Autonomia dei veicoli e futuro dell'elettrotecnica

Hai mai visto un film di fantascienza in cui incredibili innovazioni futuristiche volavano o guidavano sullo schermo?

Hai mai creduto che queste invenzioni sarebbero accadute nella tua vita? Bene, il futuro è qui sotto forma di un veicolo a guida autonoma.

Meglio conosciuti come veicoli elettrici autonomi (AEV), queste meraviglie della tecnologia moderna utilizzano una combinazione di sensori, telecamere e altre tecnologie avanzate per monitorare le aree intorno al veicolo e vedere se ci sono strutture più avanti.

Poiché i tassi di incidenti automobilistici stanno aumentando a causa dell'errore del conducente, le case automobilistiche stanno cercando nuovi modi per costruire veicoli più sicuri che non facciano affidamento su conducenti umani.

Cos'è un veicolo elettrico autonomo?

Un veicolo elettrico autonomo è un veicolo che non richiede un conducente umano.

Pertanto, utilizza una combinazione di radar, sensori, telecamere e intelligenza artificiale per navigare il percorso tra le destinazioni.

Un veicolo completamente autonomo deve farlo senza l'intervento umano e per misurarlo vengono utilizzati diversi livelli di autonomia.

Livelli di autonomia

La National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) degli Stati Uniti descrive in dettaglio i sei livelli di autonomia, a partire dal livello 0, in cui il veicolo può essere guidato solo con l'assistenza di un essere umano.

Gli altri cinque livelli descrivono in dettaglio ed esplorano le funzionalità autonome fino al veicolo completamente autonomo che non richiede assistenza.

Livello 1

Questo livello prevede un sistema avanzato di assistenza alla guida (ADAS) che aiuta il conducente con le funzioni del veicolo, come sterzo, accelerazione e frenata, ma non contemporaneamente.

Inoltre, questo sistema prevede telecamere posteriori in grado di catturare qualsiasi oggetto dietro il veicolo. Inoltre, imposta avvisi per i conducenti se escono dalla loro corsia.

Queste caratteristiche di sicurezza sono standard con i veicoli commerciali e un sistema di assistenza alla guida è generalmente disponibile con i nuovi veicoli.

Livello 2

L'autonomia di livello 2 prevede un avanzato sistema di assistenza alla guida in grado di sterzare, frenare o accelerare contemporaneamente mentre il conducente è al volante.

Il veicolo può assumere il compito di guidare, ma il conducente può riprendere il controllo in qualsiasi momento.

Livello 3

Il livello 3 prevede un sistema di guida automatizzato (ADS) piuttosto che un sistema di assistenza alla guida in grado di eseguire tutta la guida in determinate circostanze.

Un esempio di Livello 3 è un veicolo che può parcheggiare per il conducente senza assistenza. Tuttavia, il conducente umano deve ancora essere vigile e prendere il controllo dell'auto per la maggior parte del tempo.

Il livello 3 è il punto in cui il veicolo inizia a rilevare l'ambiente circostante e ad apprendere l'ambiente intorno all'auto.

Livello 4

Questo livello è dove il conducente umano è più un passeggero e può sedersi e rilassarsi mentre il sistema di guida automatizzato esegue tutte le attività e monitora l'ambiente.

Un veicolo è abbastanza affidabile a questo livello che l'essere umano può fare altre cose durante la guida e non prestare la stessa attenzione dei diversi livelli.

Livello 5

Il livello 5 è l'epitome dell'autonomia, in cui un veicolo fa tutto ciò che farebbe un guidatore umano mentre i passeggeri si siedono e non sono tenuti a monitorare il veicolo.

Questo è il livello che le case automobilistiche stanno cercando di raggiungere perché ti fornisce un autista virtuale. Quindi sei libero di fare altre cose durante il viaggio in macchina invece di prestare attenzione al traffico.

Ci sono alcuni veicoli di livello 5 in fase di test che hanno risultati promettenti, dimostrando che i veicoli con questa capacità possono essere realizzati a buon mercato e quindi essere raggiungibili per chiunque.

Come funzionano le auto a guida autonoma?

I veicoli elettrici autonomi funzionano tramite l'intelligenza artificiale, che utilizza enormi quantità di dati per costruire un sistema che aiuti il ​​veicolo a spostarsi senza l'aiuto di un conducente.

I sistemi includono il riconoscimento delle immagini, l'apprendimento automatico e le reti neurali che richiedono un elevato grado di competenza ingegneristica per la manutenzione e l'esecuzione.

Le reti neurali identificano i modelli in grandi quantità di dati, che vengono poi immessi negli algoritmi di apprendimento del computer.

Le reti neurali imparano quindi a identificare cose come semafori, cordoli, alberi, pedoni, segnali stradali e altre parti naturali di un ambiente di guida.

Pertanto, è essenzialmente l'auto che va a scuola guida e impara a cosa prestare attenzione. Questo sistema può ridurre gli incidenti perché l'intelligenza artificiale può percepire ciò che c'è intorno al veicolo.

Inoltre, l'auto può prevedere quali potrebbero essere quegli oggetti e fare scelte di guida di conseguenza in pochi secondi. Il sistema migliora solo più funziona, poiché imparerà di più ogni volta che esce per un disco.

Un esempio di come funziona un sistema avanzato è il progetto Waymo di Google:

• Il passeggero imposta la destinazione e il software del veicolo calcola il percorso migliore.

• Un sensore rotante sul tetto monitora una portata fino a 60 metri intorno all'auto e crea una mappa 3D dell'ambiente intorno al veicolo.

• Un altro sensore sulla ruota posteriore sinistra rileva qualsiasi movimento laterale per monitorare la posizione del veicolo in relazione alla mappa 3D.

• I radar su entrambi i paraurti calcolano gli ostacoli e la distanza del veicolo da essi.

• Il software di intelligenza artificiale è collegato a tutti i sensori e raccoglie i dati dal software Street View di Google e i dati dalle videocamere del veicolo.

• Il deep learning del sistema di intelligenza artificiale simula la percezione umana e le capacità decisionali per controllare azioni come sterzo, freni e accelerazione.

• Il software del veicolo comunica con Google Maps per ricevere qualsiasi avviso in anticipo sui punti di riferimento imminenti o problemi come incidenti, segnali stradali e semafori.

• Una funzione di esclusione è integrata nel sistema nel caso in cui il conducente debba assumere il controllo del veicolo.

Questo tipo di sistema è un veicolo veramente autonomo in cui il conducente è lì solo per prendere il controllo dell'auto, se necessario.

Vantaggi dei veicoli a guida autonoma

Sicurezza

Si stima che il 94% di tutti gli incidenti stradali sia causato da un errore del conducente o da un comportamento scorretto del conducente.

Con l'avvento dei veicoli autonomi, viaggiare non dipenderà dalla capacità di un essere umano di concentrarsi e seguire le regole della strada.

Sembrerebbe quindi logico che l'incidenza degli incidenti stradali possa essere ridotta a zero.

Indipendenza

Un'auto a guida autonoma potrebbe portare la tanto desiderata indipendenza a quelle persone che non possono guidare a causa di una disabilità.

Come l'anziano che non può più guidare a causa della degenerazione maculare o la donna che è paralizzata dalla vita in giù e non ha più bisogno di dipendere da altre persone per fare commissioni.

Un'auto a guida autonoma è un'ottima soluzione per chi vuole comunque mantenere la propria indipendenza e vivere una vita di alta qualità senza dipendere dagli altri.

Risparmia denaro

Questi veicoli potrebbero aiutare a risparmiare denaro sui reclami assicurativi perché il verificarsi di incidenti diminuirà.

Con il tempo, anche le tariffe assicurative per le auto a guida autonoma potrebbero essere ridotte perché le istanze dei sinistri diminuiranno drasticamente.

Inoltre, con i prezzi del gas in costante aumento, le persone potrebbero risparmiare denaro poiché questi veicoli sono elettrici.

Produttività incrementata

I passeggeri non dovranno più guardare l'auto davanti a loro durante gli ingorghi tra paraurti e paraurti.

Inoltre, possono leggere un libro, finire un rapporto o riposarsi in preparazione per la giornata a venire.

La tecnologia potrebbe anche consentire al veicolo di lasciare i passeggeri a destinazione e poi parcheggiare da solo.

Riduce la congestione

Questi veicoli possono alleviare la congestione del traffico riducendo il numero di incidenti che causano ritardi.

Meglio per l'ambiente

Ridurre gli ingorghi significa meno tempi di inattività e meno gas serra che danneggiano l'atmosfera. Un veicolo a guida autonoma è anche un mezzo perfetto per il carpooling, riducendo il numero di auto in circolazione.

Ingegneria autonoma dei veicoli elettrici

L'ingegneria nell'area dei veicoli autonomi è impegnativa. Può anche essere una professione interdisciplinare gratificante che coinvolge l'istruzione in informatica, robotica, settore automobilistico e apprendimento automatico.

Pertanto, gli ingegneri di questo settore possono cercare lavoro in una delle principali aziende automobilistiche all'avanguardia nelle innovazioni all'avanguardia.

Se sei interessato a lavorare con i veicoli autonomi, puoi iscriverti a un programma di master ECE come quello offerto alla Kettering University Online.

Inoltre, questo tipo di programma è specificamente progettato per insegnare l'ingegneria dei veicoli elettrici e autonomi con uno sguardo al futuro dell'industria automobilistica.

La progettazione di auto a guida autonoma va oltre la tradizionale formazione ingegneristica e si ramifica in molte aree di competenza.

Qualità di un ingegnere di veicoli elettrici autonomi

Quando segui un master in ingegneria elettrica e informatica per i sistemi avanzati di mobilità, ti concentrerai sui seguenti aspetti:

• L'integrazione di sistemi informatici e sistemi elettrici per l'uso in veicoli a guida autonoma e altre applicazioni di mobilità avanzata

• Lo sviluppo di applicazioni di mobilità avanzata per veicoli elettrici, autonomi e ibridi, nonché altri sistemi di trasporto, in particolare come sviluppare sistemi di intelligenza artificiale e robotica applicati all'area delle applicazioni di mobilità avanzata

• Come progettare sistemi dinamici che migliorano la funzionalità autonoma

• La robotica potenziata dall'IA

Ci vuole un individuo dedicato con una mente acuta e occhi per il futuro per tentare di diventare un ingegnere di auto a guida autonoma.

Se lavori a tempo pieno, puoi conseguire la tua laurea online. Pertanto, questo di per sé richiede una determinazione e una disciplina uniche per gli studenti indipendenti.

Questa carriera non è una corsa al traguardo, ma una maratona che ti porterà in nuove aree tecnologiche.

Le innovazioni su cui lavorerai verranno costantemente ampliate man mano che l'area dei veicoli autonomi cambia e migliora a passi da gigante.

Potresti voler esaminare questa carriera dinamica se hai alcune di queste caratteristiche:

• Essere uno studente permanente che è disposto a migliorare continuamente le proprie capacità e conoscenze

• Una passione per la ricerca per migliorare la tecnologia

• Dedizione alla risoluzione dei problemi e alla persistenza anche di fronte a un compito difficile

• Attitudine alla programmazione e alla codifica pulita

• La capacità di pensare tecnicamente

• In grado di analizzare i sistemi per scoprire le carenze

Gli individui con un background esistente in ingegneria con vari stili, interessi e competenze possono trovare grande successo collaborando con un'azienda coinvolta nell'ingegneria dei veicoli autonomi.

Ci sono molti campi aperti a qualcuno con un diploma avanzato, che includono:

• Ingegnere di robotica: un ingegnere di robotica lavora per integrare i robot nelle tecnologie esistenti come veicoli autonomi, sommergibili, veicoli aerei autonomi e altri tipi di robot

• Ingegnere elettrico: un ingegnere elettrico si concentra sul lavoro con elettromagnetismo, elettricità ed elettronica

• Ingegnere di convalida della guida autonoma (ADVE): questi ingegneri testano e convalidano la piattaforma informatica dei veicoli autonomi

• Ingegnere di sistemi: è un ingegnere che sviluppa e mantiene sistemi funzionali (ad es. sistemi di comunicazione wireless da veicolo a veicolo, sistemi di comunicazione satellitare aerospaziale, sistemi di cloud computing)

• Ingegnere di controlli e azionamenti: questo tipo di ingegnere si concentra sulla manutenzione del software e dell'hardware per i componenti funzionali del sistema di intelligenza artificiale, come attuatori e sensori.

• Programmatore di computer: questo è qualcuno che scrive e testa il codice di programmazione del computer per il funzionamento di software e hardware

• Ingegnere di sistemi di sensori: un ingegnere di sistemi di sensori si concentra sugli aspetti software e hardware di sistemi di sensori come radar, lidar e telecamere

Diventare un ingegnere di veicoli autonomi comporta uno studio interdisciplinare nei campi dell'ingegneria del software, della matematica e della robotica.

Inoltre, sono richiesti anche programmazione per computer, sensori, progettazione e meccanica automobilistica e ingegneria meccanica.

È l'evoluzione dell'ingegneria ed è una prospettiva affascinante vedere quali innovazioni arriveranno dopo.

Pensieri finali

Il futuro è qui e un giorno, quando entreremo tutti nei nostri veicoli a guida autonoma senza volante, ci chiederemo come le generazioni passate abbiano fatto qualcos'altro.

I nostri veicoli a gas che devono essere guidati da esseri umani seguiranno la strada del cavallo e della carrozza.

Gli incidenti cesseranno di esistere perché le auto del futuro saranno messe a punto l'una con l'altra e continueranno a imparare di più ogni giorno che passa.

La tecnologia dei veicoli elettrici autonomi è più accessibile di quanto si possa pensare. Inoltre, alcune aziende si stanno impegnando per rendere questa tecnologia il più conveniente possibile.

Il modo in cui i veicoli elettrici a guida autonoma aiuteranno il nostro ambiente e la sicurezza dei conducenti è notevole.

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