مسابقات اتومبیلرانی خودران نوید خودروهای بدون راننده ایمن تر در جاده ها را می دهد

هیجان مسابقات اتومبیل رانی از تصمیمات چند ثانیه ای و پاس های جسورانه رانندگان بی باک ناشی می شود. آن صحنه را تصور کنید، اما بدون راننده – ماشین به تنهایی که توسط دست نامرئی هدایت می شود هوش مصنوعی. آیا هجوم مسابقه بدون هدایت مسیر توسط راننده آشکار می شود؟ معلوم می شود که می تواند.

وارد مسابقه‌های خودمختار شوید، میدانی که نه تنها در مورد رقابت با سرعت بالا است، بلکه مرزهای آن را نیز فراتر می‌برد. وسایل نقلیه خودران می توانند ایمنی خود را به دست آورند و بهبود بخشند.

بیش از یک قرن پیش، در سپیده دم خودروها، با تغییر جامعه از اسب‌کشی به وسایل نقلیه موتوری، وجود داشت. شک عمومی در مورد ایمنی و قابلیت اطمینان فناوری جدید. مسابقات اتومبیلرانی به سازماندهی شد عملکرد فناوری را به نمایش بگذارد و ایمنی این کالسکه های بدون اسب. به طور مشابه، مسابقات خودمختار عرصه مدرنی برای اثبات قابلیت اطمینان فناوری خودروهای خودران است، زیرا خودروهای بدون راننده شروع به ورود به خیابان ها می کنند.

آزمایش‌های سرعت بالا مسابقه‌های خودمختار چالش‌های دنیای واقعی را که خودروهای خودران در خیابان‌ها با آن‌ها روبرو می‌شوند منعکس می‌کند: تطبیق با تغییرات غیرمنتظره و واکنش در کسری از ثانیه. تسلط بر این چالش‌ها در مسیر، جایی که سرعت‌ها بیشتر و زمان واکنش کوتاه‌تر است، منجر به خودروهای خودمختار ایمن‌تر در جاده می‌شود.

من یک استاد علوم کامپیوتر هستم که هوش مصنوعی، رباتیک و وسایل نقلیه خودران را مطالعه می کندو من رهبری می کنم مسابقه خودمختار کاوالیر تیمی در دانشگاه ویرجینیا این تیم در مسابقات چالش خودمختار ایندی، مسابقه ای جهانی که در آن دانشگاه ها اتومبیل های مسابقه ای ایندی کاملاً مستقل را در برابر یکدیگر قرار می دهند. این رویداد از زمان آغاز به کار خود در سال ۲۰۲۱، تیم‌های بین‌المللی برتر را به پیست‌های معتبری مانند پیست سرعت موتور ایندیاناپولیس کشانده است. این میدان که با رقابت و کار تیمی مشخص شده است، نشان می‌دهد که حل مشکلات جمعی باعث پیشرفت در ایمنی خودروهای خودمختار می‌شود.

در مسابقه گذر چالش خودکار ایندی که در نمایشگاه الکترونیک مصرفی ۲۰۲۴ در لاس وگاس در ژانویه ۲۰۲۴ برگزار شد، تیم کاوالیر ما مقام دوم را به دست آورد و به سرعت ۱۴۳ مایل در ساعت (۲۳۰ کیلومتر در ساعت) دست یافت در حالی که به طور خودکار از یک خودروی مسابقه ای دیگر سبقت گرفت و وضعیت خود را تأیید کرد. یک تیم پیشرو آمریکایی TUM Autonomous Motorsport از دانشگاه فنی مونیخ برنده این رویداد شد.

شروع به اندازه پینت

زمینه مسابقات خودمختار با اتومبیل های مسابقه ای در مسیرهای مسابقه حرفه ای آغاز نشد، بلکه با اتومبیل های مینیاتوری در کنفرانس های روباتیک شروع شد. در سال ۲۰۱۵، من و همکارانم یک ماشین مسابقه ای خودمختار در مقیاس ۱/۱۰ را مهندسی کردیم. ما یک ماشین کنترل از راه دور را به یک ابزار تحقیقاتی و آموزشی کوچک اما قدرتمند تبدیل کردیم که اسمش را گذاشتم F1 دهم، بازی با نام ماشین مسابقه سنتی فرمول یک یا F1. پلتفرم F1tenth اکنون توسط بیش از ۷۰ موسسه در سراسر جهان برای ساخت اتومبیل‌های خودمختار کوچک خود استفاده می‌شود.

این F1 دهمین جایزه بزرگ مسابقات خودمختار در حال حاضر یک رویداد خیمه شب بازی در کنفرانس های روباتیک است که در آن تیم هایی از سراسر سیاره جمع می شوند، هر کدام از وسایل نقلیه ای که از نظر سخت افزار و حسگرهای یکسان هستند، برای شرکت در چیزی که اساساً یک “نبرد الگوریتم ها” شدید است. پیروزی در پیست نه با قدرت خام، بلکه با کنترل الگوریتم‌های پیشرفته هوش مصنوعی بر روی ماشین‌ها ادعا می‌شود.

F1tenth همچنین به‌عنوان دروازه‌ای جذاب و قابل دسترس برای دانش‌آموزان به‌منظور کاوش در تحقیقات رباتیک ظاهر شده است. در طول سال‌ها، من با هزاران دانش‌آموز از طریق خود تماس گرفته‌ام دوره های آموزشی و مجموعه سخنرانی های آنلاینکه روند ساخت، رانندگی و مسابقه مستقل این وسایل نقلیه را توضیح می دهد.

واقعی شدن

امروزه، دامنه تحقیقات ما به طور قابل توجهی گسترش یافته است و از مدل های مقیاس کوچک به مدل های کوچک پیشرفت کرده است خودروهای ایندی مستقل واقعی که با سرعت بیش از ۱۵۰ مایل در ساعت (۲۴۱ کیلومتر در ساعت) رقابت می کنند و مانورهای پیچیده سبقت را با سایر وسایل نقلیه خودران در مسیر مسابقه انجام می دهند. این خودروها بر روی یک نسخه اصلاح شده از شاسی Indy NXT ساخته شده اند و مجهز به سنسورها و کنترلرهایی هستند که امکان رانندگی خودکار را فراهم می کند. ماشین های مسابقه ای Indy NXT در مسابقات حرفه ای مورد استفاده قرار می گیرند و نسخه های کمی کوچکتر از اتومبیل های ایندی هستند که توسط این شرکت معروف شده اند ایندیاناپولیس ۵۰۰.

واقعیت تلخ از مسابقه دادن این ماشین های پیشرفته در پیست های مسابقه واقعی مرزهای کاری را که خودروهای خودمختار می توانند انجام دهند را تغییر می دهد. مسابقه‌های خودمختار چالش‌های روباتیک و هوش مصنوعی را به سطوح جدیدی می‌برد، و محققان را ملزم می‌کند تا درک ما از نحوه درک ماشین‌ها از محیط خود را اصلاح کنند، تصمیمات ایمن بگیرند و مانورهای پیچیده را با سرعت بالا کنترل کنند، جایی که روش‌های سنتی شروع به تزلزل می‌کنند.

دقت بسیار مهم است و حاشیه خطا در فرمان و شتاب بسیار کم است و نیاز به درک پیچیده و توصیف ریاضی دقیقی از ماشین دارد. حرکت، آیرودینامیک و سیستم پیشرانه. علاوه بر این، محققان مسابقه خودمختار الگوریتم هایی ایجاد می کنند که از داده های دوربین ها، رادار و لیدارکه مانند رادار اما با لیزر به جای امواج رادیویی، به دور رقبا هدایت کنید و با خیال راحت حرکت کنید محیط مسابقه با سرعت بالا و غیرقابل پیش بینی

تیم من اولین بازی جهان را به اشتراک گذاشته است مجموعه داده باز برای مسابقات خودمختار، از محققان در همه جا دعوت می کند تا به اصلاح الگوریتم هایی بپیوندند که می تواند به تعریف آینده خودروهای خودران کمک کند.

بوته برای وسایل نقلیه خودران

بیش از یک ویترین فناوری، مسابقات خودگردان یک مرز تحقیقاتی حیاتی است. هنگامی که سیستم‌های مستقل می‌توانند به طور قابل اعتماد در این شرایط شدید عمل کنند، در شرایط عادی ترافیک خیابانی، ذاتا دارای یک بافر هستند.

مسابقات خودمختار بستر آزمایشی است که در آن رقابت باعث نوآوری می‌شود، همکاری باعث رشد می‌شود و اتومبیل‌های کنترل‌شده با هوش مصنوعی که تا خط پایان مسابقه می‌دهند مسیری را به سمت وسایل نقلیه خودران ایمن‌تر ترسیم می‌کنند.

مدهور بهلدانشیار گروه رباتیک و هوش مصنوعی، دانشگاه ویرجینیا

این مقاله بازنشر شده است از گفتگو تحت مجوز Creative Commons. را بخوانید مقاله اصلی.