Araç özerkliği ve elektrik mühendisliğinin geleceği

Şaşırtıcı fütüristik yeniliklerin ekranda uçtuğu veya sürdüğü bir bilim kurgu filmi izlediniz mi?

Hayatınız boyunca bu icatların olacağına hiç inandınız mı? Eh, gelecek burada kendi kendini süren bir araç şeklinde.

Daha çok otonom elektrikli araçlar (AEV) olarak bilinen bu modern teknoloji harikaları, aracın etrafındaki alanları izlemek ve ileride herhangi bir yapının olup olmadığını görmek için sensörler, kameralar ve diğer ileri teknolojilerin bir kombinasyonunu kullanır.

Sürücü hatası nedeniyle otomobil kaza oranları arttıkça, otomotiv üreticileri, insan sürücülerine dayanmayan daha güvenli araçlar üretmenin yeni yollarını arıyorlar.

Otonom elektrikli araç nedir?

Otonom elektrikli araç, insan sürücü gerektirmeyen bir araçtır.

Bu nedenle, hedefler arasındaki rotada gezinmek için radar, sensörler, kameralar ve yapay zekanın bir kombinasyonunu kullanır.

Tamamen otonom bir aracın bunu insan müdahalesi olmadan yapması gerekiyor ve bunu ölçmek için çeşitli özerklik seviyeleri kullanılıyor.

Özerklik seviyeleri

ABD Ulusal Karayolu Trafik Güvenliği İdaresi (NHTSA), Seviye 0'dan başlayarak, aracın yalnızca bir insan yardımıyla sürülebildiği altı özerklik düzeyini detaylandırıyor.

Diğer beş seviye, yardım gerektirmeyen tam otonom araca kadar otonom özellikleri detaylandırır ve keşfeder.

Seviye 1

Bu seviye, sürücüye direksiyon, hızlanma ve frenleme gibi aracın işlevleri konusunda yardımcı olan, ancak aynı anda değil, gelişmiş bir sürücü destek sistemini (ADAS) içerir.

Ayrıca bu sistem, aracın arkasındaki herhangi bir nesneyi yakalayabilen arka kameralara sahiptir. Ek olarak, şeritten çıkmaları durumunda sürücülere uyarı verir.

Bu güvenlik özellikleri ticari araçlarda standarttır ve genellikle yeni araçlarda bir sürücü destek sistemi mevcuttur.

Seviye 2

Seviye 2 özerklik, sürücü direksiyon başındayken aynı anda direksiyonu çevirebilen, frenleyebilen veya hızlanabilen gelişmiş bir sürücü destek sistemini içerir.

Araç, sürüş görevini üstlenebilir, ancak sürücü her an kontrolü yeniden kazanabilir.

3. seviye

Seviye 3, belirli koşullar altında tüm sürüşü gerçekleştirebilen bir sürücü destek sisteminden ziyade bir otomatik sürüş sistemini (ADS) içerir.

Seviye 3'e bir örnek, sürücü için yardım almadan park edebilen bir araçtır. Bununla birlikte, insan sürücünün hala uyanık olması ve çoğu zaman arabanın kontrolünü ele alması gerekir.

Seviye 3, aracın çevreyi algılamaya ve arabanın etrafındaki ortamı öğrenmeye başladığı yerdir.

Seviye 4

Bu seviye, insan sürücünün daha çok bir yolcu olduğu ve otomatik sürüş sistemi tüm görevleri yerine getirirken ve çevreyi izlerken arkanıza yaslanıp rahatlayabileceği yerdir.

Bir araç, bu seviyede, insanın sürüş sırasında başka şeyler yapabileceği ve farklı seviyeler kadar dikkat etmediği kadar güvenilirdir.

Seviye 5

Seviye 5, bir aracın, bir insan sürücünün yapacağı her şeyi, yolcular arkaya yaslanırken ve aracı izlemeleri beklenmezken yaptığı özerkliğin özüdür.

Bu, otomobil üreticilerinin ulaşmaya çalıştığı seviyedir çünkü size sanal bir şoför sağlar. Yani araba yolculuğu sırasında trafiğe dikkat etmek yerine başka şeyler yapmakta özgürsünüz.

Test aşamasında olan ve bu yeteneğe sahip araçların ucuza yapılabileceğini ve dolayısıyla herkes için erişilebilir olduğunu gösteren umut verici sonuçlara sahip bazı Seviye 5 araçlar bulunmaktadır.

Kendi kendine giden arabalar nasıl çalışır?

Otonom elektrikli araçlar, aracın bir sürücünün yardımı olmadan dolaşmasına yardımcı olacak bir sistem oluşturmak için büyük miktarda veri kullanan yapay zeka aracılığıyla çalışır.

Sistemler, sürdürmek ve yürütmek için yüksek derecede mühendislik uzmanlığı gerektiren görüntü tanıma, makine öğrenimi ve sinir ağlarını içerir.

Sinir ağları, daha sonra bilgisayar öğrenme algoritmalarına beslenen büyük miktarda verideki kalıpları tanımlar.

Sinir ağları daha sonra trafik ışıkları, kaldırımlar, ağaçlar, yayalar, sokak işaretleri ve sürüş ortamının diğer doğal parçaları gibi şeyleri tanımlamayı öğrenir.

Bu nedenle, esasen arabanın sürücü kursuna gitmesi ve nelere dikkat etmesi gerektiğini öğrenmesidir. Yapay zeka aracın etrafında ne olduğunu algılayabildiği için bu sistem kazaları azaltabilir.

Ayrıca otomobil, bu nesnelerin neler olabileceğini tahmin edebiliyor ve buna göre saniyeler içinde sürüş seçimlerini yapabiliyor. Sistem, çalıştıkça daha iyi hale gelir, çünkü her sürüşte daha fazlasını öğrenecektir.

Gelişmiş bir sistemin nasıl çalıştığına bir örnek, Google'ın Waymo projesidir:

• Yolcu varış yerini belirler ve aracın yazılımı en iyi rotayı hesaplar.

• Tavandaki dönen bir sensör, otomobilin etrafında 60 metreye kadar olan bir menzili izler ve aracın etrafındaki ortamın 3 boyutlu bir haritasını oluşturur.

• Sol arka tekerlekteki başka bir sensör, aracın konumunu 3D haritaya göre izlemek için herhangi bir yan hareketi algılar.

• Her iki tampondaki radarlar, engelleri ve aracın onlardan olan mesafesini hesaplar.

• Yapay zeka yazılımı tüm sensörlere bağlıdır ve Google'ın Street View yazılımından ve araçtaki video kameralardan gelen verileri toplar.

• Yapay zeka sisteminin derin öğrenmesi, direksiyon, fren ve hızlanma gibi eylemleri kontrol etmek için insan algısını ve karar verme yeteneklerini simüle eder.

• Aracın yazılımı, yaklaşan önemli noktalar veya kazalar, trafik işaretleri ve trafik ışıkları gibi sorunlar hakkında önceden bildirim almak için Google Haritalar ile iletişim kurar.

• Sürücünün aracın kontrolünü ele geçirmesi gerektiğinde sisteme bir geçersiz kılma işlevi yerleştirilmiştir.

Bu tür bir sistem, sürücünün yalnızca gerektiğinde aracın kontrolünü ele geçirmek için orada olduğu gerçek anlamda otonom bir araçtır.

Kendi kendine giden araçların faydaları

Emniyet

Tüm trafik olaylarının %94'ünün sürücü hatası veya kötü sürücü davranışlarından kaynaklandığı tahmin edilmektedir.

Otonom araçların gelişiyle birlikte seyahat, bir insanın odaklanma ve yolun kurallarına uyma yeteneğine bağlı olmayacak.

Bu nedenle trafik kazalarının görülme sıklığının sıfıra indirilmesi mantıklı görünmektedir.

Bağımsızlık

Kendi kendini süren bir araba, engellilik nedeniyle araba kullanamayan bireylere çok istenen bağımsızlığı getirebilir.

Örneğin, makula dejenerasyonu nedeniyle artık araba kullanamayan yaşlı yetişkin veya belden aşağısı felç olan ve artık ayak işleri için başka insanlara bağımlı olmayan bir kadın gibi.

Kendi kendini süren bir araba, bağımsızlığını sürdürmek ve başkalarına bağımlı olmadan yüksek kaliteli bir yaşam sürmek isteyenler için mükemmel bir çözümdür.

Para tasarrufu sağlar

Bu araçlar, kazaların meydana gelme olasılığı azalacağından, sigorta taleplerinden tasarruf etmenize yardımcı olabilir.

Zamanla, kendi kendine giden arabalar için sigorta oranları da düşebilir, çünkü talep vakaları büyük ölçüde düşecektir.

Ayrıca sürekli artan benzin fiyatları ile bu araçlar elektrikli olduğu için insanlar tasarruf edebilir.

Artan verimlilik

Yolcular artık tampondan tampona trafik sıkışıklıklarında önlerindeki aracı izlemek zorunda kalmayacak.

Ek olarak, bir kitap okuyabilir, bir rapor bitirebilir veya bir sonraki güne hazırlanmak için dinlenebilirler.

Teknoloji ayrıca aracın yolcuları varış yerlerine bırakmasına ve ardından kendi kendine park etmesine izin verebilir.

Tıkanıklığı azaltır

Bu araçlar, gecikmelere neden olan kazaların sayısını azaltarak trafik sıkışıklığını giderebilir.

Çevre için daha iyi

Trafik sıkışıklığının azaltılması, daha az rölanti ve atmosfere zarar veren daha az sera gazı anlamına gelir. Kendi kendini süren bir araç, aynı zamanda, yoldaki araba sayısını azaltarak, ortak kullanım için mükemmel bir araçtır.

Otonom elektrikli araç mühendisliği

Otonom araçlar alanında mühendislik zordur. Ayrıca bilgisayar bilimi, robotik, otomotiv ve makine öğrenimi alanlarında eğitimi içeren ödüllendirici bir disiplinler arası meslek olabilir.

Bu nedenle, bu sektördeki mühendisler, en son yeniliklerde öncü olan büyük otomotiv şirketlerinden birinde iş arayabilirler.

Otonom araçlarla çalışmakla ilgileniyorsanız, Kettering University Online'da sunulana benzer bir ECE yüksek lisans programına kayıt olabilirsiniz.

Ayrıca, bu tür bir program, otomotiv endüstrisinin geleceğine yönelik bakış açısına sahip elektrikli ve otonom araçların mühendisliğini öğretmek için özel olarak tasarlanmıştır.

Kendi kendini süren arabaların mühendisliği, geleneksel mühendislik eğitiminin ötesine geçer ve birçok uzmanlık alanına girer.

Otonom elektrikli araç mühendisinin nitelikleri

Gelişmiş mobilite sistemleri için elektrik ve bilgisayar mühendisliği alanında yüksek lisans yaptığınızda, aşağıdaki yönlere odaklanacaksınız:

• Kendi kendini süren araçlarda ve diğer gelişmiş mobilite uygulamalarında kullanım için bilgisayar sistemlerinin ve elektrik sistemlerinin entegrasyonu

• Elektrikli, otonom ve hibrit araçların yanı sıra diğer ulaşım sistemleri için gelişmiş mobilite uygulamalarının geliştirilmesi - özellikle, gelişmiş mobilite uygulamaları alanına uygulandıkları için yapay zeka ve robotik sistemlerin nasıl geliştirileceği

• Otonom işlevselliği artıran dinamik sistemler nasıl tasarlanır?

• Yapay zeka ile geliştirilmiş robotik

Kendi kendini süren bir araba mühendisi olmaya çabalamak, geleceğe yönelik keskin bir zihin ve gözlere sahip adanmış bir bireyi gerektirir.

Tam zamanlı çalışıyorsanız, derecenizi çevrimiçi olarak takip edebilirsiniz. Bu nedenle, bu başlı başına bağımsız öğrenenlere özgü bir kararlılık ve disiplin gerektirir.

Bu kariyer bir bitiş yarışı değil, sizi yeni teknoloji alanlarına götürecek bir maratondur.

Üzerinde çalışacağınız yenilikler, otonom araçların alanı hızla değiştikçe ve geliştikçe sürekli olarak genişletilecektir.

Bu özelliklerden bazılarına sahipseniz, bu dinamik kariyere bakmak isteyebilirsiniz:

• Becerilerini ve bilgilerini sürekli geliştirmeye istekli, yaşam boyu öğrenen bir öğrenci olmak

• Teknolojiyi geliştirmeye yardımcı olacak araştırma tutkusu

• Sorunları çözmeye kendini adama ve zor bir görevle karşı karşıya kalındığında bile ısrarcı olma

• Programlama ve temiz kodlama yeteneği

• Teknik olarak düşünme yeteneği

• Eksiklikleri bulmak için sistemleri analiz edebilir

Çeşitli stiller, ilgi alanları ve becerilere sahip mühendislik geçmişine sahip kişiler, otonom araç mühendisliği ile uğraşan bir şirketle birlikte çalışarak büyük başarı elde edebilirler.

Aşağıdakileri içeren ileri dereceli birine açık birçok alan vardır:

• Robotik mühendisi: Bir robot mühendisi, robotları otonom araçlar, denizaltılar, otonom hava araçları ve diğer robot türleri gibi mevcut teknolojilere entegre etmek için çalışır.

• Elektrik mühendisi: Bir elektrik mühendisi elektromanyetizma, elektrik ve elektronik ile çalışmaya odaklanır.

• Otonom sürüş doğrulama mühendisi (ADVE): Bu mühendisler, otonom araçların bilgisayar platformunu test eder ve doğrular.

• Sistem mühendisi: Bu, işlevsel sistemler geliştiren ve bakımını yapan bir mühendistir (örneğin, kablosuz araçtan araca iletişim sistemleri, havacılık uydu iletişim sistemleri, bulut bilgi işlem sistemleri)

• Kontroller ve tahrik mühendisi: Bu tür mühendis, aktüatörler ve sensörler gibi yapay zeka sisteminin işlevsel bileşenleri için yazılım ve donanımın bakımına odaklanır.

• Bilgisayar programcısı: Yazılım ve donanım çalışması için bilgisayar programlama kodunu yazan ve test eden kişidir.

• Sensör sistem mühendisi: Bir sensör sistemi mühendisi, radar, lidar ve kameralar gibi sensör sistemlerinin yazılım ve donanım yönlerine odaklanır.

Otonom bir araç mühendisi olmak, yazılım mühendisliği, matematik ve robotik alanlarında disiplinler arası çalışmayı içerir.

Ayrıca bilgisayar programlama, sensörler, otomotiv tasarımı ve mekaniği ve makine mühendisliği de gereklidir.

Bu, mühendisliğin evrimidir ve bundan sonra hangi yeniliklerin geleceğini görmek büyüleyici bir beklentidir.

Son düşünceler

Gelecek burada ve bir gün hepimiz kendi kendine giden araçlarımıza direksiyonsuz bindiğimizde, geçmiş nesillerin nasıl başka bir şey yaptığını merak edeceğiz.

İnsanlar tarafından yönlendirilmesi gereken gazlı araçlarımız, at ve fayton yolunda gidecek.

Geleceğin otomobilleri birbirine göre ince ayarlanacağı ve her geçen gün daha fazla şey öğrenmeye devam edeceği için kazalar ortadan kalkacak.

Otonom elektrikli araç teknolojisi, düşündüğümüzden daha erişilebilir. Ayrıca, bazı şirketler bu teknolojiyi mümkün olduğunca uygun maliyetli hale getirmeye çalışıyor.

Elektrikli kendi kendini süren araçların çevremize ve sürücü güvenliğine nasıl yardımcı olacağı dikkat çekicidir.

Bu konuda herhangi bir fikriniz var mı? Tartışmayı Twitter veya Facebook sayfamıza taşıyın.

Editörün Önerileri:

• Teknolojik atılımlar, güvenli otonom sürüşün anahtarı olabilir
• Apple Car'ın tamamen kendi kendine sürüşe geçtiği ve 2025 yılına kadar piyasaya sürülebileceği bildiriliyor
• Tesla Otopilot kazalarının kendi kendini süren arabalar için büyük etkileri var
• Otonom araçlar ve yol güvenliği