A Brief History of Driverless Vehicle​

Source: MEGA Tech Magazine, May-June 2018

By Suwan Juntiwasarakij, Ph.D., Senior Editor

ยานยนต์ได้กลายเป็นพาหนะอันทรงพลังพร้อมพรั่งกับความหรูหรา เครือข่ายของระบบถนนทางด่วนเชื่อมระหว่างพื้นที่ทวีความทั่วถึงซับซ้อนและคับคั่งมากขึ้น การเปลี่ยนทางเทคโนโลยีมีส่วนสำคัญในการก่อร่างสร้างตัวของระบบโครงสร้างเหล่านี้ ทำให้เราไม่สามารถประเมินผลการเปลี่ยนแปลงเปล่านี้ต่ำกว่าความเป็นจริงได้ ณ วันนี้สามเทคโนโลยีนี้สามารถที่จะเปลี่ยนโฉมหน้าระบบขนส่งได้แก่ ระบบยานยนต์ไร้คนขับ ยานพาหนะขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า และระบบกระจายลำเลียงพลังงาน บทความนี้จะกล่าวถึงระบบยานยนต์ไร้คนขับไว้เบื้องต้น​

STEPS TOWARD AUTONOMY

 

เมื่อโตโยต้าเปิดตัวรถยนต์ Prius ในปี 1997 นั้น Google Tesla และ Uber ต่างยังไม่มีตัวตนเสียด้วยซ้ำไป แต่บริษัททั้งสามได้กลายมาเป็นผู้เล่นหลักที่สำคัญในอุตสาหกรรมยานยนตร์ ทั้ง Google และ Tesla ได้เปิดรถยนต์ขับเคลื่อนด้วยตัวเองสู่ตลาดแล้ว และเมื่อไม่นานมานี้ Uber เองก็ได้ตั้งศูนย์วิจัยและพัฒนาที่ Pittsburgh รัฐ Pennsylvania พร้อมมุ่งหน้าสู่อนาคตแห่งยานยนต์ไร้คนขับซึ่งคาดว่าความปลอดภัยที่จะได้รับนั้นมากกว่าการขับขี่ด้วยมนุษย์ และถึงแม้เทคโนโลยีนี้พร้อมแล้วที่จะสู่ถนนเพื่อการใช้งานจริงในไม่ช้า อาจจะต้องใช้เวลาไม่ต่ำกว่าสิบห้าถึงยี่สิบปีกว่าที่จะได้รับการยอมรับจากผู้ขับขี่ทั่วไป

Fig 1. 2017 AUTONOMOUS DRIVING PATENT
SOURCE: STATISTA​

2017 AUTONOMOUS DRIVING PATENT

อันที่จริงแล้วบริษัทยานยนต์ได้นำส่วนอุปกรณ์คุณสมบัติกึ่งอัตโนมัติมาเป็นส่วนประกอบของรถยนต์มานับตั้งแต่ศตวรรษที่1990 เช่น ระบบรักษาความเร็วที่ปรับตามสภาพการเคลื่อนตัวของการจราจรตามรถยนต์ด้านหน้า ระบบเข้าจอดอัตโนมัติ ใน Mercedes-Benz ปี 2017 บางรุ่นมีระบบป้องกันการชนที่ทำให้รถยนต์ลดความเร็วลงจนถึงหยุด และผู้ขับขี่แค่แตะปุ่มสัญญาณไฟเลี้ยวค้างไว้สองวินาที ระบบขับขี่ของรถจะสามารถเปลี่ยนเลนช่องทางการเดินรถได้เอง คาดว่าในอีกไม่ช้าไม่กี่ปีข้างหน้ารถยนต์จะสามารถรองรับการเกิดอุบัติเหตุ เมื่อมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นรถจะทำการปรับห้องโดยสารไม่ว่าจะเป็นที่นั่ง หน้าต่าง และระดับพวงมาลัยให้พร้อมเพื่อรับมือกับเหตุการณ์ที่ไม่คาดคิด​

 

อย่างไรก็ตามการป้องกันการชนย่อมดีกว่าการเตรียมรับความเสียหายจากการปะทะชน รถยนต์บางรุ่นมีตัวสัญญาณตรวจจับอาการหลับในของผู้ขับขี่โดยใช้อุปกรณ์เซ็นเซอร์และกล้องวิดิโอร่วมกัน เป็นไปได้ว่าในอนาคตรถยนต์จะสามารถเข้าควบคุมการขับขี่หรือโดยการนำพารถยนต์ไปยังที่จอดที่ปลอดภัยหากผู้ขับขี่เกิดอาการหลับใน การตรวจจับสัญญาณชีพจะมีบทบาทที่สำคัญในกระบวนการดังกล่าว หากขีดความสามารถของเซ็นเซอร์ถึงขึ้นตรวจวัดการหายใจและชีพจร เราก็อาจจะได้เห็นระบบขับขี่อัตโนมัตินี้เข้าควบคุมแทนมนุษย์กรณีที่เกิดเหตุผู้ขับขี่หมดสติหรือประสบภาวะหัวใจล้มเหลวก็เป็นได้

 

LEVELS OF AUTONOMOUS

 

การขับเคลื่อนด้วยตัวเองมีความหมายกว้างไม่ชัดเจน ดังเหตุนี้ SAE International จึงได้ร่วมให้กำหนดและจำกัดความ “ระดับการขับเคลื่อนด้วยตัวเอง” ทั้งนี้ยานพาหนะจะสามารถขับเคลื่อนด้วยตัวเองได้ภายใต้เงื่อนที่กำหนดไว้แต่ยังต้องอาศัยความใส่ใจจากผู้ขับเมื่อจำเป็น อาจจะเป็นไปว่าการขับรถบนทางด่วนนั้นอาจจะปล่อยให้เป็นหน้าที่ของระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติ ผู้ขับขี่สามารถทำกิจกรรมอื่นได้ เช่นรับชมภาพยนตร์ ทั้งนี้ผู้ขับขี่จำเป็นต้องเข้ามีส่วนควบคุมตัวรถเมื่อลงจากทางด่วน และนี้เป็นเพียงความสามารถบางส่วนในบางระดับเท่านั้น

 

LEVEL 0 – ZERO AUTOMATION – DRIVING AS USUAL

ระดับ 0 เป็นระดับที่จำเป็นต้องเข้ามาควบคุมการขับขี่ด้วยตัวเองตลอดเวลาเพื่อการเดินทางที่ปลอดภัย ผู้ขับขี่ควบคุมรถอย่างสมบูรณ์แบบบ ตาอยู่บนถนน มืออยู่บนพวงมาลัย เท้าแตะที่เพดานเร่งและเพดานเบรค

 

LEVEL 1 – DRIVER ASSISTED/FUNCTION-SPECIFIC

ระดับ 1 เป็นระดับที่มีการเพิ่มคุณลักษณะที่เกี่ยวกับความปลอดภัยและความสบายในการขับขี่ โดยมนุษย์ยังมีความจำเป็นสำหรับเพื่อรับหน้าที่กรณีเกิดภาวะวิกฤต รถจะส่งสัญญาณเตือนเมื่อสภาพถนนเปลี่ยนแปลง หรือกรณีมีสิ่งกีดขวาง นั่นคือ ผู้ขับขี่ควบคุมรถอย่างสมบูรณ์แบบ ตาอยู่บนถนน มือไม่จำเป็นต้องอยู่บนพวงมาลัยในบางภาวะการขับขี่ เท้าไม่จำเป็นต้องแตะเพดานเร่งและเพดานเบรคในบางภาวะการขับขี่ ระบบขับขี่ของรถช่วยอำนวยความสะดวกแก่มนุษย์

 

LEVEL 2 – PARTIAL AUTOMATION/COMBINED AUTONOMOUS FUNCTIONS

ระดับ 2 เป็นระดับที่บางกิจกรรมการขับขี่ถูกทำให้เป็นระบบอัตโนมัติโดยมนุษย์ยังคงไว้ซึ่งการควบคุม ตายังต้องอยู่บนถนน สามารถละมือจากพวงมาลัยได้แต่ต้องพร้อมตอบสนองเมื่อการขับขี่เป็นแบบรักษาความเร็ว ส่วนเท้าก็เช่นกันคือสามารถละเท้าได้แต่ต้องพร้อมต่อการตอบสนองเมื่อการขับขี่เป็นแบบรักษาความเร็ว ระบบขับขี่เข้าควบคุมในบางสถานการณ์การขับขี่

 

LEVEL 3 – CONDITIONAL AUTOMATION/LIMITED SELF-DRIVING

ระดับ 3 เป็นระดับที่มนุษย์ทำหน้าที่เสมือน co-pilot มนุษย์คงไว้ซึ่งการควบคุมบางส่วน สามารถละตาจากถนนแต่ยังต้องสังเกตการณ์ สามารถละมือจากพวงมาลัยได้ในบางสถานการณ์การขับขี่แต่ยังสามารถเข้าควบคุมได้ ส่วนเท้าก็เช่นกันคือสามารถละเท้าได้ในบางสถานการณ์การขับขี่แต่ยังสามารถเข้าควบคุมได้ ระบบขับขี่เข้าควบคุมตามเงื่อนไขที่กำหนด (ที่ชัดเจน)

 

LEVEL 4 – HIGH AUTOMATION

ระดับ 4 เป็นระดับที่ระบบขับขี่โดยอัตโนมัติและในขณะเดียวกันก็สามารถตรวจตราสภาวะและสิ่งแวดล้อมทางการขับขี่ไปด้วย โดยระบบดำเนินการตาม “use case” ของรูปแบบการขับเคลื่อนที่กำหนดขึ้น มนุษย์ได้กลายเป็นผู้โดยสารแต่สามารถเรียกการควบคุมกลับคืน สามารถละตาจากถนน สามารถละมือจากพวงมาลัยได้ สามารถละเท้าได้ ระบบขับขี่ของเข้าควบคุมเมื่อป้อน “use case” ของรูปแบบการขับเคลื่อน

 

LEVEL 5 FULLY AUTONOMOUS

ระดับ 5 เป็นระดับที่ระบบขับขี่ที่ปราศจากมนุษย์โดยสิ้นเชิง ยานยนต์จะถูกนิยามใหม่เป็นเครื่องมืออำนวยความสะดวกส่งเสริมการทำงาน การโดยสารจะไม่ต่างจากการทำงานในสำนักงาน ไม่ต้องการมนุษย์ ระบบเข้าควบคุมสมบูรณ์แบบ

LEVEL OF SELF-DRIVING VEHICLE

FIG 2. LEVEL OF SELF-DRIVING VEHICLE
SOURCE: PLANNING FOR SELF-DRIVING VEHICLE, NPR​

CONCLUSION

 

ณ วันนี้ DSi BMW Toyota Mercedez-Benz และ GM ได้พัฒนามาถึงระดับการขับเคลื่อนยานพาหนะขั้นที่ 2 ในขณะที่ NASA Google TESLA และ CRUISE ได้ก้าวข้ามมาถึงขั้นที่ 3 และท้ายที่สุด ขั้นที่ 4 ซึ่งถือได้ว่าเป็นความก้าวหน้าและนวัตกรรมสูงสุดของมนุษยชาติในขณะนี้เป็นของ SPACEX อย่างไรก็การไปสู่ขั้นที่ 5 ต้องอาศัยพัฒนาการทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแบบก้าวกระโดด เหมือนกับที่ AirBnB ได้กลายมาเป็นทางเลือกการพักอาศัยของนักเดินทางซึ่งไม่ใช่โรงแรม อย่างไรก็ตามการก้าวกระโดดนี้จะไม่เป็นเพียงความก้าวหน้าที่บนอยู่บนฐานของสัญญาณทางไฟฟ้าและการคำนวณ แต่จะเป็นก้าวที่สำคัญทางชีววิทยาของมวลมนุษยชาติ

The vehicles have grown more powerful and luxurious. The network of roads, highways, and interstates has grown more elaborate and extensive, and more congested. Technological changes are underway that could finally reshape that system in fundamental ways. It is difficult enough to predict incremental changes in existing technologies and markets. Today, three technological shifts -- autonomous (self-driving) vehicle, vehicle electrification, and distributed energy -- that could change the transportation system are unfolding in parallel. This article shines the light on the autonomous vehicle facet.​

 

STEPS TOWARD AUTONOMY

 

Google, Tesla, and Uber—companies that didn’t even exist when Toyota introduced the Prius, in 1997—have become major players in the auto industry. Both Google and Tesla aim to introduce fully autonomous cars—that is, cars that drive themselves—within the next several years, and Uber recently founded an R&D center in Pittsburgh with an eye toward ushering in our driverless future. Self-driving cars are expected to be much safer than human-driven ones. But even if the first robot cars hit the roads in the next few years, most of us probably won’t give up driving entirely for at least another 15 or 20 years. 

 

Automotive companies have been adding semiautonomous features to cars since the 1990s—things like adaptive cruise control, which uses sensors to adjust a car’s speed based on the traffic in front of it, and automated parallel parking. Some cars automatically stop—or at least slow down—if a driver doesn’t step on the brake in time to avoid a collision, and in certain 2017 Mercedes-Benz models, the driver will be able to change lanes simply by hitting the turn signal for two seconds (the car will take care of the rest). Within a few years, cars may be able to determine when an accident is likely and make adjustments to the cabin—moving seats, closing windows, retracting the steering wheel.

 

Even better than preparing for a crash, of course, is preventing one. Some vehicles emit warnings when they detect, via cameras and sensors, which a driver is getting drowsy. Future cars might take over for sleepy drivers—or automatically pull to the side of the road and shut down. Biometrics could aid this process. If a car has sensors that can measure a driver’s respiration and heart rate, it could shift into self-driving mode when a driver has a heart attack or passes out.

DRIVERLESS CAR FORECAST

FIG 3. DRIVERLESS CAR FORECAST 
SOURCE: MOJOMOTORS​

LEVELS OF AUTONOMOUS

 

“Self-driving” is a rather vague term with a vague meaning. In this regard, the “self-driving levels” is defined by the SAE International. This means the vehicle can safely drive itself under specific conditions but the driver will need to quickly intervene when called on. This is a car that could drive itself on the highway while you watch a movie but would need you to take control when you get off the highway. Some may view this as only partially self-driving.

LEVEL 0 – ZERO AUTOMATION – DRIVING AS USUAL

A human driver is required to operate the vehicle safely at all times. Driver in full control. Eyes on the road. Hands-on the wheel. Foot on the acceleration pedal/brake.

 

LEVEL 1 – DRIVER ASSISTED/FUNCTION-SPECIFIC

Intelligent features add layer of safety and comfort. A human driver is required for all critical functions. The car can alert the driver to road conditions, environment and potential obstructions. Driver in full control. Eyes on the road. Hands-on the wheel (relief offered in certain modes). Foot on the acceleration pedal/brake (relief offered in certain modes). Vehicle aids driver.

 

LEVEL 2 – PARTIAL AUTOMATION/COMBINED AUTONOMOUS FUNCTIONS

Key automated capabilities become standard but driver still in control. Driver in control. Eyes on the road. Hands-on the wheel or ready to be on the wheel in cruise control mode. Foot on the acceleration pedal/brake or ready in cruise control mode. Vehicle in partial, temporary control (fixed scenarios).

 

LEVEL 3 – CONDITIONAL AUTOMATION/LIMITED SELF-DRIVING

The car becomes a co-pilot. Driver in partial control. Eyes temporarily off the road but still observant.

Hands-off the wheel in specific scenarios but at the ready. Foot off the acceleration pedal/brake but at the ready. Vehicle in conditional control (known environments).

 

LEVEL 4 – HIGH AUTOMATION

Capable of performing all safety-critical driving functions while monitoring environments/conditions in defined use cases. Driver becomes passenger but can assume control. Eyes off the road. Hands-off the wheel. Foot off the acceleration pedal/brake. Vehicle in control (once input is provided and in most situations).

 

LEVEL 5 FULLY AUTONOMOUS

Vehicle is completely driverless. This will take on new shapes to focus on human comfort and productivity, resembling lounges, offices, etc. No driver. Vehicle in control.

 

CONCLUSION

 

To-date, DSi, BMW, Toyota, Mercedez-Benz, and GM have completed the Level 2 self-driving. NASA, Google, TESLA, and CRUISE, have passed the Level 3. Perhaps considered the greatest advancement in self-driving innovation, SPACEX has overcome the Level 4. However, the answer to Level 5 autonomy requires another quantum leap. We need some other type of innovation as much like the lodging solution which isn’t hotels but AirBnB. The answer to Level 5 autonomous driving will not be mathematical, but biological innovation.

FIG 4. SELF-DRIVING ACHIEVEMENT
SOURCE: THE STORY​

SELF-DRIVING ACHIEVEMENT

© 2018 Advance Industry Media Plus Co., Ltd. All Rights Reserved.​​

Advance Industry Media Plus Co., Ltd.
1104/339 Pattanakarn Road Suanluang, Suanluang, Bangkok, 10250 Thailand

Tel. +66 2136 1406-7

Fax. +66 2187 2899

www.aimplus.co.th   

info@aimplus.co.th​

Ms. Khemruji Pruankaewmanee

Tel: +66 2 136 1406-7
Email: khemruji@aimplus.co.th​

aimplus.co.th

Reader voices

Advertisers

Subscribe

ADVERTISE WITH US 

LINKS

FOLLOW US ON SOCIAL MEDIA

megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
http://www.tornos.com/