چراغ راهنمايي چگونه اختراع شد

چراغ‌هاي ترافيك يا چراغ‌هاي راهنمايي در اكثر خيابان‌هاي همه‌ي شهرهاي بزرگ و كوچك جهان وجود دارند. رنگ‌هاي قرمز، زرد و سبز اين چراغ‌ اين امكان را به ما مي‌دهند كه از بي‌خطر بودن عبور از تقاطع آگاه شويم و همچنين نوبت عبور را به عابران، رانندگان و دوچرخه‌سواران بدهيم.

 قبل از اختراع خودرو هم ترافيك يك معضل بود. بنا به گزارش‌هاي موجود؛ در دهه‌ي ۷۰ قرن بيستم، مسيرهاي عبوري لندن در ازدحام درشكه‌هايي بود كه با اسب حركت مي‌كردند و عابراني كه قصد گذر از معابر را داشتند. در آن زمان، يك مدير راه‌آهن بريتانيايي به نام جان پيك نايت براي كنترل ترافيك روشي مشابه كنترل حركت قطار پيشنهاد داد.

در راه‌آهن‌ها از يك سيستم سمافور يا نشان‌بر استفاده مي‌كردند كه مجهز به دو دسته‌ي كوچك بود؛ اين دسته‌ها اجازه‌ي عبور قطار را مشخص مي‌كردند. در مدل پيشنهادي نايت، سمافورها در طول روز علامت‌هاي «ايست» و «عبور» را نشان مي‌دادند و در شب هم از چراغ‌هاي «سبز» و «قرمز» استفاده مي‌كردند. اين لامپ‌ها گازي بودند و شب‌ها توسط افسرهاي پليس روشن مي‌شدند.

به اين ترتيب، اولين نشان ترافيكي دنيا در ۹ دسامبر ۱۸۶۸ در تقاطع بريج استريت و گريت جرج استريت بخش وست‌مينستر لندن، در نزديكي كاخ وست‌مينستر نصب شد. بعد از اين موفقيت، نايت پيش‌بيني كرد كه پس از اين، چراغ‌هاي راهنمايي بيشتري در سطح شهر نصب خواهد شد.

با اين حال، تنها پس از گذشت يك ماه؛ در اثر نشت گاز، يكي از چراغ‌ها در مقابل صورت يك افسر پليس منفجر شد و او را مجروح كرد. بنابراين اين پروژه خطرناك اعلام شد و گسترش آن بلافاصله كاهش پيدا كرد.

پس از اين حادثه، حدود چهار دهه طول كشيد تا نشانه‌هاي ترافيكي محبوبيت دوباره‌ي خود را پيدا كنند. به‌خصوص در ايالات متحده كه تعداد وسايل نقليه‌ي بيشتري در جاده‌ها تردد داشتند. در اوايل سال‌هاي ۱۹۰۰ بود كه چندين پتنت مختلف در اين خصوص به ثبت رسيد و در هر يك از آن‌ها ايده‌ي متفاوتي مطرح مي‌شد.

در سال ۱۹۱۰، ارنست سيرين كه يك مخترع آمريكايي بود، علامت ترافيكي خودكار را در شيكاگو پيشنهاد داد. در نشانه‌ي ترافيكي سيرين، از دو دستك غير نوري صليب مانند استفاده مي‌شد كه روي يك محور مي‌چرخيدند و علامت‌هاي «ايست» و «حركت» را نشان مي‌دادند.

اولين چراغ راهنماي نوري با رنگ‌هاي قرمز و سبز، در سال ۱۹۱۲ توسط لستر فرانس وورس واير كه يك افسر پليس در سالت ليك سيتي بود، اختراع شد. اين علامت يك خانه‌ي پرنده‌ي چهارطرفه بود كه روي يك دسته‌ي بلند سوار شده بود. اين چراغ راهنما در وسط چهارراه‌ها نصب مي‌شد و يك افسر پليس وظيفه‌ي تنظيم جهت آن را بر عهده داشت.

به هر حال؛ اين جيمز هوگ بود كه توانست اعتبار اختراع اولين چراغ راهنمايي الكتريكي را از آن خود كندو سيستمي مبتني بر طراحي پيشنهادي وي در آگوست ۱۹۱۴ در كليولند طراحي شد. چراغ راهنمايي هوگ به‌طور متناوب از كلمات ايست «Stop» و حركت «Move» به‌صورت نوري در چهار طرف چهارراه‌ها استفاده مي‌كرد. از آنجا كه اين سيستم سيمي بود، پليس و سازمان‌هاي آتش‌نشاني مي‌توانستند در موارد اضطراري ريتم نور چراغ‌ها را تنظيم كنند.

در سال ۱۹۱۷، ويليام گيگليري در سان‌فرانسيسكو، پتنتي ثبت كرد كه در آن اولين چراغ راهنمايي خودكار پيشنهاد شد كه از دو رنگ سبز و قرمز استفاده مي‌كرد. ضمن اين‌كه امكان تنظيمات دستي براي اين چراغ راهنمايي فراهم بود.  

در سال ۱۹۲۰، ويليام پاتس كه يك افسر پليس ديترويت بود، پيشنهاد داد در چراغ‌هاي راهنمايي خودكار رنگ زرد هم به‌عنوان علامت احتياط اضافه شود.

در سال ۱۹۲۳، گرت مورگان يك چراغ راهنماي الكتريكي اتومات به ثبت رساند. مورگان اولين فرد آمريكايي-آفريقايي بود كه در كليولند خودرو داشت. ضمن اين‌كه او ماسك گاز را هم اختراع كرد. طرح مورگان بر روي يك ستون T مانند كه سه موقعيت مختلف را نشان مي‌داد، قابل استفاده بود؛ به اين صورت كه علاوه بر گزينه‌هاي «ايست» و «برو»، اولين چراغ راهنمايي بود كه زماني براي توقف يا عبور رانندگان در تقاطع‌ها لحاظ مي‌كرد. يكي ديگر از امتيازات اين طراحي، اين بود كه بر خلاف افزايش تعداد سيگنال‌هاي آن، هزينه‌ي توليد ارزاني داشت. مورگان حق اختراع خود را به ارزش ۴۰ هزار دلار به جنرال الكتريك فروخت.

اولين چراغ راهنماي الكتريكي در اروپا، در سال ۱۹۲۴ در برلين نصب شد. اين چراغ راهنماي پنج طرفه روي يك برج بلند قرار داشت. در حال حاضر اين چراغ راهنما به يكي از جاذبه‌هاي توريستي منطقه تبديل شده است.

در دهه‌ي ۱۹۳۰ بود كه علايم مربوط به حركت عابران هم به چراغ‌هاي راهنمايي اضافه شد. در سال ۱۹۳۴، نشانه‌هاي «Walk» و «Don't Walk» براي اولين بار در نيويورك به‌صورت آزمايشي مورد استفاده قرار گرفت.

جان اس آلن، يك مخترع آمريكايي بود كه اولين پتنت مربوط به چراغ راهنماي عابران را در سال ۱۹۴۷ ارائه داد. ضمن اينكه آلن پيشنهاد كرد سيگنال‌ نمايشي مي‌تواند شامل عبارت‌هاي تبليغاتي هم باشد!

علايم راهنمايي و رانندگي روز به روز پيشرفته‌تر مي‌شوند. به‌طوري‌كه بيشتر اين نشانه‌ها «هوشمند» شده‌اند و مي‌توانند در هر زمان شرايط ترافيكي از جمله جهت، حجم و سنگيني ترافيك را نمايش دهند.

به عنوان مثال، شركت زيمنس در حال اجراي پروژه‌اي در تمپاي فلوريدا است تا فناوري اتصال به وسايل نقليه را پياده‌سازي كند. اين سيستم اجازه مي‌دهد چراغ‌هاي راهنمايي بتوانند به‌طور مستقيم با اتومبيل‌ها وارد ارتباط شوند و به دنبال آن ايمني و بهره‌وري را بهبود دهند. اين پيام‌هاي ارتباطي از طريق ۴۰ چراغ راهنمايي به خودروهاي مجهز به اين فناوري ارسال و روي آينه‌ي ديد عقب خودرو يا صفحه نمايش روي داشبورد نمايش داده مي‌شوند. اين پروژه كارايي بالايي در ترافيك موجود در تقاطع‌ها از خود نشان داده است.

با روي كار آمدن خودروهاي بدون سرنشين، پيشرفت‌ بيشتري در زمينه‌ي علايم و چراغ‌هاي راهنمايي شكل خواهد گرفت. محققان آزمايشگاه City Lab دانشگاه MIT به‌تازگي يك سناريوي توصيفي در ژورنال PLoS ONE منتشر كرده‌اند كه در آن خبري از چراغ‌هاي راهنمايي نيست؛ چرا كه در آينده، تمام خودروها در ارتباط با يكديگر هستند. از اين‌رو براي گذر از يك تقاطع نيازي به توقف خودرو نيست و مي‌توان با تنظيم سرعت به‌صورت خودكار و حفظ فاصله‌ي ايمني از بين ديگر وسايل نقليه عبور كرد. اين سيستم انعطاف‌پذير است و مي‌تواند در مورد عابران و دوچرخه‌سواران هم اعمال شود.

نوآوري جديدي كه در توسعه‌ي چراغ‌هاي راهنما صورت گرفته، استفاده از هوش مصنوعي است و پروژه‌اي به نام Surtrac روي اين موضوع كار مي‌كند. شركت سازنده ادعا دارد كه استفاده از اين فناوري در چراغ‌هاي راهنمايي باعث مي‌شود زمان عبور و مرور ۲۵ درصد كاهش پيدا كند؛ ضمن اين‌كه مصرف گازهاي گلخانه‌اي به علت كاهش انتظار در پشت چراغ قرمز ۴۰ درصد كم‌تر خواهد شد. اين سيستم مي‌تواند منطقه‌ي بيشتري را تحت پوشش خود قرار دهد و در هر تقاطع تصميم‌گيري لازم را داشته باشد.