هل تعلم التكنولوجيا التي تساعد Neato Botvac متصل التنقل حول الأثاث والأحذية الضالة يساعد أيضًا السيارات ذاتية القيادة من Alphabet's Waymo في توجيه شوارع المدينة المزدحمة؟ يطلق عليه ليدار ، ويستخدم في كل شيء من توجيه المركبات ذاتية القيادة إلى حفر المدن القديمة في الحفريات الأثرية.

(رصيد الصورة: Waymo)

كان Lidar موجودًا منذ أكثر من نصف قرن ، لذا فهو ليس جديدًا بشكل خاص في عالم التكنولوجيا. ومع ذلك ، فقد تم تكييفه من استخدامه الأصلي للعمل في عدد من الصناعات المختلفة.

ما هو الليدار وكيف يعمل؟

تم استخدام Lidar ، وهو اختصار تقريبًا لـ "اكتشاف الضوء وتحديد المدى" ، منذ الستينيات ، عندما استخدمته الطائرات لمسح الكتل الأرضية.

تستخدم التكنولوجيا الضوء لتحديد مدى بُعد شيء ما ، ولكن من الأسهل فهم ما إذا كنت تفكر في الأمر على أنه تحديد الموقع بالصدى ، مثل كيفية تمييز الدلافين والخفافيش محيطهم. يرتد Lidar أشعة الليزر ثم يقيس المدة التي يستغرقها الضوء ليصطدم بجسم أو سطح. ثم تنعكس هذه البيانات مرة أخرى على الماسح الضوئي ، الذي يحسب المسافة إلى الكائن الذي ضربه الضوء للتو. تتم معالجة نقاط البيانات هذه ، التي يمكن أن يكون هناك الملايين منها ، على أنها تصور ثلاثي الأبعاد ، مثل خريطة أو سحابة نقطية. وعلى عكس الرادار أو الموجات الصوتية ، لا يتبدد الليدار أثناء عودته إلى الماسح الضوئي الخاص به.

قراءات لنظام الليدار من شركة Velodyne ، وهي شركة تستخدم أنظمة ليدار في السيارات ذاتية القيادة. الائتمان: فيلودين
(رصيد الصورة: قراءات نظام ليدار من شركة Velodyne ، وهي شركة تستخدم أنظمة ليدار في السيارات ذاتية القيادة. الائتمان: فيلودين)

ليدار سريع وفعال. يمكنه الحصول على مجموعة من البيانات في وقت قصير جدًا ، وهذا هو السبب في أن السيارات ذاتية القيادة (والمكانس الآلية) تستخدمها للعثور على طريقها. كانت التكنولوجيا مفيدة في مجموعة متنوعة بشكل ملحوظ من الصناعات ؛ لقد اعتمد علماء الآثار والجيولوجيون والمزارعون وإنفاذ القانون والجيش على الليدار بطريقة أو بأخرى.

أكثر: الأسئلة الشائعة حول Android Auto: كل ما تحتاج إلى معرفته

هذه التكنولوجيا لا تخلو من المحاذير. تعتبر مستشعرات Lidar باهظة الثمن في التصنيع على نطاق واسع ، ولا تعمل التكنولوجيا جيدًا في الضباب الكثيف أو الطقس العاصف. هذان القيدان هما جزء من السبب الذي يجعل صناعة السيارات ذاتية القيادة تواجه مشكلة في الحصول على أي منتج على الطريق.

ليدار في السيارات ذاتية القيادة

إذا كنت قد شاهدت سيارة ذاتية القيادة وهي تعمل أو ألقيت نظرة خاطفة على أي من صور هواتف Waymo المحمولة ، فمن المحتمل أنك لاحظت الكاميرا الضخمة التي تطفو فوق هذه المركبات. هذا جزء من نظام الليدار ، وما بداخله يساعد السيارات ذاتية القيادة على التنقل في شوارع المدينة. ومع ذلك ، لا تستخدم جميع المركبات ذاتية القيادة الليدار ؛ قال إيلون ماسك ، الرجل الذي يقف وراء تسلا ، إن الليدار هو "عكاز" لأنظمة القيادة المستقلة وأنه يفضل الاعتماد على الكاميرات.

الائتمان: كيم كوليش / كوربيس / جيتي
(رصيد الصورة: Kim Kulish / Corbis / Getty)

على عكس أنظمة الليدار التقليدية ، فإن السيارات ذاتية القيادة من أمثال تويوتا و أودي لا تعتمد على التكنولوجيا "لرؤية" بقدر ما تساعد في معالجة البيانات. تستخدم العديد من المركبات ذاتية القيادة الرادارات والكاميرات أيضًا ، وحيثما تقصر هاتان السيارتان ، يمكن أن يساعد الليدار في التقاط الأجزاء المفقودة ببيانات نظيفة وجاهزة للكمبيوتر.

أكثر: السيارات المتصلة: دليل لتكنولوجيا المركبات الجديدة

يتجه استخدام أنظمة الليدار في السيارات ذاتية القيادة إلى الأعلى منذ عام 2005 ، بعد مظاهرة في سباق يسمى تحدي داربا الكبير. حرض السباق 15 مركبة ذاتية القيادة في مواجهة بعضها البعض في صحراء موهافي ، وهناك أظهر الرئيس التنفيذي لشركة فيلودين ، ديف هول ، رؤيته لكيفية استخدام الليدار لقيادة السيارة. ساعد ذلك في تشجيع الآخرين المشاركين في السباق لمحاولة تطبيق التكنولوجيا في سياراتهم الخاصة ، وبعد بضع سنوات ، عاد نفس المتسابقين لمباراة ثانية ، وهذه المرة مع أنظمة Velodyne lidar الرائدة الطريق.

يساعد نظام lidar الخاص بـ Velodyne في قيادة السبب ، ولكن يبدأ مستشعر واحد بسعر ضخم يبلغ 4000 دولار. الائتمان: فيلودين
(رصيد الصورة: يساعد نظام lidar الخاص بـ Velodyne في قيادة السبب ، ولكن يبدأ أحد المستشعرات بسعر ضخم يبلغ 4000 دولار. الائتمان: فيلودين)

يعد اسم Velodyne اسمًا مهمًا ستسمع عنه أكثر مع تزايد تسويق السيارات ذاتية القيادة في السنوات القادمة. تطورت الشركة قليلاً منذ السباق الكبير ، وهي معروفة الآن بأنظمتها الليدار الأصغر والأقل تكلفة. ولكن بسعر 4000 دولار للقطعة الواحدة ، فإنها لا تزال باهظة الثمن بحيث لا يمكن إلقاؤها على رأس التكاليف الأخرى المرتبطة بتصنيع السيارة. وأثناء الشركات الناشئة وعد أجهزة الاستشعار مقابل أقل من 250 دولارًا للقطعة الواحدة ، لا تزال هناك رحلة طويلة قبل أن يصبح ليدار صغيرًا وغير مكلف ومختص بما يكفي لتوجيه سيارات الجميع.

كيف يعمل الليدار في مكانس الروبوت

لا يبدو نظام الليدار في مكنسة روبوتية من النوع الذي يقود المركبات ذاتية القيادة ، لكنه يعمل بنفس الطريقة التي يعمل بها داخل سيارات Alphabet ذاتية القيادة.

يحتوي Neato Botvac Connected على مستشعر ليدار يخرج من الأعلى حتى يتمكن الروبوت من رؤية كل شيء.
يحتوي Neato Botvac Connected على مستشعر ليدار يخرج من الأعلى حتى يتمكن الروبوت من رؤية كل شيء.

في حالة Neato Botvac متصل، يوجد مستشعر ليدار دوار فوق المكنسة الكهربائية يرسم خريطة المنزل أثناء تنظيف الجهاز. يقوم مستشعر الليدار هذا بإطلاق الليزر في كل اتجاه ؛ بعد ذلك ، يعكس ضوء الليزر ذلك مرة أخرى إلى المستشعر لجمع البيانات التي تساعد الروبوت على رسم خريطة لمنزلك. ستقدم معظم Neato Botvacs قراءة بعد التنظيف في التطبيق المصاحب ، حتى تتمكن من رؤية ما شاهده نظام الليدار.

حتى مع وجود الليدار على رأسها ، فإن المكانس الروبوتية ليست ملاحًا مثاليًا. لا يزالون بحاجة إلى المساعدة أثناء التنظيف ، مما يضمن عدم تشابكهم في الأسلاك أو تعليقهم تحت الأثاث المنخفض. Lidar ليس مثاليًا ، وهذا أحد العوامل التي تجعل المكنسة الآلية الروبوتية ليست مستقلة تمامًا حتى الآن ، وهو تشابه رائع مع سبب عدم اعتماد السيارات ذاتية القيادة على نطاق واسع. لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به قبل أن يتمكن نظام الليدار المستقل من تشغيله بشكل كامل بمفرده.

ما هو مستقبل ليدار؟

Lidar نفسها هي تقنية تتطور باستمرار. ولكن في حالة السيارات ذاتية القيادة ، لا يزال هناك الكثير لتفعله قبل أن تكون دقيقة بما يكفي للقيادة المركبات التي يركبها البشر - ناهيك عن أنها باهظة الثمن للغاية كل شخص. نظرًا لأن التقنيات الأخرى أصبحت أرخص وأفضل في مسح العالم من حولهم ، فقد يكون لدى الشركات المصنعة سبب أقل للنظر في نظام الليدار في المقام الأول.

هناك شركات ناشئة تأمل في المساعدة في دفع الصناعة إلى الأمام بأفكار جديدة لأنظمة ليدار الهجينة للسيارة ذاتية القيادة. شركات مثل عين بنينا أجهزة استشعار هجينة التي تجمع بين ليدار صلب وكاميرا منخفضة الإضاءة وشرائح تعمل بخوارزميات ذكاء اصطناعي لإعادة برمجة كيفية استخدام الأجهزة في الوقت الفعلي. ومع ذلك ، هناك شك حول ما إذا كان التعلم الآلي قابل للتطبيق في مساعدة السيارات الآلية على الرؤية.

كوانيرجي، وهي شركة ناشئة أخرى في وادي السيليكون بناء نسخته "الرخيصة" من نظام الليدار ذي الحالة الصلبة ، ولكن هناك شكوك حول ما إذا كان النظام يستحق الاستخدام بهذا السعر. ثم هناك فيلودين، والتي تعمل على تقليص أجهزة الاستشعار وتكييفها مع إعدادات الحالة الصلبة ، على الرغم من أنها تفتقر إلى النطاق والدقة اللازمين للقيادة عالية السرعة.

قد يؤثر قرار Tesla بعدم استخدام lidar على وضع التكنولوجيا كخيار شائع للأنظمة المستقلة في المستقبل ، خاصة إذا أظهرت تلك الشركة أنها تستطيع تحقيق ما تمتلكه شركات السيارات ذاتية القيادة الأخرى ليس. نظرًا لانخفاض تكلفة الكاميرات وتحسن دقة البكسل ، قد يكون هناك سبب أقل للاعتماد على نظام lidar خلف عجلة القيادة بدلاً من الكاميرات.