Autonome auto's zijn zelfrijdende voertuigen die kunnen werken met minimale of zelfs nul menselijke input. Deze voertuigen maken gebruik van kunstmatige intelligentie (AI) en reeds bestaande autotechnologieën zoals adaptieve cruisecontrol om de rijervaring te automatiseren.
Zelfrijdende voertuigen variëren in complexiteit van basissystemen die constant moeten worden gecontroleerd door een menselijke bestuurder, tot systemen die in staat zijn om onder alle omstandigheden en zonder enig menselijk element te werken.
Bedrijven zoals Waymo hebben al autonome auto's op de weg, en autofabrikanten zoals Tesla, Ford, GM en anderen hebben allemaal hun eigen autonome voertuigtechnologieën ontwikkeld, zoals Tesla Autopilot, Argo AI en GM Cruise.
Hoe werken autonome auto's?
Autonome auto's gebruiken een combinatie van kunstmatige intelligentie en voertuigsystemen op basis van bestaande Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) om iets te creëren dat bekend staat als een Automated Driver System (ADS).
De kunstmatige intelligentie in het hart van de autonome auto neemt input van verschillende sensoren die in het voertuig zijn ingebouwd, en gebruikt die input om een beeld van de buitenwereld te creëren. Met die foto, gecombineerd met een kaart van het gebied en GPS-gegevens (Global Positioning Satellite), kan het autonome voertuig veilig een koers door zijn omgeving uitzetten.
Om van het ene punt naar het andere te gaan, maakt de AI gebruik van voertuigsystemen zoals drive-by-wire elektronische gas-, rem- en stuurbedieningen. Wanneer de sensoren van het voertuig, die alles kunnen omvatten, van radar tot lasers, een object zoals een voetganger of een ander voertuig detecteren, is de AI ontworpen om onmiddellijk corrigerende maatregelen te nemen om een ongeval te voorkomen.
Naast volledige AI-controles, zijn autonome auto's doorgaans ontworpen met de optie voor volledige controle door de bestuurder. In voertuigen als deze fungeert de ADS als een zeer geavanceerde soort cruisecontrol, waarbij de bestuurder de controle kan overnemen of opgeven wanneer hij maar wil.
Sommige autonome auto's zijn ontworpen om te werken zonder enige menselijke tussenkomst, hoewel de legaliteit van zelfrijdende auto's van plaats tot plaats verschilt.
Belangrijke technologieën waarmee een auto zichzelf kan besturen
Om een auto zelf te laten rijden, moet hij gebruikmaken van een aantal technologieën die al jaren en in sommige gevallen zelfs tientallen jaren in onze voertuigen aanwezig zijn. De auto moet elektronische controle houden over elk systeem, van de motor en transmissie tot de remmen, en er is een soort kunstmatige intelligentie nodig om alles samen te brengen.
De meeste technologieën die worden gebruikt in autonome auto's staan bekend als geavanceerde rijhulpsystemen, omdat ze zijn ontworpen om de rijervaring comfortabeler en minder gevaarlijk te maken.
Hier zijn enkele van de belangrijkste technologieën die ten grondslag liggen aan autonome voertuigen:
- Kunstmatige intelligentie: autonome auto's zouden niet mogelijk zijn zonder kunstmatige intelligentie. Deze voertuigen worden bestuurd door AI-programma's die zijn ontwikkeld en getraind door middel van machine learning om de gegevens van verschillende sensoren die in een voertuig zijn ingebouwd te kunnen lezen en vervolgens de meest geschikte actie in een bepaalde situatie te bepalen.
- Drive-by-wire: deze systemen zijn al jaren aanwezig in reguliere voertuigen en vervangen in feite mechanische verbindingen door elektrische verbindingen en bedieningselementen. Dit maakt het voor een ingebouwde AI een stuk eenvoudiger om elk afzonderlijk systeem te besturen, zoals sturen, accelereren en remmen.
- Lane-keeping: deze systemen zijn oorspronkelijk ontworpen om menselijke bestuurders te helpen voorkomen dat ze in het verkeer buiten hun rijstrook raken, maar autonome voertuigen gebruiken veel van dezelfde soorten sensoren en technieken.
- Automatisch remmen: dit is oorspronkelijk ontworpen om ongevallen te voorkomen door automatisch te remmen in situaties waarin de bestuurder te langzaam is om te handelen. Autonome auto's gebruiken vergelijkbare technologie op een veel bredere schaal.
- Adaptieve cruisecontrol: dit is een ander systeem dat oorspronkelijk is ontworpen om bestuurders te helpen, in dit geval door de snelheid dynamisch te verhogen en te verlagen ten opzichte van het omringende verkeer. Autonome auto's moeten dezelfde basistaak uitvoeren naast al het andere dat de bestuurder normaal gesproken zou doen.
Autonomiegraden: kunnen autonome auto's echt zonder bestuurder zijn?
De ontwikkeling van autonome auto's was een langzame vooruitgang, geen schakelaar die iemand op een dag besloot om te draaien. Het begon in de jaren vijftig met enkele van de eerste veiligheids- en gemaksfuncties die in de loop van de tijd gemeengoed werden, zoals antiblokkeerremmen en cruisecontrol, en versnelde in de jaren 2000 met ADAS zoals adaptieve cruisecontrol en automatisch remmen.
Sinds autonome auto's zo'n langzaam en incrementeel proces hebben doorgemaakt, heeft de Society of Automotive Engineers (SAE) een automatiseringsschaal op vijf niveaus ontwikkeld.
Deze schaal beschrijft alles, van de volledig handmatige voertuigen van gisteren tot het soort volledig geautomatiseerde voertuigen die naar verwachting in 2020 op showroomvloeren en snelwegen zullen verschijnen.
Dit zijn de automatiseringsniveaus die een voertuig kan hebben:
Niveau 0: Geen automatisering
Dit zijn traditionele voertuigen die constante input van de bestuurder nodig hebben om te functioneren. Deze voertuigen hebben niet eens functies zoals antiblokkeerremmen of cruisecontrol.
Niveau 1: Bestuurdersassistentie
Deze voertuigen worden nog steeds volledig door de bestuurder bestuurd, maar ze bevatten enkele veelvoorkomende rijhulpsystemen. Een voertuig op dit niveau heeft doorgaans basisfuncties zoals cruisecontrol.
Niveau 2: Gedeeltelijke automatisering
In dit stadium krijgen auto's een zekere mate van geautomatiseerde controle over functies zoals accelereren, remmen en sturen. De bestuurder heeft nog steeds de ultieme controle over het voertuig en een voertuig op dit niveau kan zichzelf niet besturen zonder een menselijke bestuurder.
Voertuigen zoals deze hebben doorgaans ADAS zoals automatisch remmen, adaptieve cruisecontrol en een soort rijstrookcontrolesysteem.
Niveau 3: Voorwaardelijke automatisering
Voertuigen op dit niveau hebben een ADS, dus technisch gezien zijn ze autonoom. Deze auto's zijn in staat om van de ene plaats naar de andere te navigeren, gevaren te identificeren en erop te reageren. De aanwezigheid van een menselijke bestuurder is nog steeds vereist in geval van nood, en de bestuurder moet alert blijven en klaar om de controle over te nemen.
Elk systeem in voertuigen op dit niveau moet worden geautomatiseerd, en deze auto's hebben ook een uitgebreide kunstmatige-intelligentiecapaciteit nodig om veilig te kunnen werken zonder tussenkomst van een menselijke bestuurder.
Niveau 4: Hoge automatisering
Op dit niveau is een voertuig volledig geautomatiseerd. Het is in staat om onder de meeste omstandigheden veilig van de ene plaats naar de andere te navigeren. Onder bepaalde omstandigheden, en onder bepaalde omstandigheden, heeft de auto mogelijk nog steeds menselijke inbreng nodig.
Dit type autonome auto is technisch in staat om te presteren zonder de aanwezigheid van een menselijke operator, maar de optie voor een menselijke operator om de controle over te nemen, kan worden opgenomen.
Niveau 5: Volledige automatisering
Voertuigen op dit automatiseringsniveau zijn echt autonoom en kunnen onder alle rijomstandigheden zonder bestuurder werken. Afhankelijk van het ontwerp kan een menselijke operator de optie hebben om handmatige bediening over te nemen, maar dit soort voertuigen zijn ontworpen om dat soort interventie niet te vereisen.
Wat zijn de voordelen van autonome auto's?
Het belangrijkste voordeel van zelfrijdende auto's, en de drijvende kracht achter de ontwikkeling van zelfrijdende auto's, is veiligheid. Volgens de NHTSA wordt meer dan 90 procent van alle ernstige ongevallen veroorzaakt door een simpele menselijke fout. Het basisidee is dat als het menselijke element volledig uit de vergelijking zou kunnen worden verwijderd, veel levens zouden kunnen worden gered.
Naast het grote verlies aan mensenlevens dat elk jaar wordt veroorzaakt door ongevallen met motorvoertuigen, is er een even grote economische impact van deze gebeurtenissen. Volgens de NHTSA kosten ongevallen jaarlijks honderden miljarden dollars aan verminderde activiteit op de werkplek, schade en verloren economische activiteit.
Het meer praktische voordeel van autonome auto's is dat ze mogelijk de verkeersopstoppingen kunnen verminderen door efficiënter te werken. Dat kan voor veel automobilisten leiden tot kortere reistijden. Bovendien zouden chauffeurs hun reistijd kunnen gebruiken om te lezen, het nieuws in te halen, zich voor te bereiden op het werk of andere productieve taken uit te voeren.
Een ander voordeel dat autonome auto's kunnen bieden, is een grotere mobiliteit voor ouderen en gehandicapten. Aangezien deze voertuigen volledig autonoom kunnen werken, kunnen ze veilig worden bestuurd door mensen met een verminderd gezichtsvermogen en reactievermogen, en zelfs omstandigheden zoals quadriplegie die het normaal gesproken erg moeilijk of onmogelijk maken om veilig een motorvoertuig te besturen.
Met de mogelijkheid om naar het werk te gaan, afspraken te maken of zelfs boodschappen te doen, zou een groot aantal ouderen en gehandicapten in staat zijn om een veel hoger niveau van autonomie te behouden dan mogelijk zou zijn zonder toegang tot een auto zonder bestuurder.
Het probleem met de meeste van deze voordelen is dat geautomatiseerde auto's alleen de volledige waarde van het voordeel opleveren als er voldoende van deze voertuigen op de weg zijn.
Autonome auto's kunnen bijvoorbeeld alleen het menselijke element uit ongevallen verwijderen als er geen menselijke bestuurders op de weg zijn. Evenzo zouden autonome auto's de verkeersopstoppingen alleen kunnen verminderen als de meeste voertuigen op de weg geen bestuurder hebben.
Totdat zelfrijdende auto's het nieuwe normaal worden, is het belangrijkste voordeel van het gebruik ervan vooral een gemaksfactor, met enige aandacht voor veiligheid.
