لماذا ستكون سيارات المستقبل ذاتية القيادة وكهربائية؟

يبدو أن السيارات التقليدية لن تختفي قريبًا، لذا فهناك فرصة للتحرك الأخضر المطلق للدمج بين تكنولوجيا السيارات ذاتية القيادة، والسيارات الكهربائية بشكل كامل .

السيارات ذاتية القيادة تمنح الكفاءة في القيادة واستخدام الطاقة، في حين أنّ السيارات الكهربائية تسهم في الحدّ من الانبعاثات وتكاليف الوقود والصيانة بشكل كبير.

ورغم ذلك، فقد نشأ الجدال داخل صناعة السيارات حول أفضل السبُل للمُضيّ قُدمًا. ويعتقد المتشككون أن التكنولوجيا ذات القيادة الآلية سوف تخلِّف تأثيرًا خطيرًا على مجال السيارات الكهربائية وتردّي البطاريات، ويعتقد المتفائلون أنّ التحسينات المتحققة في مجال التكنولوجيا من المرجّح أن تخفف كثيرًا من هذا الجدل. وتجلى الانقسام بين شركات صناعة السيارات الراسخة التي تختار مسارات مختلفة لتتعقبها.

وتخطط شركة "فورد " لإطلاق تكنولوجيا ذاتية القيادة في عام 2022 ولكن في السيارات الهجينة أولًا. وقد وجد الاختبار الذي قامت به الشركة أنّ أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الاستشعار التي تعمل على تشغيل السيارات ذاتية القيادة قادرة على تقليص نطاق السيارة الكهربائية بما يزيد على 50%. ومن ناحية أخرى، فإنّ السيارات ذاتية القيادة الوحيدة التي تخطط "فولكس فاغن" لتصنيعها هي سيارات كهربائية بالكامل، ومن المقرر أن تبدأ الشركة اختباراتها الميدانية في العام ذاته.

وقد تضع دراسة جديدة نُشرت في المجلة العلمية "Nature Energy" حدًّا للجدل، إذ قال فيناكات فيسواناثان، الأستاذ المشارك في الهندسة الميكانيكية بجامعة "كارنيغي ميلون"، إنّ نطاق الخيارات قد يكون أقل من 15% للقيادة داخل المدن، بينما يكون منخفضًا بنسبة 5% للقيادة في الضواحي. ويضيف فيسواناثان: "نحن نتحرك نحو نقطة لن نحتاج فيها إلى الاختيار بين السيارات ذاتية القيادة والسيارات الكهربائية".

إدراك التغيرات الصغيرة على الطريق

وفي قلب التحدي بتكنولوجيا السيارات ذاتية القيادة، يكمُن صعوبة استنساخ الإدراك البشري للرؤية والصوت، وحتى مع أحدث تكنولوجيا للتعرف على الصورة فإنّ أجهزة الكمبيوتر تعاني من أجل القيام بنفس الأداء البشري التلقائي: إدراك التغيرات الصغيرة التي لا حصر لها والتي تحدث على الطريق في أيّ لحظة، ولكن لحسن الحظ يمكن أن تستخدم أجهزة الكمبيوتر مدخلات أخرى، مثل الموجات اللاسلكية (من خلال الرادار) أو الليزر (من خلال الليدار أو اللادار، وهو تحديد المدى عن طريق الضوء أو الليزر، وهي تكنولوجيا استشعار عن بُعد مرئية باستخدام نبضات من الضوء، عادة ما تكون أشعة ليزر وتُحسَب عن طريقها المسافات أو خصائص الأهداف المرصودة).

يُعتبر "ليدارز"، الذي قد تكون شاهدته على نموذج سيارات ذاتية القيادة، ذا أهمية بالغة بشكل عامّ، إذ يحتاج إلى البروز إلى الخارج لإسقاط أشعة الليزر خارج جسم السيارة، وبالتالي "الإحساس" بالمعوقات المحيطة التي قد تعترض الطريق حتى مع تحرك السيارة بسرعات عالية. ولكن هذا البروز يحدّ من الشكل الانسيابي للسيارة، وزيادة كمية الطاقة اللازمة للقيادة، وبالتالي تقليل المسافة التي يمكن أن تسير بها السيارة الكهربائية بشحن كامل.

وفضلًا عن ذلك فإنّ أجهزة الكمبيوتر الخاصة بالسيارات ينبغي أن تحلل آلاف الصور كل ثانية تُلتقَط عن طريق ليدرز للمساعدة في اتخاذ قرارات القيادة، حتى مع تقنية الحوسبة الحديثة، التي تتطلب كثيرًا من الطاقة. والواقع أن الجمع بين أجهزة الاستشعار وأجهزة الكمبيوتر يعمل على استنزاف بطارية السيارة الكهربائية بسرعة أكبر مما إذا كان السائق البشري يتولى عجلة القيادة.

ورغم ذلك فقد وجد فيسواناثان أن أداء "ليدارز" وأجهزة الكمبيوتر يتحسن، في حين يستهلك قدرًا أقل من الطاقة. وفي حالة أجهزة الكمبيوتر فإنَّ الأجزاء المصممة خصيصًا، التي يمكنها إجراء تحليل الصورة المحدّدة المطلوبة للقيادة الذاتية، قادرة على خفض استهلاك الطاقة بنسبة 50% أو أكثر مقارنة بأجزاء معالجة الرسوم البيانية التقليدية، ومن المرجح أن تتطوّر بشكل أفضل، مما يعني أن تقديرات فيسواناثان قد تكون غير محدَّثة خلال وقت قريب.

توفير في الطاقة

والأفضل من ذلك أنّ تعمل شركات مثل "آمبريكس المعاصرة للتكنولوجيا" المحدودة في الصين، وهي أكبر شركة مصنِّعة للبطاريات على مستوى العالم، على تطوير بطاريات قد تدوم لنحو مليونَي كيلومتر (1.25 مليون ميل) أو 16 عامًا. وهذا يشكّل تحسنًا هائلًا في البطاريات الحالية التي تتمتع بضمان لمدة 150 ألف ميل أو 8 أعوام، وحال اعتماد هذه البطاريات على نطاق واسع فإنّ هذا يعني أنّ مالكي السيارات لن يُضطروا إلى القلق بشأن تدهور أداء البطارية.

وحتى لو لم يظهر أيّ من هذه الاتجاهات التكنولوجية كما هو متوقع، فقد وجد فيسواناثان أنّ السيارات التي تعمل بالكمبيوتر تنتهي بها الحال إلى توفير الطاقة بنسبة تصل إلى 10% من خلال اتخاذ قرارات أفضل بشأن ضغط المكابح وزيادة سرعة السيارة والتحوّل من السائقين البشريين. ويمكن موازنة الطاقة الإضافية التي تستهلكها أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الاستشعار من خلال قيادة أفضل، النتيجة المباشرة للقيادة الذاتية الممكَّنة.

وقد لا تعطي الهيئات التنظيمية شركات صناعة السيارات خيارًا. يقول نيك ألبانيز، رئيس المنصة الذكية المتحركة لدى "بلومبرغ إن إف إي": "إن كثيرًا من مدن الطبقة الأولى التي نتوقع أن ترى السيارات ذاتية القيادة تحفيزية أو تتطلب أن تكون أساطيل من السيارات خالية من الانبعاثات.. ومن المرجح أن تكون السيارات ذاتية القيادة غير الكهربائية قصيرة الأجل".