هوش مصنوعی و آینده خودران‌ها

هوش مصنوعی (AI)، صنعت خودروسازی را تحت کنترل خود گرفته است تا بدین شکل تولید خودروهای خودران سطح 4 و سطح 5 کلید بخورد. شاید این سوال برای شما پیش بیاید که چرا علیرغم پیدایش و مطرح شدن هوش مصنوعی از سال 1950، این تکنولوژی به تازگی سر زبان‌ها افتاده و شهرت یافته است؟

”با به‌کارگیری تکنولوژی هوش مصنوعی، وسایل نقلیه قادر به دیدن، شنیدن، فکر کردن و اتخاذ تصمیماتی چون تصمیمات رانندگان انسانی می‌شوند.“به صورت ساده شاید بتوان گفت که دلیل رشد سریع تکنولوژی هوش مصنوعی، وجود حجم بالای داده‎هایی است که امروزه در اختیار افراد قرار دارد. با کمک دستگاه‎ها و سرویس‎های متصل به هم، افراد می‎توانند در هر صنعتی به جمع‎آوری داده‎ها بپردازند و در نتیجه آنچه را که برای آغاز انقلاب هوش مصنوعی AI لازم است تامین کنند. علیرغم تلاش‌های صورت گرفته برای بهبود سریع سنسورها و دوربین‌ها برای تولید داده‌های مربوط به خودروهای خودران، شرکت انویدیا در ماه اکتبر سال 2017 از نخستین کامپیوتر هوش مصنوعی خود پرده‌برداری کرد تا امکان یادگیری عمیق، بینایی رایانه‌ای و الگوریتم‌های محاسباتی موازی را فراهم سازد. تکنولوژی هوش مصنوعی AI به بخش مهمی از تکنولوژی خودروهای خودران تبدیل شده است و دانستن چگونگی کارکرد این تکنولوژی در خودروهای خودران و متصل به یکدیگر حائزاهمیت است.

هوش مصنوعی چیست؟

مهندس کامپیوتری به نام جان مک‌کارتی، اصطلاح «هوش مصنوعی» را در سال 1955 ساخت. تعریفی که از هوش مصنوعی ارائه می‌شود بدین شرح است: توانایی یک برنامه کامپیوتری یا ماشین برای فکر کردن، یادگیری و اتخاذ تصمیمات. در استفاده کلی، این اصطلاح به معنای ماشینی است که قوه فهم انسانی را جعل می‌کند. با کمک تکنولوژی هوش مصنوعی AI، برنامه‌های کامپیوتری و ماشین‌ها قادر به انجام کارهایی می‌شوند که پیش‌تر انسان‌ها انجام می‌داده‌اند. این برنامه‌ها و ماشین‌ها با حجم زیادی از داده‌های تجزیه و تحلیل و پردازش شده تغذیه می‌شوند تا در نهایت قادر به تفکر به صورت منطقی و انجام کارهای انسانی شوند. فرآیند خودکارسازی کارهای تکراری انسان‌ها تنها بخش کوچکی از کوه یخی بزرگ به نام هوش مصنوعی را تشکیل می‌دهد.

رشد هوش مصنوعی در صنعت خودروسازی

طبق گزارش‌های موجود پیش‌بینی شد که در سال 2017 بازار AI در صنعت خودروسازی ارزشی برابر 783 میلیون دلار داشته و تا سال 2025 با ترکیب نرخ رشد سالانه‌ای برابر 38.5 درصد این ارزش به 11 هزار میلیون دلار خواهد رسید. طبق پیش‌بینی آی.اچ.اس مارکیت، در مقایسه با نرخ به‌کارگیری ۸ درصدی سیستم‌های AI-محور در خودروهای جدید، انتظار می‌رود که تا سال 2025 این نرخ تا 109٪ افزایش پیدا کند. سیستم‌های AI-محور در خودروهای جدید تبدیل به یک استاندارد خواهند شد، مخصوصاً در دسته‌های زیر:

1. واسط سرگرمی و اطلاع‌رسانی بین انسان و ماشین که شامل تشخیص صدا، تشخیص رفتار، دنباله‌روی مسیر حرکت چشم و بازبینی راننده، راهنمای مجازی و واسط‌های زبان طبیعی می‌شود.
2. سیستم‌های پیشرفته راهنمای راننده (ADAS) و خودران‌ها که شامل سیستم‌های دید ماشینی دوربین-محور، واحدهای تشخیص رادار-محور، ارزیابی شرایط راننده و واحدهای کنترل موتور و ترکیب سنسورها می‌شود.

انتظار می‌رود که بزرگترین و پرسرعت‌ترین تکنولوژی از لحاظ رشد، در بازار هوش مصنوعی خودروها باشد. در حال حاضر این تکنولوژی در حال بکار گرفته شدن در بخش‌هایی چون تشخیص صدا، جستجوی صدا، موتورهای پیشنهادکننده و توصیه گر، تجزیه و تحلیل احساسات، تشخیص تصاویر و تشخیص حرکت در خودران‌هاست.

هوش مصنوعی به موضوعی اساسی در عملكرد درست و ايمن وسایل نقلیه خودران تبديل شده است. هوش مصنوعی در حال باز كردن راه برای آغاز عرضه وسایل نقلیه خودران سطح ٥ است. در اين نوع از خودران‌ها ديگر نيازی به فرمان، پدال گاز يا ترمزها نخواهد بود.

چگونگی کارکرد هوش مصنوعی در خودران‌ها

این روزها واژه هوش مصنوعی به اصطلاحی رایج تبدیل شده است، اما سوالی که پیش می‌آید این است که این تکنولوژی دقیقاً چطور در خودران‌ها عمل می‌کند؟

نخست باید به زاویه دید یک انسان نسبت به راندن یک خودرو با استفاده از عملکردهای حسی چون بینایی و شنوایی برای دیدن جاده و سایر خودروهای موجود در جاده نگاهی انداخت. هنگامی که در مقابل یک چراغ قرمز ترمز می‌کنیم یا منتظر عبور یک عابر پیاده از عرض خیابان هستیم، در واقع ازحافظه خود برای اتخاذ چنین تصمیات سریعی استفاده می‌کنیم. تجربه به دست آمده از سال‌ها رانندگی، ما را نسبت به جستجو برای چیزهای کوچکی که اغلب در جاده‌ها با آن‌ها مواجه می‌شویم عادت می‌دهد.

خودران‌هایی سطح پایین که خودشان کار راندن را انجام می‌دهند در حال تولید و ساخته شدن هستند، اما چیزی که حائز اهمیت است ساختن خودران‌هایی است که همچون رانندگان انسانی فکر می‌کنند. این به معنای تعبیه نمودن یک سری قابلیت در این وسایل نقلیه است تا عملکردهای حسی و فکری و رفتارهای انسان‌ها در هنگام راندن را شبیه‌سازی کنند.

به نقل از گارتنر تا سال 2020 حدود 250 میلیون خودرو قادر خواهند شد که از طریق سیستم‌های مختلف به خودروهای دیگر و زیرساخت‌های پیرامون خود متصل شوند. به عنوان مثال فناوری V2X یا Vehicle-to-Everything ارتباط بین یک خودرو را با هر چیزی که دراطرافش از آن تأثیر می‌گیرد را ممکن می‌سازد که این ارتباط می‌تواند شامل «سایر خودروها» یا خودرو با خودرو، زیرساخت‌های مرتبط و پیرامون خودرو یا حتی موبایل باشد که درنتیجه سیستم خودرو با یک فرد موبایل به‌دست به‌عنوان عابر یا راننده خودروی کناری ارتباط برقرار کرده و بدین ترتیب خودروی شما با هر چیز ممکنی به‌صورت لحظه‌ای ارتباط می‌گیرد تا تعاریف استاندارد را اجرا کند.

هر چه میزان داده‌های داده شده به واحدهای IVI (in-vehicle infotainment به مجموعه‌ای از سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای موجود در خودردوها گفته می‌شود که سرگرمی های صوتی و ویدئویی را ارائه می‌کنند) یا سیستم‌های برقراری ارتباط از راه دور بیشتر شود، خودروها بیشتر قادر خواهند شد که به صورت همزمان با وقوع رخداد به ضبط و به اشتراک‌گذاری وضعیت داخلی سیستم‌ها و داده‌های مربوط به مکان خودرو و هرگونه تغییرات صورت گرفته در اطراف خودرو بپردازند. خودران‌ها در حال مجهز شدن به دوربین‌ها، سنسورها و سیستم‌های ارتباطی هستند تا وسیله نقلیه مربوطه را قادر به تولید حجم بالایی از داده‌ها کنند. با به‌کارگیری تکنولوژی هوش مصنوعی AI، وسایل نقلیه قادر به دیدن، شنیدن، فکر کردن و اتخاذ تصمیماتی چون تصمیمات رانندگان انسانی می‌شوند.

چرخه درک عمل AI در خودران‌ها

هنگامی كه خودران‌ها از فضای اطراف خود داده توليد می‌كند و اين داده‌ها را در اختيار يک عامل هوشمند قرار مي‌دهد، يک لوپ تكرارشونده به نام چرخه درک عمل ايجاد می‌شود. در مبحث هوش مصنوعی، عامل هوشمند به موجودی گفته می‌شود که در یک محیط، اطراف خود را شناخته و اعمالی را روی محیط انجام می‌دهد و کلیه اعمالی که انجام می‌دهد در جهت نیل به اهدافش است. این سیستم‌ها امکان یادگیری دارند و سپس از دانش اکتسابی خود برای انجام اهداف خود استفاده می‌کنند. این کنشگرها ممکن است بسیار ساده یا پیچیده باشند. به‌طور مثال ماشین‌های کوکی که با برخورد به دیوار، راه خود را عوض می‌کنند نمونه‌ای از کنشگرهای هوشمند هستند. با توجه به تعریف اراده شده، این عامل هوشمند با استفاده از داده‌های ارائه شده شروع به تصميم‌گيری كرده و خودران موردنظر را قادر به انجام يک سری عمليات خاص در آن محيط مي‌سازد. اين فرايند به سه بخش اصلی تقسيم می‌شود:

بخش 1: سيستم‌های جمع‌آوری داده و سيستم‌های ارتباطی داخل خودرو

خودران‌ها مجهز به تعداد زیادی سنسور، رادار و دوربین هستند که برای تولید حجم عظیمی از داده‌های محیطی مورد استفاده قرار می‌گیرند. تمامی این سیستم‌ها به وسیله نقلیه خودران کمک می‌کنند تا به دیدن، شنیدن و حس کردن جاده، زیربناهای جاده‌ای و سایر وسایل نقلیه و اشیای حاضر در جاده و اطراف آن کمک می‌کند؛ دقیقاً همان‌طوری که یک راننده انسانی به هنگام رانندگی به جاده توجه می‌کند. این داده‌ها در مرحله بعد توسط سوپرکامپیوترها مورد پردازش قرار می‌گیرند و سیستم‌های ارتباطی داده‌ها برای تبادل امن اطلاعات به پلتفرم ابری رانندگی خودران استفاده می‌شوند. وسیله نقلیه خودران ابتدا فضای رانندگی و یا شرایط رانندگی به‌خصوص را به پلتفرم رانندگی خودران مخابره می‌کند.

بخش 2: پلتفرم رانندگی خودران (ابری)

پلتفرم رانندگی خودران كه در فضاهای ابری قرار دارد دارای يک عامل هوشمند است كه از الگوريتم‌های هوش مصنوعی برای اتخاذ تصميمات منطقی و معنادار استفاده می‌كند. اين پلتفرم به عنوان سياست كنترل يا مغز وسیله نقلیه خودران عمل می‌كند. عامل هوشمند نيز به يک پايگاه داده متصل می‌شود كه به عنوان حافظه‌ای برای ذخیره تجربيات رانندگی‌های پيشين عمل می‌كند. اين داده‌ها به همراه داده‌های ورودی جدید توسط وسیله نقلیه خودران و محيط اطراف آن، به عامل هوشمند كمک می‌كنند تا تصميمات دقيقی در رانندگی بگیرد. حال وسیله نقلیه خودران دقيقاً می‌داند كه برای رانندگی در چنين فضاهايی و يا در برخی شرايط به‌خصوص چه كاری بايد انجام بدهد.

بخش 3: عملكردهای AI-محور در خودران‌ها

براساس تصميمات گرفته شده توسط عامل هوشمند، وسیله نقلیه خودران قادر به تشخيص اشياء در خيابان، داشتن عملكرد در ترافيک آن هم بدون دخالت افراد و ايمن رسيدن به مقصد مورد نظر خود است. همچنين وسیله نقلیه خودران مجهز به سيستم‌های كاربردی AI-محوری چون تشخيص صدا و كلام، كنترل حالت بدن، تعقیب مسير چشم و ساير سيستم‌های بازبينی رانندگی، راهنمای مجازی و سيستم‌های تشخيص مسير و مكان و سيستم‌های امنيتی می‌شود.

اين لوپ داده كه چرخه درک عمل نام دارد و به صورت مداوم تكرار می‌شود. هر چه تعداد دفعات تكرار چرخه‌های درک عمل بيشتر باشد، عامل هوشمند مربوطه هوشمندتر شده و در نتيجه تصميات نهایی، مخصوصاً در شرايط رانندگی دشوار با دقت بيشتری گرفته می‌شود. هر چه تعداد دستگاه‌های متصل شده بيشتر باشد، تعداد تجربيات رانندگی بيشتری ضبط می‌شود. اين تجربيات به عامل هوشمند كمک می‌كنند تا بر اساس داده‌های ايجادشده توسط چندين وسیله نقلیه خودران مختلف تصميم‌گيری كند.

منبع: didarc.com