكشف عن الهوية والارتقاء) رسماً عالي الاستبانة، وتوفر الرادار كشفاً قوياً للأجسام في جميع الأحوال الجوية، وتقدم الكاميرات معلومات بصرية غنية عن التعرف على الأجسام وتفسير إشارات المرور، وتعالج أجهزة الاستشعار فوق الصوتية الكشف عن إمكانية حدوث ذلك، وتدمج نماذج الأشعة بيانات من هذه المصادر لتوليد منتجات متماسكة.

الاستخبارات الفنية والتعلم الآتي

أما منظمة العفو الدولية فهي مخ مركبة مستقلة، كما أن البيانات المستشعرة للشبكات العصبية العميقة لكشف المشاة والمركبات وعلامات الممرات وإشارات المرور، كما أن عمليات تحسين نظم التعليم وصنع القرار تعد مسارات وتتحكم في أعمال المركبات، كما أن نماذج التعلم الآلة تُدرَّب على مجموعات بيانات ضخمة من سيناريوهات القيادة، سواء كانت حقيقية أو محاكاة.

مركبة إلى كل مركبة (V2X)

وتسمح تكنولوجيا V2X للمركبات بالاتصال ببعضها البعض (V2V)، وبهياكل أساسية (V2I)، وبصحبة المشاة (V2P)، ويمكن أن يعزز هذا الاتصال التصورات التي تتجاوز خط البصر، وتحسين السلامة وكفاءة المرور، ويجري اختبار معايير مثل C-V2X (Cellular Vehicle-to-Everything) وDSRC (مصنفة الاتصالات القصيرة المدى) ونشرها.

أثر المركبات المستقلة على تنمية المنتجات

ويعيد تشكيل المركبات المستقلة تشكيل عمليات وأولويات تطوير المنتجات عبر أبعاد متعددة، فيما يلي أهم مجالات التأثير.

Innovation Focus: From hardware to Software and AI

وقد كان تطوير المنتجات التقليدية للسيارات هو إلى حد كبير تطوير المعدات، حيث كانت هندسة الميكانيكية وإدماج المكونات في صميمها، وتحولت المركبات التركيز إلى برامجيات، واستخبارات اصطناعية، وهندسة النظم، وتستثمر الشركات استثماراً كبيراً في تكنولوجيا الاستشعار، وتطوير الخوارزميات، وأمن الفضاء الإلكتروني لتحسين السلامة والموثوقية، وأصبحت دورات تنمية المنتجات الآن تشبه دورات شركات التكنولوجيا، مع منهجيات متطورة، وتحسنة، وتحسنة تحديثاًاً باستمرار.

خبرة المستعملين والتفاعل بين البشر والمساحات

ومع تقلص دور السائق البشري، يصبح تصميم وصلات بينية غير ملائمة وتفاعلات لا توصف أهمية حاسمة، وسيتفاعل الركاب في مركبة مستقلة مع المركبة بطرق جديدة تماما: إذ يجب صياغة التجارب الترفيهية والإنتاجية والتخفيف، ويجب على مطوري المنتجات أن ينظروا في عروض المكابين، وضوابط الصوت، والاعتراف باللفتات، والإدماج في الأجهزة الشخصية، بالإضافة إلى أن فترات الانتقال التي يتطلب فيها تصميم السيارات وضبطها على أساس الثقة.

الأمن والسلامة الوظيفية

فالمركبات المستقلة ذاتياً متصلة بكثافة البرامجيات، مما يجعلها عرضة للهجمات الإلكترونية، ويمكن استخدام مركبة مُهددة بطريقة خبيثة أو تسبب حوادث، ويجب أن تُدرَج هذه المركبات من أمن الفضاء الإلكتروني منذ البداية، مع ضمان الأحذية، والتشفير، وكشف الاقتحام، وآليات التحديث الجوي.

الامتثال والتوحيد التنظيميان

ويجب على مطوري السيارات المستقلين أن يبحروا في جميع الولايات القضائية مجموعة من القوانين والمعايير المتطورة، وتشمل الأنظمة سلامة المركبات، وتصاريح الاختبار، وخصوصية البيانات، والمسؤولية، والتأمين، وقرارات تصميم الامتثال: فعلى سبيل المثال، تتطلب بعض الأنظمة قيادة أو سائقا حاضرا في جميع الأوقات، بينما تسمح جهات أخرى بالعمل بدون سائقين، ويجب على أفرقة تنمية المنتجات أن تدمج المتطلبات التنظيمية في وقت مبكر لتجنب إعادة تصميمات باهظة التكاليف.

الشراكات والتعاون في النظم الإيكولوجية

ولا يمكن لأي شركة بمفردها أن تبني نظاما مستقلا تماما للمركبات، فالتعاون بين صانعي السيارات وشركات التكنولوجيا وموردي أجهزة الاستشعار وشركات رسم الخرائط والوكالات الحكومية أمر أساسي للنهوض بتكنولوجيا المركبات والهياكل الأساسية، وتتزايد تنمية المنتجات داخل الشراكات واتحادات الشركات، مما يتطلب ترتيبات مرنة للملكية الفكرية، ومرافق اختبار مشتركة، ونسقت مع نسق الطرق، على سبيل المثال، ارتبطت شركات السيارات مثل شركة فورد وفولكسواغن بعلاقة بين شركة آرغو آنف.

الاتجاهات المستقبلية لتشكيل تطوير المركبات المستقلة

وفي المستقبل، ستظل هناك عدة اتجاهات تؤثر على كل من التكنولوجيا وعمليات تطوير المنتجات خلف المركبات المستقلة.

توسيع نطاق التبني والتنقل في الخدمة (ماسا)

ومع نضج التكنولوجيا وانخفاض التكاليف، ستصبح المركبات الفضائية أكثر سهولة للجمهور، مما سيحول التنقل الحضري، وستخفض خدمات الهاي الرأسي وتقاسم السيارات التي تبنى على أساطيل مستقلة التكلفة لكل ميل وتخفض ملكية السيارات الخاصة، وتؤثر هذه التحولات على تطوير المنتجات: فالمركبات المصممة لاستخدام الأسطول تعطي الأولوية للدوام، وتيسير الصيانة، وإدارة البرامجيات على تكييف الأفراد، ويجب على مطوري المنتجات تصميمها من أجل الاستخدام العالي، وحياة الخدمة الطويلة، والحد الأدنى من الوقت.

تعزيز السلامة من خلال التحسين المستمر

فالمركبات المستقلة ذاتياً يمكنها أن تخفض بشكل كبير الحوادث الناجمة عن خطأ بشري، مما يمثل أكثر من 90 في المائة من حوادث التحطم، غير أن تحقيق ذلك لا يتطلب السلامة الأولية فحسب، بل يتطلب أيضاً تحسيناً متواصلاً من خلال جمع البيانات وتحديثها على الهواء، كما أن أفرقة تنمية المنتجات هي نظم يمكن أن تتعلم من الحالات الحادة التي تصادف في الميدان وتدفع تحسينات السلامة إلى جميع المركبات، مما يؤدي إلى نشوء دورة قوية من تعزيز السلامة، بل ويثير أيضاً تحديات قائمة بشأن تحديث البيانات والمسؤولية والمعرفة الآلة.

تنمية البيانات والتوائم الرقمية

وسيؤدي تحليل البيانات الضخمة إلى تحقيق الأداء الأمثل للمركبات، والصيانة المتوقعة، وإدارة الأسطول، ويقوم مطورو المنتجات باعتماد نماذج رقمية متماثلة من التكنولوجيا - على نحو بيئي للمركبات المادية - لتحفيز السلوك، والسيناريوهات الاختبارية، والتحقق من تحديث البرامج قبل نشرها، مما يقلل من الاعتماد على الطباعة المادية واختبار الطرق، ويعجلون دورات التنمية، غير أنه يتطلب خطوطاً قوية للبيانات، وبيئاتاً محاكاة عالية.

الأطر الأخلاقية والقانونية

وما زال التصدي للخصوصية والمسؤولية والشواغل الأخلاقية يشكل تحديا كبيرا، وكيف ينبغي أن تعطي مركبة مستقلة الأولوية للسلامة في سيناريوهات التحطم التي لا يمكن تجنبها؟ ومن المسؤول عندما يتسبب أي مركبة في حادث - مصنع البرامجيات أو المسافر؟ يجب على مطوري المنتجات أن يدمجوا أطرا أخلاقية لصنع القرار في نظم مستقلة (رغم أن العديد من الخبراء يجادلون بأن هذه المعضلات نادرة) وأن يكفلوا الشفافية مع المستعملين، فالأطر القانونية آخذة في التطور ببطء، ولكن الشركات التي تكتسب مزايا سوقية.

The Rise of Purpose-Built Autonomous Platforms

وبدلا من إعادة تشكيل المركبات الموجودة ذات الاستقلال الذاتي، تقوم شركات كثيرة بتصميم منصات مستقلة ذاتية الغرض، وتُستخدم هذه المركبات على النحو الأمثل لراحة الركاب، أو تسليم البضائع، أو المهام المتخصصة مثل اللوجستيات ذاتية في الميل الأخير، وتتطلب تنمية المنتجات لهذه المنصات إعادة التفكير في هيكل المركبات، والتصميم الداخلي، وتكامل أجهزة الاستشعار، وعمليات التصنيع، على سبيل المثال، يمكن تصميم الأعمدة المكوكية دون توجيه عجلة أو استخدامات الأرضية.

التحديات التي تواجه تنمية منتجات المركبات المستقلة

وعلى الرغم من التقدم السريع، يجب التغلب على عدة عقبات أمام عمليات التكيف من أجل تحقيق اعتماد واسع النطاق، ويواجه مطورو المنتجات عقبات تقنية وغير تقنية على السواء.

العقبات التقنية

ولا يزال أداء الحساسية في الأحوال الجوية الضارة (الترين والثلوج والضباب) يشكل تحدياً، إذ يمكن تدهور نظم الدرك بسبب التهطال، وتكافح الكاميرات باللون الجليدي، وتساعد على إعادة النسيج والاستشعارات، ولكن تضيف التكاليف، ويجب أن تتناول الخوارزميات المركبة السائلة سيناريوهات نادرة وغير متوقعة (حالات الجرعة) يصعب فيها رسم خرائط أو جمع بيانات عن سلامة النظم التقليدية.

التهيئة الاجتماعية والهيكل الأساسي

ولا تزال الثقة العامة في المركبات المستقلة منخفضة، كما أن الحوادث الكبيرة تضعف الثقة، ولا يتطلب الانتشار الواسع النطاق التكنولوجيا فحسب، بل يتطلب أيضا تغييرات في الهياكل الأساسية: الممرات المخصصة، وبث إشارات المرور المستكملة، وشبكات الاتصال القوية، وقد تحتاج قوانين التخطيط الحضري والتقسيم إلى مناطق تتسرب، ومراكز شحن للأسطول المتمتع بالحكم الذاتي، ويجب على مطوري المنتجات أن ينظروا في الاختلافات الإقليمية في نضج الهياكل الأساسية وفي خطة التنفيذ التدريجي.

أوجه عدم اليقين الاقتصادي والنموذج التجاري

ولا تزال تكلفة تكنولوجيا المركبات الفضائية مرتفعة، ولا سيما الليدار والحساب العالي الأداء، ويتطلب تحقيق العائد على الاستثمار ارتفاع معدلات الاستخدام، وهو ما يتوقف بدوره على الموافقة التنظيمية واعتماد المستهلكين، ولا تزال نماذج الأعمال التجارية قيد الاختبار: هل ستباع المركبات الفضائية للمستهلكين، أو توزع في أساطيل آلية، أو تستخدم في الشحن والتسليم؟ ويجب أن تكون استراتيجيات تنمية المنتجات مرنة بما يكفي لدعم حالات تجارية متعددة مع تطور السوق.

الاستنتاج: الابتكار من أجل مستقبل أكثر أمنا

فالمركبات المستقلة ذاتياً هي مهيأة لتحويل أساسي لنظم تطوير ونقل المنتجات، فالتحول من مركز المعدات إلى تطوير البرامجيات والبرمجيات، وتطويرها بواسطة الأجهزة الآيلة، يتطلب مهارات وعمليات وتعاون جديدة، والشركات التي تستثمر في أجهزة الاستشعار القوية، وخبرات المستعملين المأمونة، والتثبت الدقيق من صحة المنتجات، مع أن التحديات الكبيرة لا تزال قائمة، وقابلية الوصول، والقدرة على التكيف اقتصادياً، هي تحديات أكثر كفاءة.

For further reading, explore the SAE Levels of Driving Automation], the NHTSA’s automated vehicle resources], and insights from Waymo and