รถยนต์ ขับเคลื่อน ได้ อย่างไร

ในสมัยของเทคโนโลยีสมองกลและการเรียนรู้ด้วยตัวเองของเครื่องจักร รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง หรือรถยนต์อัตโนมัติไร้คนขับ เป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่ผู้คนรอคอยอย่างมาก และอาจมากเทียบได้กับรถยนต์ไฟฟ้าก็เป็นไปได้ รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเองทำงานอย่างไร และขณะนี้มันได้พัฒนาไปถึงขึ้นไหนแล้ว

ระดับการพัฒนาของอุตสาหกรรมรถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง

เมื่อมีการกล่าวถึงรถยนต์หรือยานพาหนะที่สามารถขับเคลื่อนด้วยตัวเองแล้วก็มีความสับสนวุ่นวายว่าแบบไหนจะเรียกว่าขับเคลื่อนด้วยตัวเอง เพราะบางคนก็บอกว่ารถยนต์ที่หลายๆบริษัทกำลังพัฒนาขึ้นมาว่าเป็นการขับเคลื่อนด้วยตัวเองเพียงบางส่วนเท่านั้นและมีความจำเป็นที่มนุษย์ต้องเข้าไปควบคุมในบางช่วง ดังนั้น SAE International หรือเดิมรู้จักกันในชื่อ Society of Automotive Engineers เป็นสมาคมวิชาชีพและองค์กรพัฒนามาตรฐานสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมในอุตสาหกรรมต่างๆ จึงได้แบ่งระดับ ให้ความหมายและคำจำกัดความของการพัฒนาของรถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเองไว้ 5 ระดับด้วยกัน

ระบบอัตโนมัติระดับ1 บางส่วนของการบังคับเลี้ยวหรือเร่งความเร็วได้เองโดยไม่ต้องอาศัยการแทรกแซงของมนุษย์ แต่ทุกอย่างต้องอยู่ภายใต้การควบคุมของมนุษย์

ระบบอัตโนมัติระดับ2 เหมือนกับระบบควบคุมความเร็วคงที่แบบล้ำสมัย (Adavance Cruise Control) หรือระบบอัตโนมัติแบบดั้งเดิม ที่ติดตั้งในรถยนต์ Tesla บางรุ่น ซึ่งทำให้รถยนต์สามารถดำเนินการด้านความปลอดภัยได้โดยอัตโนมัติ แต่ผู้ขับขี่ต้องคอยระมัดระวังอยู่ที่พวงมาลัยตลอดเวลา

ระบบอัตโนมัติระดับ3 ยังคงต้องใช้คนขับที่เป็นมนุษย์แต่มนุษย์สามารถใส่ “ ฟังก์ชันสำคัญด้านความปลอดภัย” บางอย่างให้กับยานพาหนะได้ ภายใต้สภาพการจราจร หรือสภาพแวดล้อมบางอย่าง สิ่งนี้ก่อให้เกิดอันตรายที่อาจเกิดขึ้น เมื่อมนุษย์สามารถใส่ข้อมูลการขับขี่หลักลงไป หรือไม่ก็ตัวรถยนต์ได้ใส่เข้าไปเอง นี่อาจเป็นสาเหตุหนึ่งที่บริษัทรถยนต์บางแห่งรวมทั้งฟอร์ด สนใจที่จะกระโดดขึ้นไปที่ระดับ 4 โดยตรง

ระบบอัตโนมัติระดับ4 คือรถยนต์ที่สามารถขับเคลื่อนด้วยตัวเองได้เกือบตลอดเวลาโดยไม่ต้องมีคนป้อนข้อมูล แต่อาจถูกตั้งโปรแกรมไม่ให้ขับรถในพื้นที่ที่ไม่มีอยู่ในแผนที่การขับขี่หรือในสภาพอากาศที่เลวร้าย นี่คือรถที่คุณสามารถนอนหลับได้ขณะเดินทาง

ระบบอัตโนมัติระดับ5 หมายถึงระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบในทุกสภาวะ

รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเองทำงานอย่างไร

ก่อนที่รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเองจะสามารถทำงานได้ สมองกลที่ทำการควบคุมหรือขับรถแทนมนุษย์ก็จะต้องเลียนแบบการหัดขับรถของมนุษย์เสียก่อน ซึ่งมนุษย์จะต้องตอบคำถาม 4 ข้อนี้ให้ได้เสียก่อนถึงจะขับรถได้

ข้อ1 ฉันอยู่ที่ไหน ก่อนที่รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเองจะทำงานได้จะต้องรู้ว่าตัวเองอยู่ที่ไหนเสียก่อน ดังนั้นทีมงานจึงต้องสร้างแผนที่โดยละเอียดแบบสามมิติขึ้นมาเองโดยละเอียด เช่น โปรไฟล์ถนน ขอบทาง และทางเท้า เครื่องหมายช่องทางม้าลาย ทางม้าลาย สัญญาณไฟจราจร ป้ายหยุด และคุณลักษณะอื่น ๆ ของถนน เป็นต้น

ข้อ2 รอบๆตัวฉันคืออะไร เซ็นเซอร์และซอฟต์แวร์ของรถยนต์จะต้องสแกนหาวัตถุรอบๆตัวรถอย่างต่อเนื่อง ไม่ว่าจะเป็นคนเดินเท้า คนขี่จักรยาน ยานพาหนะ งานถนน สิ่งกีดขวางและอ่านการควบคุมการจราจรอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่สีของสัญญาณไฟจราจร และประตูทางข้ามทางรถไฟไปจนถึงป้ายหยุดชั่วคราว รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเองจะต้องสามารถมองเห็นได้ไกลในทุกทิศทาง

ข้อ3 จะเกิดอะไรขึ้นต่อไป หมายถึงว่าซอฟต์แวร์จะต้องคาดการณ์การเคลื่อนไหวของทุกสิ่งรอบตัว ตามความเร็วและวิถีของมัน พร้อมต้องเข้าใจด้วยว่ารถยนต์จะเคลื่อนที่แตกต่างจากคนขี่จักรยาน หรือคนเดินเท้า จากนั้นซอฟต์แวร์จะใช้ข้อมูลดังกล่าวเพื่อคาดการณ์เส้นทางที่เป็นไปได้มากมายที่ผู้ใช้รถใช้ถนนคนอื่นอาจใช้

ข้อ4 แล้วควรจะทำอย่างไรดี เมื่อได้ข้อมูลทั้งหมดแล้วซอฟต์แวร์ก็จะประมวลผล กำหนดวิธีการเคลื่อนที่ ความเร็ว เลน การเลี้ยวที่แน่นอน และการเดินทางไปอย่างปลอดภัย

การปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม

รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเองต้องมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมอย่างไร ตามที่กระทรวงคมนาคมของสหรัฐอเมริกาได้กำหนดให้รถยนต์หรือยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองต้องมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมใน 3 ลักษณะด้วยกัน

ยานพาหนะกับยานพาหนะ Vehicle to Vehicle (V2V) Interaction

ระหว่างรถยนต์หรือยานพาหนะด้วยกันเองต้องสามารถติดต่อกันได้หรือแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้ เช่น ข้อมูลการจราจร ข้อมูลอุบัติเหตุ เพื่อที่จะให้รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเองสามารถที่จะปรับเปลี่ยนเส้นทางหรือหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ยานพาหนะกับโครงสร้างพื้นฐาน Vehicle to Infrastructure (V2I)

รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตนเองต้องสามารถติดต่อหรือมีปฏิสัมพันธ์กับโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ที่จอดรถอัตโนมัติ ว่าที่จอดรถว่างหรือไม่ เปิดเวลาเท่าไร จองที่จอดได้หรือไม่ มีขนาดและข้อจำกัดอย่างไรบ้าง เป็นต้น

ยานพาหนะกับคนเดินเท้า Vehicle to Pedestrian (V2P)

การตอบโต้แบบ V2P เป็นการปฏิสัมพันธ์ระหว่างแอปพลิเคชันสมาร์ทโฟนของคนเดินถนนกับรถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง จากที่มหาวิทยาลัยมินนิโซตาให้ทุนสนับสนุนต้นแบบ V2P ที่เรียกว่า Mobile Accessible Pedestrian Signal (MAPS) สำหรับคนเดินถนนที่มีความบกพร่องทางสายตาสามารถใช้ MAPS เพื่อรับ และให้ข้อมูลเกี่ยวกับทางแยก และตำแหน่งของคนเดินเท้า จากนั้นรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองจะใช้ข้อมูลดังกล่าวนอกเหนือจากที่เซ็นเซอร์ของรถยนต์ และ LiDAR จัดหาให้ เพื่อระบุตำแหน่งคนเดินถนนได้แม่นยำมากยิ่งขึ้นและอาจหลีกเลี่ยงการชนได้ 

ตัวอย่างการพัฒนาของ รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง

Waymo ของกูเกิ้ล

Google เป็นเจ้าแรกๆเลยที่พัฒนารถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเองแบบจริงจัง โดยสร้างระบบขับเคลื่อนด้วยตัวเองชื่อว่า Waymo โดยพัฒนาไปถึง ระบบอัตโนมัติระดับ 4 และ Tesla เริ่มต้นของ Waymo ในปีค.ศ. 2009 ด้วยการติดตั้งระบบเข้ากับโตโยต้าพรีอุส เริ่มต้นด้วย 10 เส้นทาง บนระยะทาง 100 ไมล์ดดยไม่มีการหยุดชะงักเลย และได้เพิ่มรถของ Lexus RX450h และเริ่มทำการทดสอบบนถนนหลวง และมีการวิ่งบนถนนในเมืองที่ซับซ้อนของไฟจราจร คนเดิน และการจรจรที่คับคั่ง

ในปี 2015 ระบบอัตโนมัติแบบเต็มรูแบบได้ติดตั้งบนรถยนต์ที่ไม่มีพวงมาลัย ไม่มีแป้นเบรค แป้นคันเร่ง ในปีนี้สตีเฟน มาฮาน ได้นั่งรถยนต์อัตโนมัติเข้าไปในเมืองเป็นคนแรก

ปี 2017 ได้ผลิตรถยนต์อัตโนมัติบนแพลทฟอร์มที่ผลิตเป็นจำนวนมากในรุ่น Chrysler Pacifica Hybrid และได้เชิญผู้ที่อาศัยในเมืองฟินิกซ์รัฐแอริโซน่ามาร่วมกันทดลองใช้ Waymo เป็นยานพาหนะขับเคลื่อนอัตโนมัติเริ่มทดสอบการขับขี่บนถนนสาธารณะโดยไม่มีใครอยู่ในที่นั่งคนขับ

ปี 2018 Waymo One เปิดตัวในเมืองฟินิกซ์ ซึ่งเป็นบริการเรียกรถโดยสารสาธารณะแบบขับเคลื่อนด้วยตัสเองในเมืองฟินิกสซ์ บริการตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันในหนึ่งสัปดาห์ ในรอบๆในตัวเมืองฟีนิกซ์

ระบบ Autopilot ของ Tesla

Autopilot อ้างอิงจาก Tesla เป็นคุณลักษณะของรถยนต์อัตโนมัติระดับ 2 ซึ่งระบบอัตโนมัติระดับนี้ต้องการให้คนขับจับพวงมาลัยตลอดเวลาพร้อมที่จะเข้าควบคุม นอกจากนี้ Tesla ยังเตือนด้วยว่าคนขับจะต้องทำงานได้อย่างสมบูรณ์และรับรู้ในระหว่างการทำงานแบบอัตโนมัติ

ในโลกของอุตสาหกรรมรถยนต์อัตโนมัติ หรือรถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเองนี้เกือบทุกบริษัทได้มีการพัฒนาขึ้นมาและนำไปใส่ในรถยนต์ของตนเอง แม้ว่าในปัจจุบันจะยังอยู่ในรูปแบบของตัวช่วยในเรื่องความปลอดภัยในการขับขี่ อย่างไรก็ตามในเวลาอันใกล้นี้เราจะได้เห็นอย่างแน่นอนระบบรถยนต์อัตโนมัติระดับ 4 ออกมาวิ่งในท้องถนนแทนยานยนต์ที่บังคับด้วยมนุษย์