خودروهای هوشمند خودران، یکی از دست‌آوردها و اجزای انقلاب صنعتی چهارم معرفی می‌شوند. خودران ها، خودروهایی هستند که توسط تجهیزات پیش‌رفته کنترلی و بدون دخالت راننده، قادر به حرکت هستند و بی نیاز از کنترلی انسانی، به مقصد میرسند. به این خودروها، خودرو بدون راننده، خودرو خودگردان و خودرو روباتیک نیز گفته می‌شود.
خودران ها، با سطوح متفاوتی از هوشمندی، قادر هستند تا بخشی یا تمام وظایف راننده را بر عهده گیرند و عملیات رانش خودرو را بی نیاز از عامل انسانی مدیریت و کنترل کنند.
سطوح هوشمندی خودران ها دارای یک تعریف ۶ سطحی (از سطح (۰) تا سطح (۵)) و یک تعریف ۵ سطحی (از سطح (۰) تا سطح (۴) ) است. این سطوح، نشانگر مقدار نیاز به عامل انسانی در فرایند رانندگی و میزان استقلال خودرو از عامل انسانی هستند.
خودران‌ها فعالیت‌های مربوط به گردآوری و ارزیابی اطلاعات را حداقل با استفاده از ده نوع ابزار متفاوت انجام می‌دهند. این ابزارها و حسگرها عبارتند از:
- سیستم GPS
- حسگر Lidar
- دوربین‌های مختلف
- سیستم رادار
- سیستم مادون قرمز
- حسگر التراسونیک
- سیستم DSRC
- سیستم INS
- رهیاب در نقشه
- سیستم سرعت‌سنج
حجم اطلاعات دریافتی یک خودران در هر روز، ممکن است در حدود ۴۰۰۰GB باشد (اطلاعات دریافتی از دوربین‌های تصویری، GPS، LIDAR و …)
خودران‌ها محدودیتی در سوخت مصرفی خود ندارند. اما مدل‌های آزمایش شده‌ی موجود، تمام‌برقی (EV) یا هیبریدی (HEV) بوده‌اند.
یکی از آزمایش‌های انجام گرفته بر خودران‌ها، ارزیابی اثر حضور آن‌ها در میان خودروهای معمولی بوده‌است.
در یک پژوهش دانشگاهی، حرکت تعدادی خودرو بر یک مدار دایره‌ای به دنبال هم بررسی و پس‌از گذشت مدت کوتاهی، آشفتگی‌هایی در حرکت مداوم آن‌ها مشاهده شده‌است. (با وجود این که مانعی بر سر راه خودروها نبوده و نظم آن‌ها در حرکت به هم می‌خورد و فواصل کم و زیاد می‌شود و بر تعداد ترمزها یا شتاب‌ها افزوده می‌شود).
بنابراین در مرحله ی نخست، امواج ترافیکی در وضعیت موجود اندازه‌گیری شده‌است و سپس در مرحله‌ی بعدی، یک خودران جایگزین یکی از خودروها می‌شود، تا تاثیر آن بر امواج ترافیکی مشاهده شود.نتایج این آزمایش نشان می‌دهد که حتا با افزودن یک خودران، به جمع خودروهای در حال حرکت، جریان حرکت خودروها روان‌تر و منسجم‌تر می‌شود.
دانیل بی‌ورک، استادیار دانشگاه ایلینوی و مسئول گروه پژوهشی به اتکای آزمایشات انجام شده در کار پژوهشی، اثرات شگفتآور خودران‌ها را در صرفه‌جویی مصرف سوخت، بسیار بزرگ میداند. «امواج ترافیکی» پدیدههایی هستند که وقتی چگالی وسایل نقلیه از حد آستانه‌ی بحرانی فراتر میرود، ظاهر می‌شود.
پروژهی تحقیقاتی انجام شده که ورک هم هدایتگر آن بوده‌است به ما می گوید که حتا با ورود تعداد اندکی خودران به جاده ها، جریان ترافیک بسیار بهبود خواهد یافت.
در یک چهارراه با الگوهای متداول، و با خودروهایی معمولی، که مسولیت رانندگی در آن‌ها بر عهده‌ی عامل انسانی است، توقف و حرکت خودروها بر اساس فرامین پلیس یا چراغ های راهنمایی و رانندگی و اصول و ضوابط مرتبط به آن انجام می شود. در این وضعیت زمان، سوخت، استهلاک قطعات خودرو، زمان سرنشینان و چیزهای زیاد دیگری، بیهوده صرف انتظار برای عبور مجاز و ایمن می شوند.
اما در تقاطع ها و چهارراه هایی که قرار است خودران ها از آن عبور کنند، خودروها از میان همدیگر عبور می کنند و اسباب و لوازم راهنمایی و رانندگی و از جمله چراغ های راهنمایی، موضوعیت خود را از دست می دهند. در دنیایی که خیابان ها و جاده ها در سیطره خودران ها باشد، خودران ها از برنامه سفر هم مطلع می شوند و بی نیاز ار چراغ های یکی از دو واکنش را نشان خواهند داد:
الف) یا با رعایت تقدم و تاخر برنامه ریزی شده از کنار هم عبور می کنند.
ب) یا بصورت قطاری همدیگر را دنبال می‌کنند.
در وضعیت (ب)، خودروهای خودران مستقل و منفک از هم، قادر هستند تا یک قطار جاده ای را تشکیل دهند، به گونه ای که این خودروها، صرفاً به صورت نرمافزاری و به اتکای یک سیستم کنترلی متصل به یکدیگر (مانند فیلم زیر)، تشکیل یک قطار جاده ای را در مسافت های دلخواه در بزرگراهها بدهند.
ایجاد قطار جاده ای، تنها یکی از دستآوردهای «فناوری اتصال سیستم کنترلی خودروها به یکدیگر» خواهد بود. در صورت استقرار این فناوری در سطحی گسترده، امکان حذف چراغ قرمز و توقف در سر چهارراه ها، کاملاً قابل تصور است. جولیا پیپر، معتقد است که خودران ها می توانند به طور مؤثری بر کاهش گازهای گلخانه ای اثر بگذارند. پیپر توضیح می دهد که مطالعات جدید به ما نشان می دهند که چگونه فناوری های خودکار و متصل به خودرو، می توانند میزان آلودگی ناشی از وسایل نقلیه را کاهش دهند.
خودران‌ها قابلیت اتصال به پارکینگ های هوشمند و هر دو قابل اتصال به گوشی های هوشمند هستند و ترکیبی هوشمندتر را در سیستم حمل و نقل تشکیل می‌دهند. اتصال سایر اجزای سیستم حمل نقل درون شهری و برون شهری به خودران ها، یک سامانه حمل و نقل هوشمند را تشکیل می دهد (سامانه‌ی ترابری هوشمند ITS)
خودران ها همچنین قادرند تا مفهوم سنتی جست و جو برای محل پارک خودرو را دگرگون سازند. اتصال خودران ها به شبکه ی اطلاعات سیستم های پارکینگ هوشمند که از حس گرها برای شناسایی مکان های پارکینگ استفاده می کنند، نمونه ی دیگر از مزایای این سیستم است که می تواند منجر به کاهش میزان تردد و کاهش مصرف سوخت و انرژی شود.
در خودرویی که راننده ی آن یک انسان است. در شرایط اضطراری همه تصمیمات را انسان کنش گر با اتکا به واکنش ها و کنش های خود می‌گیرد. اما در یک خودران، ضرورت دارد که نحوه ی تصمیم گیری ها در شرایط اضطراری، از پیش برنامه ریزی شود.
برنامه ریزی و تصمیم گیری، درباره‌ی موضوعات اخلاقی بسیار دشوار است، چون اتفاق نظر در این باره وجود ندارد و افکار عمومی، برای هر پرسش اخلاقی، پاسخ‌هایی متفاوت ارائه می‌کند.
مهندسین طراح، آموزه‌های فلاسفه و نظریه پردازانی مانند میزس (کنش انسانی)، جرمی بنتام (فایدهگرایی) و امانوئل کانت (هدفگرایی) را برای طراحی منطق عملکرد خودران ها به خدمت گرفته اند و هم هنگام از مردم نیز نظرسنجی می کنند.
خودران ها، به عنوان یکی از نمودهای انقلاب صنعتی چهارم، تمامی عرصه های مربوط به عرضه فناوری و خدمات را تحت تاثیر قرار خواهند داد و بازیگران جدیدی در صنعت خودرو به میدان خواهند آمد.
به زودی شرکت های جدیدی در عرصه‌ی خودران ها در حال ظهور هستند. شرکت هایی که مهم ترین آورده ی آنان، سوابق شان در صنعت خودروسازی نیست.
خودران ها اشکال جدیدی از مصرف اشتراکی را به نمایش خواهند گذاشت و از میزان مصرف خودروهای شخصی خواهند کاست. از‌این‌رو با سازه‌ای متفاوت و ساختاری نو، در حال تولید و آزمایش هستند.
موضوع طراحی خودروها، آن هنگام که قرار است خودران باشند، و به عنوان بخشی از مجموعه یک سامانه طراحی هوشمند عمل کنند، دیگر مانند گذشته تنها به خودروسازان وابسته نیست.
برخی از صاحب‌نظران معتقدند که خودران‌ها، ساختار هرمی زنجیره ی ارزش را که خودروسازان در رفیع ترین نقطه‌ی آن قرار دارند، دست‌خوش تغییر می‌کنند.
در ساختار فعلی، خودرو محصول تمام شده‌ی خودروساز است و همه رده های مختلف تامین کنندگان، به در این زنجیره هرمی نقش آفرینی می کنند. تولیدکنندگان مواد اولیه در پایین ترین سطح و سپس قطعه سازان در رده ی بالاتر قرار دارند. پس از آنان، تولیدکنندگان ماژول های اصلی و در قله ی این هرم، خودروسازان هستند.
آن‌ها بر این باورند که در مدل جدید نه زنجیره ای است و نه هرمی، ما با ساختاری توپی‌شکل رو به رو خواهیم بود که خودرو در میانه میدان قرار گرفته است و هر عنصری در این مجموعه، از جمله شرکت های مخابراتی، تامین کنندگان IT، خودروساز، شرکت های خدمات آنلاین، قطعه سازان خودرو (تامین کنندگان ماژول ها)، و نظایر آن‌ها، هر کدام اثری بر خودرو خواهند گذاشت و نقش خود را ایفا خواهند کرد. این تصویر از آینده، نقش و جایگاه فعلی همه بازیگران در بازار خودرو و از جمله خودروسازان را دگرگون خواهد کرد.
داستین دی. جرارد از دانشگاه استانفورد بر این باور است که خودروهای خودران، به طرز چشم گیری قادر هستند تا مصرف سوخت و انرژی را کاهش دهند. بنا به تعریف جرالد، مقدار متوسط سوخت مصرف شده توسط خودرو را با رابطه ی زیر نشان می دهد:
که در آن، F، مقدار متوسط سوخت مصرف شده توسط خودرو، d، میانگین فاصله سفر است. همچنین mpg مسافت پیموده شده (برحسب مایل) به ازای مقدار سوخت مصرفی (برحسب هر گالن) است. او معتقد است که خودروهای خودران با کاهش فاصله ی سفر و افزایش مسافت پیموده شده به ازای مقدار سوخت مصرفی، سبب می‌شوند تا مصرف سوخت و انرژی کاهش یابد.
آثار اقتصادی و محیط زیستی توسعه ی خودران ها |
|
| ترافیک | کاهش بار ترافیکی جاده ها به علت رفتار هوشمندانه خودروها |
| پیمایش | کاهش پیمایش به دلیل برنامه ریزی هوشمندانه خودروها |
| صرفه‌جویی | صرفه‌جویی به مقیاس ، حاصل از تجمیع خودروها در طول مسیرهای مشترک (ایجاد قطاری از خودروها) |
| عملکرد | بهبود عملکرد به دلیل اجتناب از شتاب یا ترمز بیهوده یا حرکات غیرهوشمندانه و غیر اقتصادی، رعایت اولویت ها و نظایر آن در طول مسیر حرکت |
| تصادف | کاهش احتمال تصادفات (۹۴% از تصادفات به دلیل خطای انسانی است) |
| مصرف اشتراکی | افزایش امکان مصرف اشتراکی از خودروها به دلیل حذف راننده و افزایش دسترسی به خدمات هوشمندانه آن – کاهش استفاده شخصی از خودروها |
| مشخصات خودرو | کاهش وزن، ابعاد و استحکامات خودرو و بدنه آن به دلیل کاهش احتمال تصادفات و انطباق پذیری بیشتر آن با نیازهای |
| مدت سفر | کاهش مدت سفر |
| بیمه | کاهش هزینه بیمه |
| کاربران جدید | افزایش تعداد کاربران به دلیل اضافه شدن مصرف کنندگانی که پیش از این، خود قادر به رانندگی نبودند. |
| نیروی کار | کاهش نیروی کار مورد نیاز درنتیجه افزایش خودکارسازی عملیات و فرایندها خودکار سازی پارک خودرو، خودکارسازی سوخت گیری و .. |
جرارد تاکید دارد که بخش زیادی از بروز ترافیک، متأثر از رانندگان به عنوان عوامل انسانی است؛ مثلاً بروز تصادفات حین رانندگی یکی از دلایل متداول ایجاد ترافیک در خیابان های درون شهری یا بزرگراههای برون شهری است و نقش عامل انسانی در این تصادفات بسیار زیاد است.
خودروهای خودران قادرند تا بروز این تصادفات را کاهش دهند. افزون بر این، با استفاده از خودروهای خودران امکان کاهش فاصله ی بین وسایل نقلیه در شرایط ایمن وجود دارد. خودران ها، منجر به تحولات اقتصادی عظیمی خواهند شد. در برخی موارد جزئی، مسبب افزایش مصرف انرژی و در مواردی کلان، منجر به کاهش مصرف انرژی خواهند شد و در مجموع، صرفه جویی های عظیم اقتصادی را به دنبال خواهند داشت.
پیش بینی آثار تخریب خلاق شومپیتریِ خودران ها در آینده ی هر صنعت |
||||
| صنعت | اندازه صنعت
میلیارد دلار |
تغییر در صنعت
میلیارد دلار |
درصد تغییر در هر صنعت | سرانه تغییرات |
| بیمه | ۱۸۰ | ۱۰۸- | ۶۰%- | ۳۳۹ |
| حمل بار | ۶۰۴ | ۱۰۰+ | ۱۷%+ | ۳۱۳ |
| توسعه زمین | ۹۳۱ | ۴۵+ | ۵%+ | ۱۴۲ |
| خودروسازی | ۵۷۰ | ۴۲+ | ۷%+ | ۱۳۲ |
| سفرهای شخصی | ۸۶ | ۲۷- | ۳۱%- | ۸۳ |
| الکترونیک/ نرم افزار | ۲۰۳ | ۲۶+ | ۱۳%+ | ۸۳ |
| تعمیر خودرو | ۵۸ | ۱۵- | ۲۶%- | ۴۷ |
| رسانه دیجیتال | ۴۲ | ۱۴+ | ۳۳%+ | ۴۴ |
| نفت و گاز | ۲۸۴ | ۱۴+ | ۵%+ | ۴۴ |
| پزشکی | ۱۰۶۷ | ۱۲- | ۱%- | ۳۶ |
| ساختوساز عمرانی | ۱۶۹ | ۸- | ۴%- | ۲۴ |
| پلیس ترافیک | ۱۰ | ۵- | ۵۰%- | ۱۶ |
| حوزه حقوقی | ۲۷۷ | ۳- | ۱%- | ۱۰ |
صرفه جویی های اقتصادی و کاهش مصرف انرژی ناشی از کاربرد خودران ها، سبب خواهد شد تا انتشار کربن کاهش یابد. آثار مثبت برخاسته از توسعه خودران ها، یکی از مهم ترین ادعاهای صاحب نظران این حوزه است. پیش بینی می شود که پانزده سال دیگر، شاهد ظهور شهرهایی در جهان باشیم که فاقد خودروهای غیرخودران باشند.
سرعت تحولات جاری در دورن انقلاب صنعتی چهارم، جایی که ما در درون آن قرار داریم، شگفت انگیز است.هم هنگام با توسعه ی خودران ها، صنایع گوناگون با تحولات اقتصادی متفاوتی رو به رو خواهند شد که نمونه ای از تخریب خلاق شومپیتری است.
برای مطالعه بیشتر رجوع کنید به:
پیوست ۶ از فصل هشتم جلد اول کتاب اقتصاد سیاسی محیط زیست و فیلم های ویدیوئی زیر:
| گزارشی درباره خودران ها – تهیه کننده: شهرام اتفاق / تاریخ: فروردین ۱۳۹۸ | |
| شرح گزارش | آدرس اینترنتی |
| بخش اول:خودروهای خودران/ عملکرد | دسترسی در آپارات |
| بخش دوم: خودروهای خودران/ در تعامل با محیط | دسترسی در آپارت |
| بخش سوم: خودروهای خودران/ جنبه‌های اجتماعی | دسترسی در آپارات |
| بخش چهارم: خودروهای خودران/ جنبه‌های اقتصادی | دسترسی در آپارات |
| بخش پنجم: خودروهای خودران/ جنبه‌های زیستمحیطی | دسترسی در آپارات |
| بخش ششم: خودروهای خودران/ توسعه صنعت خودرو | دسترسی در آپارات |
پژوهشگر
