מכונית רובוטית ללא נהג. אומנות, מדע וטכנולוגיה

מכונית רובוטית ללא נהג

המכונית הרובוטית משוטטת בכבישים

 כבר הרבה זמן שאנשים חולמים על מכונית שתנהג בעצמה בכביש המהיר ובכלל בעיר. מה שקרוי מכונית רובוטית או רובו-מכונית. למרות שהנהיגה במכונית פעמים רבות יכולה להיות מהנה, בכל זאת אנחנו מבזבזים מאות ואף אלפי שעות בנהיגה בכבישים ובייחוד בהמתנה מורטת עצבים בפקקים. כך יוצא, שבערך עשרה אחוזים מזמן העבודה למעשה מתבזבז בכבישים והנהיגה עצמה היא מעייפת ומעצבנת.

נשאלה לכן השאלה, אולי מישהו או בעצם משהו ינהג במקומנו? יש לכך יתרון רב. זאת לא רק כדי שהנהג ינוח בפקקים בעת שהמכונית מנווטת בכבישים, הבקרה האוטומטית של הרובו-מכונית תוכל לעקוף את המכוניות בגלל חיישנים שיזהו את הדרכים המהירות ביותר ובשל תחכומים נוספים. אלא אולי בעיקר בגלל תאונות דרכים. תאונות דרכים הן גורם מרכזי בפציעות ומוות. נראה, שמכונית הנוהגת בעצמה יכולה להפחית את מספר תאונות הדרכים. ההשערה היא, שהגורם האנושי יופחת כאשר נכניס לכביש מכונית שנוהגת בעצמה ומונחית ומנווטת על ידי תוכנה.

הטכנולוגיה של מכונית רובוטית לכן לא ממש מיועדת לנהיגה ללא נהג, אלא מיועדת לצרכים בטיחותיים. כאשר הנהג נרדם, או אם הוא לא מרוכז, קורה לו משהו. אבל היא טומנת בחובה גם אלמנט של ג’אדג’ט ונסיעה ללא נהג. אמרנו ג’אדג’ט? מבחינה הנדסית וכבעיה במחשבים, לבנות רובו-מכונית זה מאוד מסובך.

מטרד ידוע נוסף שקשור במכונית הוא בעית החניה: כניסה לחניה צרה וביחוד מציאת חניה. מה דעתכם על מכונית שנוהגת בעצמה וגם מוצאת לכם חניה בגלל שיש לה אלמנט ניווט מיוחד לשם כך? היא מחפשת לבד מקום חניה ברחובות או במגרשי חניה שמותאמים לניווט אוטונומי של מכונית רובוטית. הנהג עוזב את המכונית ונותן לה פקודה ממוחשבת: “יקירתי, מצאי מקום חניה בתל אביב הפקוקה…” והמכונית משוטטת ברחובות דיזינגובה פינת ארלוזרובה ובחניונים המותאמים לכך ומחפשת… למעשה, המכונית מצוידת בחיישן ובמערכת חדישה והנהג יכול לקרוא לה: “היי, אני זקוק שתבואי לקחת אותי עכשיו מהעבודה”. במצב עניינים זה, עדיף שהמכונית תחנה בפרוורי העיר ולא בתוכה. כאשר היא מקבלת קריאה מבעליה לבוא לקחת אותו, היא באה ממקום החניה מחוץ לעיר. נשמע מדע בדיוני?

אמרנו כבר שמכונית רובוטית יכולה לפתור את בעית הפקקים. כיצד? המכונית הרובוטית מסוגלת לקבל תשדורת על מצב הפקקים (כלומר, מפת הרכבים על הכבישים) והיא כבר תבחר את הנתיב המהיר ביותר בסינכרון מלא עם הרמזורים. זאת מכיוון, שבנוסף, היא מקבלת מידע מלא על זמני הרמזורים. היא תבחר את הרחוב הטוב ביותר והמתאים ביותר לנסיעה, זה בעל הכי פחות עצירות ושיש לו מספר מינימאלי של פניות ועיקולים. המכונית הרובוטית תסרוק באמצעות לייזר את הכביש כדי לחוש בבליטות ובעליות וירידות. וכך היא תתאים את נסיעתה לתנאי הכביש. מסתבר אם כן… שלהיות נהג (טכנית לפחות) זה בכלל לא פשוט. בכל זאת ישנן פעולות שמכונית רובוטית יכולה לעשותן ונהג אנושי לא יכול, מפאת הדיוק והתכונות האנושיות.

נגיד שאתם צריכים לעצור ולרדת בעבודה ואתם ממש ממהרים, כי הבוס כועס כבר שאתם מאחרים. המכונית תעצור, תוריד אתכם ותמשיך הלאה לבדה. אתם לא מחכים בתור בשום מקום כי המכונית תנהג לה ברחובות ותסע לה לסידורים. סליחה, סידורים?? כן שמעתם נכון, סידורים… הסידורים של המכונית הם הבאים: היא תכנס לתחנת דלק ותמלא לבדה דלק. או אם מדובר במכונית חשמלית, היא תטעין את עצמה ואז אחר כך, תחנה או תעצור במקום כלשהו. בתחנת הדלק ישרתו אותה רובוטים כמוהה. על המכונית יש DGPS ותוכלו למצוא אותה בקלות.

תדמיינו את עצמכם עכשיו עומדים בפינת הרחוב, מרימים את היד ומזמינים מונית. אבל לא מדובר בסתם מונית, אלא במונית שקרויה robotaxi. המונית הרובוטית עוצרת לידכם והיא נוהגת בעצמה. שמים בתוכה כסף כמו בעגלה של הסופר, מכניסים חמש שקל והיא נוסעת…

ישנן לא מעט בעיות ביישום טכנולוגית המכוניות הרובוטיות, מעבר לבעיות ההנדסיות שקשורות בבנית המכונית הרובוטית. למשל, זיהוי אדם שמתפרץ לכביש. כיצד מכונית רובוטית יכולה לזהות הולך רגל? היא תזהה משהו בלתי רגיל בדרכה. היא תצטרך לעצור בזמן. יתכן שיצטרכו לבנות מסלולים מיוחדים בכבישים למכוניות רובוטיות. למשל, אולי יצטרכו להשתיל כבל מתחת לכביש לכל אורכו באמצע כדי שהרובוט יוכל לעקוב אחריו. ישנם המציעים סימונים מיוחדים בצידי הדרך, שיסייעו לראית-המכונה במכונית, כדי שהרובוט יוכל למצוא את הדרך. אולי יצטרכו לשרדג את כל התמרורים ושלטי הדרכים: לשים על כל תמרור ושלט סימונים וקודים מיוחדים. במצב עניינים זה המכונית הרובוטית תוגבל לנתיבים מסויימים וזה לא יעיל. לכן יש להשתמש במאגר נתונים ממוחשב של הכבישים וכך המכונית הרובוטית תוכל לנוע בכל מקום.   

פעם חשבו שמכונית מעופפת היא מדע בדיוני והיום נראה שהיא קרובה למציאות. אז נעוף בשמים ויהיו שם פקקים, וכאשר ננחת חזרה לרחובות העיר הסואנת נצטרך שוב לקפל את הכנפיים ולחפש חניה.  אבל מכונית שנוהגת לבדה? מכונית רובוטית כזו, שנוהגת בעצמה, בכלל נראתה מאז ומתמיד חלום רחוק. מסתבר שמכונית כזו היא על גבול המימוש וזאת לאחר שהצליחו להתגבר על המכשולים הטכנולוגיים.

DARPA והמכונית הרובוטית

המכונית הרובוטית היא עוד רעיון והצעה מבית Defence Advanced Research Projects Agency ,DARPA, סוכנות המחקר הצבאית המדעית של הפנטגון. DARPA כזכור העלתה את רעיון בנית המכונית המעופפת והיא גם זו שהעלתה את הרעיון לבנית המכונית הרובוטית – והכל בגלל צרכים צבאיים. ל-DARPA ישנם רעיונות מדעיים על גבול המדע בדיוני והמחקרים שלה לא פעם מכונים Blue skies research. סוכנות DARPA מכונה blue-sky research arm והיא לא מחפשת להרוויח כמו חברה פרטית. לכן היא יכולה להשקיע כסף בניסיונות חדשניים. ככלות הכל היא הובילה להמצאת האינטרנט, ה-GPS ועכבר המחשב ותמיד אפשר לשוב על הצלחות אלה… DARPA הוקמה על ידי הנשיא דוויט אייזנהאור בפברואר 1958 כסוכנות מחקר שמטרתה הראשונית הייתה למנוע הפתעה מצד הרוסים. הרוסים הפתיעו את האמריקאים עם ספוטניק והכלבה לייקה בחלל והאמריקאים לא יכלו לסבול זאת. מאז ל-DARPA יש פרויקטים מוזרים וביחוד חדשניים, כמו פרויקט שמיועד לגדל מחדש איברים של חיילים שנפצעו בקרב. לפני שנה מדענים הצליחו להפוך עור של אדם למקבילה של בלסטמה – מסה של גושי תאים שיכולים להתפתח לחלקי גוף חדשים. החוקרים התקדמו כדי להפוך את גוש התאים האלה לרקמת שרירים. המטרה היא לגמרי להחליף את השריר שאבד בקרב, כולל התפקוד של הרקמות, השריר, העצבים, העור והאיבר כולו – וכל זאת לאחר פציעה טראומטית בשדה הקרב. באותו הזמן, DARPA יצאה ברעיון נוסף לפתח מיקרוטכנולוגיה חדשה. DARPA חשבה על דור חדש של רכיבים ניידים ורובוטים, שיהיה זמין על מיקרוצ’יפים. למערכת ניווט, לחיישן רדאר, חיישן מגנטי, מערכות קשר זעירות ולכל מערכת אחרת במעבדה תהיה מקבילה אלקטרונית בגודל זעיר. DARPA שואפת להקטין רכיבים חדשים והיא רוצה רכיבים בגודל של “קופסת גפרורים”. היא רוצה לבצע אינטגרציה לרכיבים השונים כדי שהטכנולוגיות הנוזליות, הפוטוניות והרדיו-מיקרוגל יעבדו יחד על אותו הצ’יפ. DARPA רוצה מצלמת וידאו באינפרא אדום ששוקלת רק עשרה גרם למטוסים לא מאויישים ולמשימות ליליות. או שעון אטומי על צ’יפ, רדאר על צ’יפ, רכיבים פוטוניים, חיישנים אטומיים שימדדו טמפרטורה, לחץ ושדות מגנטיים וגורמים סביבתיים. ולכן DARPA רוצה לכל זה גם בטריות אטומיות זעירות בגודל של פחות מסנטימטר מעוקב ושיפיקו משהו כמו 35 מיליווטים. הבעיה היא שהיום מכשירים רבים הם צ’יפים בתוך מעבדה ולא מעבדות על צ’יפים.

לגבי המכונית הרובוטית האוטונומית, הצבא זקוק למכוניות ורכבים שיכולים לנסוע בצורה אוטונומית, כמו המל”ט כרכב טייס, כך זקוקים לרכב קרקע שיסע בצורה אוטונומית. וזה הרי ברור. בעת מלחמה ולחימה באזורים מסוכנים, זקוקים לשלוח ציוד ברכבי שטח רובוטיים מבלי לסכן חיי אדם. ככה אם המשאית הרובוטית היא ממולכדת ועולה על מוקש אף אחד לא נהרג. DARPA ארגנה בתחילה תחרות מכוניות לחברות שהציעו מודלים העונים על ההגדרה של מכוניות רובוטיות צבאיות. אולם בתחילה המודלים לא היו במיוחד מוצלחים. הדרישה של DARPA הייתה שהרכבים יוכלו לקפץ בחולות ובשטחים בעייתיים, בכבישים מפותלים ולדעת להתמודד עם מכשולים. DARPA ארגנה מרוצים ב-2005 וב-2007. במירוץ האחרון הרכבים נהגו ברחובות העיר והיו יותר מוצלחים. הרכבים השתמשו ברדאר, בחיישנים ובמצלמות כדי לעקוב אחרי הכביש במהירויות יחסית נמוכות ובמסלולים סגורים ומבוקרים.

מכונית רובוטית דגם 2010

בית הספר להנדסה באוניברסיטת סטנפורד וחברת פולסוואגן בארה”ב (Volkswagen Group of America, Inc. ,VWGoA) בנו מכונית רובוטית חדשה robocar, Pikes Peak Audi TTS, מכונית ללא נהג פרי התכנון של המעבדה הקרויה:  Volkswagen Automotive Innovation Laboratory (VAIL). האאודי TTS 2010 – המוכנית הרובוטית של סטנפורד שפותחה במעבדות פולסוואגן בארה”ב היא בסגנון מכונית מירוץ. היא מבוססת על שני דגמים שניצחו בתחרויות של DARPA מ-2005 ו-2007.

המכונית היא הרחבה של כמה אלמנטים שמצויים במכונית רגילה, כמו למשל ה-cruise control הידוע, שאפשר למכונית להיות לגמרי אוטונומית. על המכונית מותקנת מערכת ניווט דיפרנציאלית- DGPS, שעוקבת אחרי מיקום המכונית בטווח של 2 סנטימטרים. חיישנים ומד תאוצה בודקים את מהירות הגלגלים. ג’ירוסקופ מפקח על שיווי המשקל ועל הכיוון. ישנה כמובן מערכת ממוחשבת ששולטת במכונית ואלקטרוניקה חדשנית. בהדגמה המכונית האיצה ל-65 קמ”ש והפעילה ברקסים כאשר היא הגיעה לסיבוב. בכביש מפותל המכונית נסעה במהירות של 40 קמ”ש. ואילו בכביש הפתוח היא דהרה ב-209 קמ”ש כיאה למכונית ספורט אמיתית.

האחורה של המכונית – האלקטרוניקה

 

הפנים של המוכנית

תמונות ומידע מכאן – Wired

המכונית היא בשלבי בדיקה, אבל היא מתוכננת לצאת לשוק כבר בסוף השנה הזו.

האומנות, המדע והטכנולוגיה חברו יחד

Doctor Who Travels Through Wormhole on London Bus

דיויד טנט (ד”ר הו מספר 10) והכותב ראסל ט. דיוויס מסבירים מה קורה לאוטובוס לונדוני כאשר הוא נוסע דרך חור תולעת, ומדוע האפקטים המיוחדים של ד”ר הו קשורים במשהו שהוא קצת יותר מאשר יצירה בבית הספר.

 

האוטובוס הבריטי שנוסע בחור תולעת – wired

 

‘Alice in Wonderland’ Director on 3-D

 

Through the Looking Glass: The Tech Behind Alice

איך יצרו את הסרט אליס בארץ הפלאות החדש

 

New Tron Legacy trailer

היכונו לשובו של הסרט האגדי “טרון” מבית דיסני. דיסני שחררה טריילור חדש בתלת-ממד כמובן, כאשר היא יוצרת יקום סייבר דיגיטאלי חדש לחלוטין. הסרט יצא לאקרנים בארה”ב ב-17 לדצמבר, 2010, ויגיע אלינו…?

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s