هرچند زمانی‌که در مورد اشیاء خودمختار (Autonomous Things) صحبت می‌کنیم، وسایل نقلیه خودران در صدر این اشیاء قرار می‌گیرند، اما ربات‌ها و پهپادهای خودران نیز می‌توانند برای مشاغل تفاوت بسیاری ایجاد کنند. امروزه وجود این فناوری‌ها می‌توانند منجر به اتوماسیون جزئی یا کامل وظایف مربوط به انسان‌های امروزی شوند. لجستیک، حمل‌ونقل، خرده‌فروشی‌ها، ارتش و ... برخی از صنایعی هستند که نمونه‌های اولیه‌ای از اشیاء خودمختار دارند.
اشیاء خودمختار (AuT) چه هستند؟
اشیاء خودمختار (AuT) یا اینترنت اشیاء خودمختار (IoAT)، به دستگاه‌هایی گفته می‌شود که به لطف الگوریتم‌های هوش مصنوعی، بدون تعامل انسانی و به طور مستقل روی وظایف خاصی کار می‌کنند. این دستگاه‌ها شامل رباتیک، وسایل نقلیه، هواپیماهای بدون سرنشین، دستگاه‌های خودمختار خانه هوشمند و نرم‌افزارهای خودمختار هستند.
اشیاء خودمختار به‌طورکلی شامل تقویت ماشین‌ها با حسگرها، هوش مصنوعی و قابلیت‌های تحلیلی هستند تا ماشین‌ها تصمیمات مبتنی بر داده گرفته و وظایف خود را به طور مستقل انجام دهند.
طبق تعریف ویکی‌پدیا، اشیاء خودمختار اصطلاحی نوظهور برای پیشرفت‌های تکنولوژیکی یوده که در آن انتظار می‌رود رایانه‌ها را به‌عنوان موجودیت‌های مستقل و بدون هدایت انسان، به محیط فیزیکی ای وارد کند که آزادانه در حال حرکت و تعامل با انسان‌ها و سایر اشیاء هستند.
چرا اشیاء خودمختار از اهمیت برخوردار هستند؟
فناوری اشیاء خودمختار فناوری است که بر دنیای فیزیکی و دنیای دیجیتال تاثیر می‌گذارد؛ بنابراین، انتظار داریم که کسب‌وکارها در طول زمان از مزایای فزاینده این فناوری بهره‌مند شوند.
انواع اشیاء خودمختار کدام‌اند؟
پهپادهای خودران مانند پهپادهای تجاری، کاربردهایی مانند وسایل نقلیه تحویل (پهپادهای تحویل آمازون) و جمع‌آوری اطلاعات از محیط‌های مختلف دارند.
رباتیک یک محرک کلیدی در اشیاء خودمختار بوده که شامل ربات‌های هوشمند، ربات‌های متحرک مستقل، ربات‌های تحویل دهنده و ربات‌های شخصی می‌شود. ربات‌های تحویل دهنده در حال حاضر در تولید، مونتاژ و انبارداری حضور دارند و انتظار می‌رود در سال‌های آینده رشد رباتیک در شبکه‌های زنجیره تامین نیز افزایش یابد. افزایش رباتیک در این بخش به کاهش وظایف نسبتا خطرناک انسان در انبارها کمک می‌کند.
اگرچه خودروهای خودران، پهپادها و رباتیک تمرکز اصلی در اشیاء خودران هستند اما با پیشرفت‌های اینترنت اشیاء (IoT) ، در آینده با اشیاء خودمختار بیشتری روبرو خواهیم شد؛ بنابراین AuT ممکن است در آینده نزدیک به IoAT تبدیل شود.
وسایل نقلیه خودمختار
وسایل نقلیه خودران مهم‌ترین فناوری AuT از نظر پتانسیل اقتصادی بوده و باوجوداینکه به‌دلیل چالش‌های فنی و نظارتی هنوز زمان زیادی برای دیدن آنها در جاده‌ها وجود دارد، بازهم بیشترین توجه را به خود جلب کرده‌اند. در حال حاضر، 25 کشور بر روی طراحی خودروهای خودران کار می‌کنند و تحلیل‌گران تخمین می‌زنند که 8 میلیون وسیله نقلیه خودران در سال 2025 روانه بازار خواهد شد.
به‌طورکلی اجزای فنی که برای موفقیت خودروهای خودران لازم است عبارتند از:
پلتفرم محاسباتی مبتنی بر هوش مصنوعی
هوش مصنوعی یک فناوری حیاتی برای تصمیم‌گیری در زمان واقعی است. بااین‌حال، هوش مصنوعی به یک پلتفرم محاسباتی نیاز دارد تا بتواند با تجزیه‌وتحلیل سریع‌تر تصمیم‌گیری کند.
استقرار 5G Vehicle-to-Everything (V2X) (یک سیستم ارتباطی خودرویی که از انتقال اطلاعات از یک وسیله نقلیه به قسمت‌های متحرک سیستم ترافیک پشتیبانی می‌کند.) توسعه صنعت خودرانی را آسان‌تر می‌کند. زیرا اطلاعات مهم به‌عنوان داده‌های ساختاریافته به خودرو منتقل می‌شود. V2X خودروها را قادر می‌سازد تا با هر موجودی از جمله زیرساخت‌های کنار جاده، عابران پیاده و دوچرخه‌سواران و خدمات مبتنی بر ابر ارتباط برقرار کنند. ارتباط بین وسایل نقلیه و سایر نهادها توسط سیگنال های مبتنی بر WLAN یا مبتنی بر cellular ارائه می‌شود.
بینایی کامپیوتری (Computer vision) / ترکیب حسگر(Sensor fusion)
بینایی کامپیوتری از دوربین‌ها و حسگرها برای شناسایی اشیاء اطراف خودرو استفاده می‌کند. ترکیب سیگنال(Signal fusion)، تمام اطلاعات را از سنسورهای مختلف جمع‌آوری می‌کند و به خودرو کمک می‌کند تا محیط را درک کند. با وجود حتی بهترین برنامه‌های کاربردی، بازهم خودروهای کاملا خودران تسلا نیز مشکلات مهمی در ارتباط با سیگنال‌ها دارند.
نقشه‌های با وضوح بالا
این نقشه‌ها باید شامل کل هندسه سه‌بعدی جاده، مرزها و راه‌های ارتباطی مجاز، همراه با اطلاعاتی در مورد محیط، مانند موقعیت چراغ‌های راهنمایی و علائم راه باشد.
سطوح اتوماسیون برای وسایل نقلیه خودران
طیف اتوماسیون بین خودروها ممکن است متفاوت بوده و بسته به فناوری می‌تواند اتوماسیون جزئی با کمک انسان یا اتوماسیون کامل باشد. در زیر نمودارهایی وجود دارد که سطوح اتوماسیون رانندگی و میزان تعامل انسانی برای هر سطح را نشان می‌دهد.
موارد استفاده فعلی از وسایل نقلیه خودران کدامند؟
- حمل‌ونقل
- تاکسی‌های رباتیک
تسلا انتظار دارد رباتاکسی را برای یک شبکه اشتراک سواری خودمختار که ممکن است مالکیت خودروها را تغییر دهد، راه‌اندازی کند. ایلان ماسک در روز خودمختاری تسلا در سال 2019، در مورد رباتاکسی گفت: "من با اطمینان بسیار، پیش‌بینی می‌کنم تسلا در سال آینده بیش از یک میلیون رباتاکسی مستقل در جاده‌ها خواهد داشت. البته این موضوع در همه حوزه‌های قضایی مقدور نیست زیرا ما در همه جا تاییدیه نظارتی نخواهیم داشت."
- پلتونینگ خودرو:
پلتون از هوش تجمیعی (swarm intelligence) و رفتار هوشمند جمعی سیستم‌های غیرمتمرکز، برای ایجاد همکاری بین وسایل نقلیه استفاده می‌کند. پلتونینگ شامل گروهی از کامیون‌های خودران است که با سرعت بالا و ایمن و کارآمد حرکت می‌کنند. زیرا هر کامیون با کامیون‌های دیگر ارتباط برقرار می‌کند و سرعت و ترمز خود را متناسب با آن تنظیم می‌کند.
- شاتل‌های خودمختار:
این وسایل نقلیه به‌صورت مستقل با سرعت کمتر از 50 کیلومتر در ساعت در مسیرهای از پیش تعیین شده و آموخته شده حرکت می‌کنند. شاتل‌های خودران در مقایسه با سایر کاربردهای خودروهای خودران، به‌دلیل عملکرد محدودشان، راحت‌تر تنظیم می‌شوند. به‌عنوان مثال، EasyMile، یک شرکت خودروهای خودمختار، شاتل خودران EX10 خود را از سال 2021 در بیش از 300 مکان و در بیش از 30 کشور جهان مستقر کرده است. نمونه دیگری از شاتل‌های خودمختار مربوط به کلینیک Mayo، ارائه‌دهنده مراقبت‌های بهداشتی است. آنها از شاتل‌های خودران برای حمل‌ونقل تجهیزات پزشکی و تست کرونا استفاده می‌کنند.
- نظامی
- پهپادهای نظامی
پهپادهای نظامی خودمختار می‌توانند اطلاعات را در زمان واقعی جمع‌آوری کرده و از تصمیم‌گیری پشتیبانی کنند. پهپادها همچنین قادر به حمل سلاح هستند و امروزه زمانی‌که زمان تصمیم‌گیری در مورد استفاده از سلاح‌های کشنده فرا می‌رسد، از راه دور کنترل می‌شوند.
- سلاح‌های خودمختار مرگبار
با اینکه این موضوع مورد تحقیق است اما طبق قانون استفاده از آنها مجاز نیست یا حداقل استفاده از آنها هنوز عمومی نشده است. در مورد اخلاق استفاده از پهپادهای کشنده در ارتش نظرات مختلفی وجود دارد. برخی از استفاده نظامی پهپادهای بدون سرنشین خودران پشتیبانی می‌کنند، درحالی‌که برخی دیگر مخالف آن هستند. استدلال موافقان حاکی از آن است که سلاح‌های خودمختار می‌توانند جنایات جنگی را کاهش دهند، زیرا هواپیماهای بدون سرنشین اطلاعات دقیق‌تری ارائه می‌دهند که می‌تواند به تمایز غیرنظامیان از نیروهای دشمن کمک کند. مخالفان از جمله برندگان متعدد جایزه نوبل نیز ادعا می‌کنند که سلاح‌های خودمختار قوانین شروع و تداوم جنگ را آسان می‌کند.
- خرده‌فروشی
- فروشگاه‌های مستقل
فروشگاه‌هایی مانند Amazon Go به مشتریان امکان می‌دهند بدون صندوق‌دار یا تسویه‌حساب خرید کنند. این فروشگاه‌ها در سراسر ایالات متحده در حال گسترش هستند. دو استارت‌آپ فناوری، AiFi و Grabango، ارائه‌دهندگان فناوری خرید مستقل هستند که هدفشان آسان‌تر کردن خرید با سیستم‌های پرداخت خودکار است.
- ساخت و ساز
- جرثقیل‌های خودمختار
Intsite یک شرکت ماشین‌آلات سنگین است که یک محصول جرثقیل مستقل به‌نام AutoSite100 را راه‌اندازی کرد. این محصول عملکرد خودکار ماشین‌آلات سنگین را با استفاده از هوش مصنوعی و فناوری بینایی ماشین امکان‌پذیر می‌کند.
- وسایل نقلیه حمل‌ونقل
شرکت آمریکایی کوماتسو سیستم حمل‌ونقل خودکار FrontRunner را در سال 2018 معرفی کرد. این محصول بهینه‌سازی و ایمنی در سطح معدن را در صنعت معدن امکان‌پذیر می‌کند. همچنین به دو میلیارد تن مواد سطحی دست یافته که در عملیات بدون راننده جابجا شده است.
- مراقبت‌های بهداشتی
- ربات‌های جراحی
SARAS(Smart Autonomouse Robotic Assistant Surgeon) روی یک دستیار رباتیک مستقل و هوشمند کار می‌کند که یک جراح را قادر می‌سازد تا عملیات جراحی را انجام دهد. SARAS یک سیستم ناظر است که می‌تواند وضعیت واقعی عمل جراحی را از سیستم حسگر استنباط کرده و مطابق با نیازهای جراح عمل کند.
- مراقبت‌های بهداشتی بر اساس تقاضا
برای مثال Swoop Aero دارو را در سراسر کشورها از طریق هواپیماهای بدون سرنشین ارائه می‌دهد. هدف Swoop Aero دسترسی به مکان‌هایی است که انتقال زمینی، ایمن، قابل اعتماد و پایدار ممکن نیست.
- جستجو و نجات
دانشگاه صنعتی Delft در حال کار بر روی فناوری هواپیماهای بدون سرنشین آمبولانس است که به گسترش زیرساخت‌های اضطراری برای افزایش نرخ نجات در مکان‌های حادثه دیده کمک می‌کند.
- امنیت
Sunflower Labs یک شرکت امنیتی خانگی است که از سیستم‌های پهپاد مستقل برای اسکن فعالیت‌های مشکوک استفاده می‌کند. این شرکت از تشخیص فعالیت مبتنی بر هوش مصنوعی برای هشدار به صاحبان خانه و کمک به ارسال گزارش پلیس استفاده می‌کند.
- نقشه برداری
ایروباتیک یک راه حل پهپاد در سطح صنعتی، در محل و کاملا مستقل ارائه می‌دهد. لذا سازمان‌ها می‌توانند در مدیریت انبار، بازرسی امنیتی و عملیات نقشه‌برداری بهبودهایی ایجاد کنند.
- نظارت بر گونه‌های تقریبا منقرض شده
محققان دانشگاه John Moores لیورپول بر روی یک سیستم پهپاد مستقل کار می‌کنند که می‌تواند گونه‌های در خطر انقراض را دنبال کند و اطلاعاتی در مورد سلامت آنها برای محققان جمع‌آوری کند.
- پیش‌بینی آبوهوا
وسایل نقلیه بدون سرنشین آبی (USV) مانند Saildrone می‌توانند داده‌هایی را از سطح اقیانوس به‌دست آورند. تحلیل‌گران با جمع‌آوری داده‌های اقیانوسی و جوی آبوهوا می‌توانند پیش‌بینی بهتری انجام دهند.
چالش‌های پیش روی اشیاء خودمختار چیست؟
- همان‌طور که گفته شد اشیاء خودمختار یک صنعت با پتانسیل تجاری عالی هستند اما چرا این اشیاء، وسایل نقلیه و پهپادها در همه جا دیده نمی‌شوند؟
یک پاسخ این است که شرایط محیطی مانند جاده، آبوهوا و ترافیک برای وسایل نقلیه خودران و هواپیماهای بدون سرنشین حیاتی هستند. این فناوری‌ها اطراف خود را با حسگرهایی درک می‌کنند که باید در هر شرایطی بدون نقص کار کنند.
- یکی دیگر از سوالات مطرح در مورد خودروهای خودران این است که در صورت تصادف چه کسی پاسخگو خواهد بود؟
در رابطه با وسایل نقلیه خودران، انتظار می‌رود که نرم‌افزار و سازندگان خودرو در قبال هرگونه برخورد ناشی از خطا بر اساس قانون مسئول باشند. با وجود اینکه شرکت ها اعلام کرده‌اند هر گونه جراحت یا خسارت ناشی از خودروی کاملا خودران بر عهده سازندگان آن است، اما هنوز از دید مسائل اخلاقی و انسانی این موضوع چالش برانگیز است. با این حال شرکت‌های سازنده اعلام کرده‌اند با شروع فروش این خودروها، هرگونه خسارت را نیز پرداخت خواهند کرد.
- امنیت سایبری و طراحی سیستم‌های ایمن مشکل دیگری است که خودروهای خودران باید آن را حل کنند.
ربات‌های پهپاد مقررات مختلفی دارند که حوزه فعالیت آنها را تا زمانی‌که قانون‌گذاران توافق کنند که این فناوری برای شرایط دنیای واقعی آماده است، محدود می‌کند. به‌عنوان مثال، در هر کشور سیاستی وجود دارد که به ربات‌های زیر وزن معین (۵۰ کیلوگرم) اجازه می‌دهد تا به‌طور مستقل کار کنند. همچنین، پهپادها نمی‌توانند بدون خلبان از راه دور در مناطق پرجمعیت پرواز کنند. زیرا هم محدودیت‌های فنی مورد بحث است و هم به‌دلیل ابهام قانونی در مورد مسئولیت اقدامات یک پهپاد مستقل، محدودیت‌هایی وجود دارد.
منبع
https://research.aimultiple.com/aut/