Madhur Behl

إن الإثارة في سباق السيارات تأتي من قرارات تتخذ في أجزاء من الثانية ومناورات جريئة يقوم بها سائقون لا يعرفون الخوف. تخيل تلك المشاهد، ولكن بدون سائق السيارة وحدها، يقودها يد الذكاء الاصطناعي الخفية. هل يمكن لنبضات الإثارة في السباق أن تتكشف بدون سائق يحدد المسار؟ يبدو أن ذلك ممكن.

منذ أكثر من قرن، عند بزوغ عصر السيارات، ومع انتقال المجتمع من العربات التي تجرها الخيول إلى العربات التي تعمل بالمحركات، كان هناك شك عام في أمان وموثوقية التكنولوجيا الجديدة. وقد تم تنظيم سباقات السيارات لعرض الأداء التكنولوجي والأمان لهذه العربات بدون خيول. بالمثل، يعتبر سباق السيارات الذاتية الساحة الحديثة لإثبات موثوقية تكنولوجيا السيارات الذاتية القيادة مع بدء ظهور السيارات الخالية من السائق في الشوارع.

تعكس التجارب عالية السرعة في سباق السيارات الذاتية التحديات، الواقعية التي تواجه السيارات الذاتية في الشوارع: التكيف مع التغيرات غير المتوقعة والتفاعل في أجزاء من الثانية. إتقان هذه التحديات على المضمار، حيث تكون السرعات أعلى وأوقات الرد أقصر، يؤدي إلى سيارات ذاتية القيادة أكثر أمانًا على الطرق.

أنا أستاذ في علوم الكمبيوتر أدرس الذكاء الاصطناعي، والروبوتات، والمركبات الذاتية، وأقود فريق السباق الذاتي Cavalier في جامعة فرجينيا. يتنافس الفريق في تحدي Indy Autonomous Challenge، وهو مسابقة عالمية يتنافس فيها الجامعات بسيارات سباق Indy الذاتية الكاملة ضد بعضها البعض. منذ عام 2021، جذب الحدث فرقًا دولية متميزة إلى حلبات مرموقة مثل حلبة سباق إنديانابوليس للسرعة. والمجال، الذي يتميز بالتنافس والعمل الجماعي، يظهر أن الحل الجماعي للمشكلات يدفع التقدم في أمان المركبات الذاتية.

في مسابقة التجاوز الخاصة بتحدي Indy Autonomous Challenge التي أُقيمت في معرض الإلكترونيات الاستهلاكية في لاس فيغاس في يناير 2024، حقق فريقنا Cavalier المركز الثاني ووصل إلى سرعات بلغت 143 ميلًا في الساعة “230 كيلومترًا في الساعة” أثناء التجاوز الذاتي لسيارة سباق أخرى، مؤكدًا مكانته كأحد الفرق الأميركية الرائدة. فاز بالحدث فريق TUM Autonomous Motorsport من الجامعة التقنية في ميونيخ.

لم يبدأ مجال سباق السيارات الذاتية بسيارات السباق على مضامير السباق المحترفة، بل بسيارات مصغرة في مؤتمرات الروبوتات. في عام 2015، قمت أنا وزملائي بتصميم سيارة سباق ذاتية القيادة بمقياس 1/10. حولنا سيارة تحكم عن بعد إلى أداة بحثية وتعليمية صغيرة ولكنها قوية، والتي أسميتها F1tenth، مستلهمًا الاسم من سيارات الفورمولا 1 التقليدية، أو F1. الآن، يُستخدم منصة F1tenth من قِبل أكثر من 70 مؤسسة حول العالم لبناء سياراتهم السباقية الذاتية المصغرة.

أصبح سباق الجائزة الكبرى للسباق الذاتي F1tenth الآن حدثًا بارزًا في مؤتمرات الروبوتات، حيث تتجمع الفرق من جميع أنحاء الكوكب، كل منها يستخدم مركبات متطابقة في العتاد والحساسات، للمشاركة فيما هو في جوهره “معركة خوارزميات” شديدة الكثافة. لا يُدّعى النصر على المضمار بالقوة الخام للمركبة، وإنما بتحكم خوارزميات الذكاء الاصطناعي المتقدمة في السيارات.

لقد برزت F1tenth أيضًا كبوابة جذابة ومتاحة للطلاب للغوص في بحوث الروبوتات. على مر السنين، تمكنت من الوصول إلى آلاف الطلاب من خلال دوراتي وسلسلة المحاضرات عبر الإنترنت، التي تشرح عملية كيفية بناء هذه المركبات وقيادتها وسباقها بشكل ذاتي.

اليوم، توسع نطاق بحثنا بشكل كبير، متقدمًا من النماذج ذات الحجم الصغير إلى سيارات Indy الذاتية الفعلية التي تتنافس بسرعات تزيد على 150 ميلًا في الساعة “241 كم/ ساعة”، وتنفيذ مناورات تجاوز معقدة مع مركبات ذاتية القيادة أخرى على مضمار السباق. تُبنى السيارات على نسخة معدلة من هيكل Indy NXT وتُجهز بأجهزة استشعار ومتحكمات للسماح بالقيادة الذاتية. تُستخدم سيارات Indy NXT في السباقات المحترفة وهي نسخ أصغر قليلًا من سيارات Indy التي اشتهرت بسباق إنديانابوليس 500.

تدفع الواقعية الصارمة لسباق هذه الآلات المتقدمة على مضامير السباق الحقيقية، حدود ما يمكن أن تقوم به المركبات الذاتية. يرفع سباق السيارات الذاتي تحديات الروبوتات والذكاء الاصطناعي إلى مستويات جديدة، مما يتطلب من الباحثين تحسين فهمنا لكيفية إدراك الآلات لبيئتها، واتخاذ قرارات آمنة، والتحكم في مناورات معقدة بسرعة عالية حيث تبدأ الأساليب التقليدية في التعثر.

الدقة حاسمة في سباق السيارات الذاتية، وهامش الخطأ في التوجيه والتسارع ضئيل للغاية، مما يتطلب فهمًا متطورًا ووصفًا رياضيًا دقيقًا لحركة السيارة، وديناميكيات الهواء، ونظام نقل الحركة. بالإضافة إلى ذلك، يقوم الباحثون في مجال السباق الذاتي بإنشاء خوارزميات تستخدم بيانات من الكاميرات، والرادار، والليدار، وهو مشابه للرادار ولكن باستخدام الليزر بدلاً من موجات الراديو، للتحكم في المناورة حول المنافسين والتنقل بأمان في بيئة السباق عالية السرعة وغير المتوقعة.

شارك فريقي أول مجموعة بيانات مفتوحة في العالم مخصصة لسباق السيارات الذاتية، داعيًا الباحثين في كل مكان للانضمام إلى عملية تحسين الخوارزميات التي يمكن أن تساعد في تحديد مستقبل المركبات الذاتية. أكثر من مجرد عرض تكنولوجي، يعتبر سباق السيارات الذاتي حدودًا بحثية حاسمة. عندما تتمكن الأنظمة الذاتية من العمل بشكل موثوق في هذه الظروف القصوى، فإنها بطبيعتها تمتلك هامشًا عند التشغيل في الظروف العادية لحركة المرور في الشوارع.

السباقات ذاتية القيادة هي بمثابة اختبار حيث تحفز المنافسة والابتكار، وتعزز التعاون والنمو، وتسابق السيارات التي يتم التحكم فيها بواسطة الذكاء الاصطناعي إلى خط النهاية لترسم مسارًا نحو مركبات ذاتية القيادة أكثر أمانًا.

المصدر: The Conversation