ترمز تقنية ليدار LiDAR إلى “اكتشاف الضوء والمدى”. إنه شكل من أشكال تكنولوجيا الاستشعار عن بعد التي لديها القدرة على تحسين دقة السيارات ذاتية القيادة . وكما يوحي اسم ليدار، فهو يعمل بطريقة مشابهة للرادار – ولكن بدلاً من استخدام موجات الراديو للكشف عن الأجسام القريبة، فإنه يستخدم الليزرالنبضي ،
ويأمل المتحمسون لهذه التقنية أن تسود بالسيارات بحلول عام 2030 للوقوف على بعض المعلومات المهمة نشير أولا إلى أن موجات الراديو المستخدمة في أنظمة الرادار تتمتع بطول موجي أطول بكثير من أشعة الليزر المستخدمة في ليدار، وهذا يعني أن دقة الرادار أقل بكثير.
فكر في الرادار ككاميرا بولارويد قديمة بالأبيض والأسود، وLIDAR ككاميرا DSLR حديثة، حيث يمكنك رؤية المزيد من التفاصيل في الصور التي التقطتها كاميرا DSLR كلا النظامين يعملان بنفس الطريقة. يرسل جهاز إرسال إشارات من السيارة إلى المناطق المحيطة بها، ومن خلال مراقبة الوقت الذي تستغرقه الإشارات لترتد عن العوائق القريبة وتعود إلى السيارة، يمكن للنظام إنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد لمحيطها. يمكن لكلتا التقنيتين أيضًا حساب سرعة الاقتراب من العوائق.
ما هي فوائد ليدار؟
الدقة في المقام الأول. يعمل الرادار بشكل جيد مع المركبات ذاتية القيادة من المستوى 3 مثل النظام الذي في سيارات الصالون الجديدة من الفئة S و EQS حيث يتم استخدامها بشكل أساسي على الطريق السريع، حيث تكون أصغر العوائق التي يحتاج النظام إلى القلق بشأنها هي دراجة نارية مثلا.
إنها ليست موثوقة بنسبة 100 بالمائة عندما يتعلق الأمر بتجنب وقوع حادث أو حطام على الطريق. ولكن مع نظام القيادة الذاتية من المستوى 3، يعمل السائق البشري كمساعد احتياطي، ويكون جاهزًا لاستعادة السيطرة على السيارة في حالة إرهاق النظام.
ومع ذلك، يمكن للمركبات ذاتية القيادة من المستوى 4 والمستوى 5 الأكثر تقدمًا أن تعمل بشكل مستقل عن السائق، مما يعني أنها تحتاج إلى طريقة أكثر دقة للكشف عن المخاطر. هذا المستوى من التفاصيل مهم بشكل خاص عندما يتم استخدام التكنولوجيا للتنقل بمركبات تزن طنين عبر شوارع المدينة الضيقة، وتجنب العوائق مثل الحيوانات المندفعة، والأطفال الجامحين وراكبي الدراجات المترددين.
يمكن لتقنية LiDAR أيضًا تسجيل لون العوائق وحجمها، وهي بيانات يمكن لمهندسي البرمجيات استخدامها لجعل السيارة تتصرف بطريقة معينة عندما تكون بالقرب من أشكال معينة. على سبيل المثال، يمكنك برمجة سيارة ذاتية القيادة للتحرك فوق الخط الأبيض عندما يلتقط مستشعر ليدار جسمًا بحجم راكب دراجة على الطريق.
تقنية LiDAR من نيسان
يقوم مصنعو السيارات بالفعل بتطوير نماذج أولية لسيارات ذاتية القيادة موجهة بتقنية LiDAR حيث أعلنت نيسان مؤخرًا أنها تعمل على الجيل التالي من تقنية مساعدة السائق ProPilot، والتي تقول الشركة إنها ستستخدمها على نطاق واسع على الطرق العامة بحلول عام 2030.
يستخدم نظام نيسان الجديد ترسانة من أجهزة الاستشعار، بما في ذلك الرادار والكاميرات وLiDAR ، وهو ذلك الصندوق الغريب المثبت على سقف السيارة الاختبارية. يتم دعم النظام بواسطة بعض البرامج القوية التي يمكنها محاكاة الحوادث المعقدة في الوقت الفعلي وتوجيه السيارة بعيدًا عن الأذى دون أي تدخل من السائق.
ويقول تاكاو أسامي، نائب الرئيس الأول للبحث والتطوير في نيسان: كانت نيسان أول من قام بتسويق عدد من تقنيات مساعدة السائق المتقدمة. عندما ننظر إلى مستقبل القيادة الذاتية، نعتقد أنه من الأهمية بمكان أن يشعر المالكون بثقة كبيرة في سلامة سياراتهم. ” ويضيف : نحن واثقون من أن تقنية ليدار المطورة لدينا ستسهم بشكل كبير في تعزيز ثقة المالك وتقليل الحوادث المرورية والقيادة الذاتية في المستقبل.”
تقنية LiDAR من فولفو
كما أن بديل فولفو الكهربائي لطراز XC90 سيحتوي أيضًا على تقنية ليدار، إلى جانب برنامج ذكاء اصطناعي متطور سيكون أيضا له مهارات مماثلة لتفادي الاصطدام مثل نظام نيسان.تعتبر أهداف فولفو من تقنية LiDAR نموذجية للعلامة التجارية. وقال هنريك جرين، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة: ”
في إطار طموحنا لتقديم سيارات أكثر أمانًا من أي وقت مضى، فإن هدفنا على المدى الطويل هو تحقيق انعدام الاصطدامات وتجنب الاصطدامات تمامًا. وبينما نعمل على تحسين تكنولوجيا السلامة لدينا بشكل مستمر من خلال التحديثات عبر الهواء، نتوقع أن تصبح الاصطدامات والحوادث نادرة بشكل متزايد ونأمل في إنقاذ المزيد من الأرواح.
تقنية LiDAR الخاصة بـ Argo AI
Argo AI هي شركة تكنولوجيا ناشئة، دخلت في شراكة مع فورد وفولكس فاجن في مشاريع المركبات ذاتية القيادة الخاصة بهما. أحدثت أجهزة كشف ليدار الداخلية للشركة ضجة في الصناعة لقدرتها على اكتشاف العوائق. يمكن لهذه التقنية اكتشاف العوائق على مسافة 400 متر، وتقول الشركة إنها لا تحتاج بالضرورة إلى أن يكون الجسم عاكسًا لتسجيل موقعه.
وتمتلك الشركة بالفعل نماذج أولية من المركبات ذاتية القيادة على الطرق في الولايات المتحدة حول ميامي وأوستن. تدير الشركة مخططات تجريبية مماثلة في ثماني مدن رئيسية حول العالم.
وقد نجحت المخططات حتى الآن. وقال براين سالسكي، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة Argo AI: “إن Argo : إنها أول سيارة تعمل بدون سائق في مدينتين أمريكيتين كبيرتين، وتعمل بأمان وسط حركة المرور الكثيفة والمشاة وراكبي الدراجات في الأحياء الأكثر ازدحامًا.ويضيف : منذ اليوم الأول، شرعنا في التعامل مع أصعب ظروف القيادة – حيث تعمل منصة القيادة الذاتية لدينا على تطوير الذكاء المطلوب لتوسيع نطاقها إلى أعمال مستدامة.”
عيوب تقنية ليدار
تقنية LiDAR أفضل من الرادار، لكنها ليست مثالية. يمكن أن تتأثر دقتها بالمطر والثلج والضباب، حيث يمتص الطقس الكثير من الضوء المنبعث من النظام. هناك أيضًا مخاوف من أن أجهزة استشعار LiDAR قد تلتقط التداخل من المركبات الأخرى المجهزة بـ LiDAR بمجرد استخدام التكنولوجيا على نطاق واسع، مما قد يعطي قراءات خاطئة للمخاطر.
وهناك مخاوف بشأن التكاليف أيضا. تميزت السيارات النموذجية المبكرة المجهزة بتقنية LiDAR بأجهزة استشعار ضخمة على أسطحها، والتي كانت تشبه إلى حد ما المركبات الفضائية. لقد ضموا مجموعة الليزر الدوارة اللازمة لتجميع صورة بزاوية 360 درجة لمحيط السيارة. تكلف هذه الأنظمة القديمة أيضًا حوالي 50 ألف جنيه إسترليني لكل سيارة، مما جعلها باهظة التكلفة.
ولحسن الحظ، تعمل الشركات المصنعة على إيجاد حل أكثر إحكاما وفعالية من حيث التكلفة لهذه المشكلة الأخيرة. إن مستشعرات LiDAR التي لدينا اليوم هي في حجم كتاب ورقي الغلاف وتستخدم نظامًا كهروميكانيكيًا صغيرًا لنقل نبض الليزر. لكن التقدم يعني التكلفة المادية الأعلى – وكما فعلت الوسائد الهوائية ونظام تثبيت السرعة عندما كانت جديدة، فإن تقنية LiDAR ستؤدي إلى ارتفاع تكلفة السيارات.
عيوب الاستشعار الراداري.
يحتاج نظام LiDAR فقط إلى أن يكون أفضل من التكنولوجيا المتوفرة لدينا اليوم. والأنظمة الذاتية الحالية القائمة على الكاميرا والرادار ليست مثالية. في عام 2018، صدمت سيارة Tesla Model S سيارة إطفاء من الخلف في صباح جاف ومشرق في لوس أنجلوس أثناء استخدام نظام الطيار الآلي الخاص بالشركة. في ذلك الوقت، لم يكن نظام Tesla Autopilot ذكيًا بما يكفي للتوجيه حول العوائق، ولكن كان ينبغي لجهاز استشعار الرادار في السيارة تسجيل شيء بحجم سيارة الإطفاء كخطر على الطريق واستخدام الفرامل لتجنبه.
تكمن المشكلة هنا في أن أنظمة المساعدة، مثل نظام الطيار الآلي الخاص بشركة تيسلا، مبرمجة لتجاهل المركبات الثابتة في معظم المواقف لمنع البرنامج من الضغط على الفرامل في كل مرة يرى فيها سيارة متوقفة. وينصب التركيز على الحفاظ على مسافة آمنة من المركبات المتحركة.
كما ذكرنا أعلاه، فإن الرادار أيضًا ليس بنفس دقة LiDAR. تبدو الصورة الرادارية للشارع وكأنها كتلة من الصناديق، وليس هناك ما يشير إلى ما إذا كان الجسم الذي تمر به السيارة ذاتية القيادة هو سيارة متوقفة أو حاجز أو عمود إنارة. يقع على عاتق مهندسي البرمجيات مهمة برمجة النظام بحيث يتجاهل الإشارات غير المهمة، مما يوفر مجالًا كبيرًا للخطأ.
متى تصبح السيارات ذاتية القيادة تجارية؟
على الرغم من التقدم الكبير الذي تم إحرازه في هذا المجال على مدار العشرين عامًا الماضية، يعتقد الكثيرون أن المركبات ذاتية القيادة بالكامل لا تزال بعيدة عن أن تكون على طرقاتنا، بينما يتساءل البعض عما إذا كانت ستعمم أم لا ! وتتركز المخاوف إلى حد كبير حول أربعة مجالات رئيسية:
– حقيقة أنه سيتعين تنفيذ تغييرات تشريعية كبيرة لاستيعاب المركبات ذاتية القيادة على الطرق.
– يجب أن يكون الأمن السيبراني على أعلى درجات الكفاءة ، لضمان عدم إمكانية اختراق المركبات والتحكم فيها عن بُعد
– يجب تنفيذ البنية التحتية الأوسع لدعم المركبات ذاتية القيادة بأمان عبر المدن والبلدان والعالم في نهاية المطاف
– لا يزال أمام البرمجيات والذكاء الاصطناعي طريق طويل قبل أن تصبح السيارات ذاتية القيادة حقيقة