Autonomia vehiculului și viitorul ingineriei electrice

Ați urmărit vreodată un film științifico-fantastic în care inovații futuriste uimitoare zburau sau conduceau pe ecran?

Ai crezut vreodată că aceste invenții se vor întâmpla în timpul vieții tale? Ei bine, viitorul este aici sub forma unui vehicul autonom.

Mai bine cunoscute sub numele de vehicule electrice autonome (AEV), aceste minuni ale tehnologiei moderne folosesc o combinație de senzori, camere și alte tehnologii avansate pentru a monitoriza zonele din jurul vehiculului și pentru a vedea dacă există structuri în față.

Pe măsură ce ratele accidentelor auto cresc din cauza erorilor șoferului, producătorii de automobile caută noi modalități de a construi vehicule mai sigure, care nu se bazează pe șoferi umani.

Ce este un vehicul electric autonom?

Un vehicul electric autonom este un vehicul care nu necesită un șofer uman.

Prin urmare, folosește o combinație de radar, senzori, camere și inteligență artificială pentru a naviga pe ruta dintre destinații.

Un vehicul complet autonom trebuie să facă acest lucru fără intervenție umană și sunt utilizate mai multe niveluri de autonomie pentru a măsura acest lucru.

Niveluri de autonomie

Administrația Națională pentru Siguranța Traficului pe Autostrăzi din SUA (NHTSA) detaliază cele șase niveluri de autonomie, începând cu Nivelul 0, unde vehiculul poate fi condus doar cu ajutorul unei ființe umane.

Celelalte cinci niveluri detaliază și explorează funcțiile autonome până la vehiculul complet autonom care nu necesită asistență.

Nivelul 1

Acest nivel implică un sistem avansat de asistență pentru șofer (ADAS) care ajută șoferul cu funcții ale vehiculului, cum ar fi direcția, accelerarea și frânarea, dar nu simultan.

Mai mult, acest sistem presupune camere din spate care pot surprinde orice obiect din spatele vehiculului. În plus, setează avertismente pentru șoferi dacă ies în derivă din banda lor.

Aceste caracteristici de siguranță sunt standard la vehiculele comerciale, iar un sistem de asistență pentru șofer este de obicei disponibil pentru vehiculele noi.

Nivelul 2

Autonomia de nivelul 2 implică un sistem avansat de asistență pentru șofer care poate vira, frâna sau accelera simultan în timp ce șoferul se află la volan.

Vehiculul poate prelua sarcina de a conduce, dar șoferul poate recăpăta controlul în orice moment.

Nivelul 3

Nivelul 3 implică mai degrabă un sistem de conducere automată (ADS) decât un sistem de asistență pentru șofer, care poate efectua toată conducerea în anumite circumstanțe.

Un exemplu de Nivel 3 este un vehicul care poate parca pentru șofer fără asistență. Cu toate acestea, șoferul uman trebuie să fie în continuare vigilent și să preia controlul asupra mașinii de cele mai multe ori.

Nivelul 3 este locul în care vehiculul începe să detecteze împrejurimile și să învețe mediul din jurul mașinii.

Nivelul 4

Acest nivel este locul în care șoferul uman este mai mult un pasager și se poate relaxa în timp ce sistemul de conducere automată îndeplinește toate sarcinile și monitorizează mediul.

Un vehicul este suficient de fiabil la acest nivel încât omul poate face alte lucruri în timp ce călărește și să nu acorde atât de multă atenție ca diferitele niveluri.

Nivelul 5

Nivelul 5 este simbolul autonomiei, în care un vehicul face tot ce ar face un șofer uman în timp ce pasagerii stau pe spate și nu sunt așteptați să monitorizeze vehiculul.

Acesta este nivelul pe care producătorii auto se străduiesc să-l atingă, deoarece vă oferă un șofer virtual. Deci, sunteți liber să faceți alte lucruri în timpul călătoriei cu mașina, în loc să fiți atenți la trafic.

Există câteva vehicule de Nivel 5 în etapa de testare care au rezultate promițătoare, arătând că vehiculele cu această capacitate pot fi fabricate ieftin și, prin urmare, pot fi accesibile oricui.

Cum funcționează mașinile cu conducere autonomă?

Vehiculele electrice autonome funcționează prin inteligență artificială, care utilizează cantități uriașe de date pentru a construi un sistem care să ajute vehiculul să se deplaseze fără ajutorul unui șofer.

Sistemele includ recunoașterea imaginilor, învățarea automată și rețelele neuronale care necesită un grad înalt de expertiză în inginerie pentru întreținere și execuție.

Rețelele neuronale identifică tiparele în cantități mari de date, care sunt apoi introduse în algoritmi de învățare pe calculator.

Rețelele neuronale învață apoi să identifice lucruri precum semafoare, borduri, copaci, pietoni, semne stradale și alte părți naturale ale mediului de conducere.

Prin urmare, este, în esență, mașina care merge la școala de șoferi și învață la ce să fii atent. Acest sistem poate reduce accidentele, deoarece inteligența artificială poate detecta ceea ce se află în jurul vehiculului.

În plus, mașina poate prezice care ar putea fi acele obiecte și poate face alegeri de conducere în consecință în câteva secunde. Sistemul se îmbunătățește doar cu cât funcționează mai mult, deoarece va învăța mai multe de fiecare dată când iese la mașină.

Un exemplu de funcționare a unui sistem avansat este proiectul Waymo de la Google:

• Pasagerul stabilește destinația, iar software-ul vehiculului calculează cea mai bună rută.

• Un senzor rotativ de pe acoperiș monitorizează o rază de acțiune de până la 60 de metri în jurul mașinii și creează o hartă 3D a mediului din jurul vehiculului.

• Un alt senzor de pe roata stânga spate detectează orice mișcare laterală pentru a monitoriza poziția vehiculului în raport cu harta 3D.

• Radarele de pe ambele bare de protecție calculează obstacolele și distanța vehiculului față de acestea.

• Software-ul de inteligență artificială este conectat la toți senzorii și colectează date din software-ul Google Street View și datele de la camerele video din vehicul.

• Învățarea profundă a sistemului de inteligență artificială simulează percepția umană și abilitățile de luare a deciziilor pentru a controla acțiuni precum direcția, frânele și accelerația.

• Software-ul vehiculului comunică cu Google Maps pentru a primi orice notificare în avans cu privire la reperele viitoare sau probleme precum accidente, semne de circulație și semafoare.

• O funcție de anulare este încorporată în sistem în cazul în care șoferul trebuie să preia controlul vehiculului.

Acest tip de sistem este un vehicul cu adevărat autonom în care șoferul este acolo doar pentru a prelua controlul mașinii dacă este necesar.

Avantajele vehiculelor cu conducere autonomă

Siguranță

Se estimează că 94% din toate incidentele de trafic sunt cauzate de o eroare a șoferului sau de un comportament slab al șoferului.

Odată cu apariția vehiculelor autonome, călătoriile nu se vor baza pe capacitatea unei ființe umane de a se concentra și de a respecta regulile rutiere.

Prin urmare, s-ar părea logic ca incidența accidentelor de circulație să poată fi redusă la zero.

Independenţă

O mașină care se conduce singur ar putea aduce o independență mult dorită acelor persoane care nu pot conduce din cauza unui handicap.

Cum ar fi adultul în vârstă care nu mai poate conduce din cauza degenerescenței maculare sau femeia care este paralizată de la brâu în jos și nu mai trebuie să depindă de alți oameni pentru a se deplasa pentru comisioane.

O mașină cu conducere autonomă este o soluție excelentă pentru cei care doresc totuși să-și mențină independența și să trăiască o viață de înaltă calitate, fără a depinde de alții.

Economisește bani

Aceste vehicule ar putea ajuta la economisirea de bani pentru daune de asigurare, deoarece apariția accidentelor va scădea.

Cu timpul, tarifele de asigurare pentru mașinile cu conducere autonomă ar putea fi, de asemenea, reduse, deoarece cazurile de daune vor scădea drastic.

În plus, cu prețurile la gaze în continuă creștere, oamenii ar putea economisi bani, deoarece aceste vehicule sunt electrice.

Productivitate crescuta

Pasagerii nu vor mai fi nevoiți să privească mașina din fața lor în timpul blocajelor de trafic între bara de protecție.

În plus, ei pot citi o carte, pot termina un raport sau se pot odihni în pregătirea pentru ziua următoare.

Tehnologia ar putea permite, de asemenea, vehiculului să lase pasagerii la destinație și apoi să se parcheze singur.

Reduce congestia

Aceste vehicule pot ameliora congestionarea traficului prin reducerea numărului de accidente care provoacă întârzieri.

Mai bine pentru mediu

Reducerea blocajelor de trafic înseamnă mai puține ralanti și mai puține gaze cu efect de seră care dăunează atmosferei. Un vehicul autonom este, de asemenea, un mijloc perfect pentru carpooling, reducând numărul de mașini pe drum.

Ingineria vehiculelor electrice autonome

Ingineria în domeniul vehiculelor autonome este o provocare. Poate fi, de asemenea, o profesie interdisciplinară plină de satisfacții, care implică educație în informatică, robotică, automobile și învățare automată.

Prin urmare, inginerii din această industrie pot căuta un loc de muncă la una dintre marile companii de automobile, lider în inovații de vârf.

Dacă sunteți interesat să lucrați cu vehicule autonome, vă puteți înscrie la un program de master ECE precum cel oferit la Kettering University Online.

Mai mult, acest tip de program este special conceput pentru a preda ingineria vehiculelor electrice și autonome cu viziune spre viitorul industriei auto.

Mașinile autonome de inginerie depășesc educația inginerească tradițională și se ramifică în multe domenii de expertiză.

Calitățile unui inginer de vehicule electrice autonome

Când urmați un master în inginerie electrică și informatică pentru sisteme avansate de mobilitate, vă veți concentra pe următoarele aspecte:

• Integrarea sistemelor informatice și a sistemelor electrice pentru utilizare în vehicule cu conducere autonomă și alte aplicații avansate de mobilitate

• Dezvoltarea de aplicații avansate de mobilitate pentru vehicule electrice, autonome și hibride, precum și a altor sisteme de transport - în special, cum să dezvolte inteligența artificială și sistemele robotice așa cum se aplică în domeniul aplicațiilor de mobilitate avansată

• Cum să proiectați sisteme dinamice care îmbunătățesc funcționalitatea autonomă

• Robotica îmbunătățită de AI

Este nevoie de o persoană dedicată, cu o minte și ochi ascuțiți pentru viitor, pentru a se strădui să devină un inginer de mașini autonome.

Dacă lucrezi cu normă întreagă, poți să-ți urmezi diploma online. Prin urmare, acest lucru în sine necesită o determinare și o disciplină unică pentru studenții independenți.

Această carieră nu este o cursă până la final, ci un maraton care te va duce în noi domenii tehnologice.

Inovațiile la care veți lucra vor fi extinse în mod constant, pe măsură ce domeniul vehiculelor autonome se schimbă și se îmbunătățește treptat.

Poate doriți să analizați această carieră dinamică dacă aveți unele dintre aceste caracteristici:

• Fiind un cursant pe tot parcursul vieții care este dispus să-și îmbunătățească abilitățile și cunoștințele în mod continuu

• O pasiune pentru cercetare pentru a ajuta la îmbunătățirea tehnologiei

• Dedicare pentru rezolvarea problemelor și persistență chiar și atunci când se confruntă cu o sarcină dificilă

• O aptitudine pentru programare și codare curată

• Abilitatea de a gândi tehnic

• Capabil să analizeze sisteme pentru a descoperi deficiențe

Persoanele cu experiențe existente în inginerie, cu diverse stiluri, interese și seturi de abilități pot obține un mare succes în a face echipă cu o companie care este implicată în ingineria vehiculelor autonome.

Există multe domenii deschise pentru cineva cu o diplomă avansată, care includ:

• Inginer robotic: un inginer robotic lucrează la integrarea roboților în tehnologiile existente, cum ar fi vehicule autonome, submersibile, vehicule aeriene autonome și alte tipuri de roboți

• Inginer electrician: un inginer electrician se concentrează pe lucrul cu electromagnetism, electricitate și electronică

• Inginer de validare a conducerii autonome (ADVE): Acești ingineri testează și validează platforma computerizată a vehiculelor autonome

• Inginer de sisteme: Acesta este un inginer care dezvoltă și întreține sisteme funcționale (de exemplu, sisteme de comunicații fără fir vehicul-la-vehicul, sisteme de comunicații prin satelit aerospațial, sisteme de cloud computing)

• Inginer de control și acționări: Acest tip de inginer se concentrează pe întreținerea software-ului și hardware-ului pentru componentele funcționale ale sistemului de inteligență artificială, cum ar fi actuatoarele și senzorii.

• Programator de computer: acesta este cineva care scrie și testează codul de programare a computerului pentru funcționarea software și hardware

• Inginer de sistem de senzori: un inginer de sistem de senzori se concentrează pe aspectele software și hardware ale sistemelor de senzori, cum ar fi radar, lidar și camere

A deveni un inginer de vehicule autonome implică studii interdisciplinare în domeniile ingineriei software, matematică și robotică.

În plus, sunt necesare programarea computerelor, senzorii, proiectarea și mecanica auto și inginerie mecanică.

Este evoluția ingineriei și este o perspectivă fascinantă să vedem ce inovații vor veni în continuare.

Gânduri finale

Viitorul este aici și, într-o zi, când vom urca cu toții în vehiculele noastre autonome fără volan, ne vom întreba cum au făcut altceva generațiile trecute.

Vehiculele noastre acționate pe gaz, care trebuie să fie conduse de oameni, vor merge pe calea calului și a trăsurii.

Accidentele vor înceta să mai existe, deoarece mașinile viitoare vor fi reglate între ele și vor continua să învețe mai multe cu fiecare zi care trece.

Tehnologia vehiculelor electrice autonome este mai accesibilă decât am putea crede. Mai mult, anumite companii se străduiesc să facă această tehnologie cât mai accesibilă.

Modul în care vehiculele electrice cu conducere autonomă ne vor ajuta mediul și siguranța șoferului este remarcabil.

Ai vreo părere despre asta? Transmite discuția pe Twitter sau Facebook.

Recomandările editorilor:

• Descoperirile tehnologice ar putea oferi cheia conducerii autonome în siguranță
• Se pare că Apple Car merge all-in la conducerea autonomă și ar putea lansa până în 2025
• Accidentele cu pilotul automat Tesla au implicații mari pentru mașinile care se conduc singure
• Vehicule autonome și siguranță rutieră