התחבורה של העתיד

מכונית אוטונומית היא כלי רכב שמסוגל לנוע, לנווט ואף לחנות בכוחות עצמו, ללא מעורבות של נהג אנושי. כלי הרכב האלה משתמשים בחיישנים שמסוגלים להבחין בתנאי הדרך ולזהות מכשולים, ומחשב המנווט אותם בהתאם. המחשב מתוכנת לשמור על מרחק מהמכוניות הסובבות אותו, לזהות מתי שאר הנהגים על הכביש עוצרים או מאטים ולהגיב בהתאם, לאתר מכשולים בדרך ולהימנע מהם, להבחין בתמרורים וברמזורים ולנהוג לפיהם, ובכלל – לציית לכל חוקי התנועה.

איך הם עושים את זה? רוב כלי הרכב האוטונומיים משתמשים בחיישני לייזר, מערך של מצלמות או שילוב של שניהם. חיישן לייזר שנקרא LIDAR (ראשי תיבות של Light Detection and Ranging) מסוגל למדוד את המרחק של הרכב מעצמים בסביבתו בדיוק של עד שני סנטימטר באמצעות הבזקי אור קצרים. הוא מותקן על גג המכונית ומאפשר טווח זיהוי מלא של 360 מעלות מסביב לה.

החיישן פולט הבזקי אור שמשכם חלקיקי שנייה, הקרניים פוגעות בעצמים סביב המכונית וחלקן מוחזרות מהם אל החיישן, שאז מודד את הזמן שעבר מרגע שחרור ההבזק ועד שהוחזר אליו, ומחשב את המרחק של העצם מהרכב. כמיליון הבזקים בשנייה מאפשרים למחשב במכונית למדוד שוב ושוב את המרחק מהעצמים שסביבו ולבנות לפיהם תמונה תלת-ממדית של הסביבה, המתעדכנת בזמן אמת.

הגיאומטריה של הנהיגה

מערך נוסף של חיישנים כולל מצלמות משוכללות שמסוגלות לזהות רמזורים, תמרורים וסימונים על הכביש, וכן כלי רכב ובני אדם בסביבה, ואף לחשב את המרחק אליהם. המצלמה מצליחה בכך באמצעות שימוש מחוכם בפרספקטיבה: כשאנחנו מביטים בעצם מרוחק הוא נראה לנו קטן יותר מאשר אילו היה נמצא קרוב אלינו. בהתאם לכך, מחשב המצלמה משתמש בדמיון משולשים כדי לבחון את המרחק היחסי של כלי הרכב שמלפנים לפי התמונה. כך יכולה מערכת למניעת התנגשות חזיתית למדוד את המרחק מהמכונית שלפנינו, ואם התקרבנו יותר מדי היא מתריעה על כך והמכונית מאיטה בהתאם.

דרך אחת לחשב את המרחק היחסי מהמכונית שנוסעת לפני הרכב האוטונומי היא להשוות את גודלה היחסי בתמונה לגודלה האמיתי. אך מכיוון שלכל כלי רכב יש גודל שונה, אין רוחב קבוע שאליו אפשר להשוות את הגודל הנצפה של הרכב הנוסע מלפנים ולחשב על בסיסו את המרחק היחסי.

במקום זאת מחשב המצלמה מסיק את המרחק היחסי בין כלי הרכב באמצעות גיאומטריה. הוא לוקח בחשבון את הגובה מפני הקרקע שבו המצלמה מותקנת, את אורך המוקד שבו היא מצלמת ואת המרחק היחסי של גלגלי המכונית שמלפנים בתמונה המצולמת. אלה מאפשרים לחשב את המרחק בין המצלמה למכונית שהיא מצלמת.  

איור: מאמר המחקר של גת ועמיתיו

הגורם האנושי

למרות התקווה שמכוניות אוטונומיות ימנעו תאונות דרכים, נכון להיום ובהתבסס על נסיעות ההרצה שלהם, נראה כי שיעור תאונות הדרכים שבהן הן מעורבות כפול מזה של כלי רכב רגילים. עם זאת, בדרך כלל המכוניות האוטונומיות לא היו האשמות; למעשה, רוב התאונות שבהן היו מעורבים כלי רכב אוטונומיים התרחשו באשמת נהגים אנושיים, שלא היו מרוכזים או נהגו בצורה אגרסיבית. לעומתן, תאונות שנגרמו בשל טעויות של הרכב האוטונומי היו ברובן תאונות קלות במהירות איטית של עד 6 קמ"ש וללא נפגעים.

עם זאת, בחודשים האחרונים התרחשו כמה תאונות קטלניות שכלי רכב אוטונומיים היו מעורבים בהן, ועלו בחייהם של הולכת רגל ונוסע. יצרנים מסוימים, למשל טסלה, קובעים נכון להיום שכלי הרכב האוטונומיים שלהם הם רק כלי עזר לנהג, ואינם אמורים להחליפו כליל, ולכן מחייבים את הנהג להישאר מרוכז בנסיעה ולהחזיק את ידיו על ההגה כל העת.

הסבר אפשרי לשיעור התאונות הגבוה של המכוניות האוטונומיות הוא שנהיגה היא פעולה חברתית, בדומה לתנועת להקה. הבעיה נוצרת כשכלי הרכב האוטונומי מתנהג שונה מהנהג הרגיל. הרכב האוטונומי מגיב מהר יותר ועלול לנוע בפתאומיות. בנוסף הוא מתוכנת לציית תמיד לחוקי התנועה, אך קיימים מצבים שבהם היצמדות לחוק היבש עלולה להוביל לתאונה.

לדוגמה, כשמשתלבים בכביש מהיר שבו רוב הנהגים נוסעים מעל המהירות המותרת, שאר הנהגים על הכביש מצפים שגם המכונית האוטונומית תנהג במהירות דומה. כשכלי הרכב האוטונומי ינסה להשתלב במהירות נמוכה יותר, נהג אנושי שדעתו מוסחת עלול להתנגש בו.

לכן מנסים כעת להוסיף לכלי הרכב האלה אלמנטים של התנהגות אנושית. למשל לפני שהרכב האוטונומי חוצה צומת, אפשר יהיה להוסיף להתנהגותו אלמנט של התקדמות איטית לפני החצייה, כדי לאותת לנהגים אחרים שהוא עומד להיכנס לצומת.

נראה כי ככל שתגדל התעבורה של כלי רכב אוטונומיים הנוסעים בכביש, כך יפחתו תאונות הדרכים. אך כיום, כאשר ברוב המכוניות נוהגים בני אדם, הם עלולים לצפות לא נכון את התנהגות הרכב האוטונומי.