فناوري ليدار و نقش آن در خودروهاي خودران
فناوري ليدار بيش از نيم‌قرن سابقه دارد، بنابراين نمي‌توان عنوان يك دستگاه جديد را براي آن به كار برد؛ اما پيشرفت ساير فناوري‌ها متخصصدهاي جديدي در صنايع موختلف براي ليدار ايجاد كرده است.
ليدار چيست و چگونه كار مي‌كند؟
ليدار (Lidar) مخفف عبارت تشخيص و اندازه‌گيري فاصله با استفاده از نور (Light detection and ranging) است و اولين بار در سال ۱۹۶۰ روي هواپيما براي پايش سطح زمين به كار گرفته شد.
اين فناوري از نور براي اندازه‌گيري فاصله اجسام استفاده مي‌كند. براي درك بهتر مي‌توان ليدار را شبيه روش دلفين‌ها در تشخيص موانع دانست، با اين تفاوت كه دلفين‌ها از امواج فراصوت براي اين‌كار استفاده مي‌كنند و ليدار از امواج الكترومغناطيس (ليزر). ليدار يك موج ليزري ارسال و منتظر مي‌شود تا اين موج به مانع برخورد كند و بازگردد، سپس با اندازه‌گيري زمان رفت و برگشت فاصله آن نقطه تا خود را محاسبه مي‌كند. بنابراين با تاباندن ليزر به تمام نقاط اطراف خود مي‌تواند تصويري سه‌بعدي از محيطي كه در آن قرار دارد رسم كند. برتري ليدار نسبت به رادارها و امواج فراصوت استفاده از ليزر است كه تلفات بسيار ناچيزي دارد.
ليدار سريع و بهينه عمل مي‌كند. اين فناوري مي‌تواند در زماني بسيار كوتاه اطلاعات بسياري گردآوري كند و همين موضوع باعث شده است در خودروهاي خودران بسيار مورد توجه قرار گيرد (البته به غير از خودروهاي تسلا). همانگونه كه گفته شد، اين فناوري در صنايع بسياري مانند باستان‌شناسي، زمين‌شناسي، كشاورزي، فضانوردي و نظامي متخصصد فراوان دارد.
البته مانند ساير فناوري‌ها، ليدار نيز بدون ايراد نيست. ساخت اين حسگرها در توليد انبوه هم گران‌ارزش تمام مي‌شود و از سوي ديگر وابستگي ليدار به ارسال و دريافت بازتاب نور ليزر آن را در شرايط آب‌وهوايي ناپيدار و مه غليظ دچار ضعف مي‌كند. همين موضوع باعث شده هنوز هيچ خودروي خودراني وارد بازار نشود. سازندگان اين خودروها در حال تلاش براي رفع ايرادهاي آن يا استفاده از ساير فناوري‌هاي جايگزين هستند.
ليدار در خودروهاي هوشمند
اگر تاكنون خودروهاي خودران در حال آزمايش را در خيابان يا اينترنت ديده باشيد حتما متوجه برجستگي روي سقف آن‌ها شده‌ايد. اين برآمدگي بخشي از سامانه ليدار است كه به خودرو كمك مي‌كند در خيابان‌هاي شهر حركت كند. البته همه خودروهاي خودران اين فناوري را استفاده نمي‌كنند. ايلان ماسك، مرد شماره يك تسلا عقيده دارد ليدار فناوري گراني براي خودروها است. او مي‌گويد اين فناوري را در موشك‌هاي اسپيس ايكس استفاده مي‌كند و نيازي به وجود آن‌ها در خودروها وجود ندارد. ماسك ترجيح داده خودروهاي خودران اين شركت از دوربين براي پايش محيط اطراف استفاده كنند.
برخلاف سيستم‌هاي سنتي مبتني بر ليدار، آن‌چه در خودروهاي خودران مانند تويوتا و آئودي مورد استفاده قرار مي‌گيرد، در درجه اول با استفاده از دوربين و رادار محيط را مي‌بينند و جايي كه اين دو ابزار نتواند اطلاعات لازم را به دست آورد سراغ ليدار مي‌روند و از داده‌هاي آن استفاده مي‌كنند تا قسمت‌هاي ازدست‌رفته را بسازند.
استفاده از ليدار در خودروهاي خودران اولين بار در سال ۲۰۰۵ و در جريان يك مسابقه كه توسط دارپا تدارك ديده شده بود به صدر موضوعات جديد راه يافت. در اين مسابقه كه چالش بزرگ دارپا (DARPA Grant Challenge). نام داشت، ۱۵ خودروي خودران در صحراي موهاوه كاليفرنيا با يكديگر به رقابت پرداختند. در آن‌جا بود كه ديو هال، مديرعامل شركت ولودين، انديشه متخصصينات خود براي استفاده از اين فناوري در خودروهاي خودران به اشتراك گذاشت. اين مسابقه نقطه شروعي بود براي ساير شركت‌ها كه سعي كنند ليدار را در خودروهاي خود مورد استفاده قرار دهند و حالا چند سال پس از آن مسابقه رقابتي ديگر شكل گرفته كه ليدار ساخت شركت دلودين در آن پيشرو است.
ويلودين نام مهمي است كه در سال‌هاي آينده با تجاري شدن خودروهاي خودران بيشتر آن را خواهيد شنيد. اين شركت از زمان آغاز رقابت در توليد پايشگرهاي ليدار كمتر خودنمايي كرده است و بيشتر به خاطر پايشگرهاي كوچك و مقرون‌به‌صرفه‌اش شناخته مي‌شود. اما هنوز ارزش ۴ هزار دلاري پايشگرهاي اين شركت بيشتر از آن است كه در خودرو مورد استفاده قرار گيرد. بعضي استارت‌اپ‌ها وعده داده‌اند ارزش ليدار را تا ۲۵۰ دلار پايين بياورند؛ اما هنوز راه طولاني تا روزي كه بتوان اين پايشگرها را روي هر خودرويي نصب كرد باقي مانده است.
آينده ليدار چگونه رقم مي‌خورد؟
ليدار يك فناوري ادامه‌دار و درحال رشد است؛ اما براي استفاده در خودروهاي خودران آماده نيست. اين فناوري هنوز به دقت لازم براي آن‌كه هدايت خودرو را از انسان بگيرد نرسيده است؛ به علاوه اين‌كه ارزش آن هنوز براي استفاده در همه خودروها بالا است. با وجود فناوري‌هاي ديگري كه ارزش پايين‌تر و دقت بيشتر در پايش محيط اطراف دارند شايد دليلي وجود نداشته باشد كه در آينده سازندگان اين خودروها ليدار را به‌عنوان گزينه اول مورد توجه قرار دهند.
در سال‌هاي اخير استارت‌آپ‌هايي با اميد پيش بردن اين صنعت با ايده‌ي سامانه تركيبي ليدار براي خودروهاي خودران شكل گرفته‌اند. شركت AEye حسگر تركيبي ساخته است كه از تركيب ليدار، دوربين ويژه نور كم و يك تراشه براي اجراي الگوريتم‌هاي هوش مصنوعي استفاده مي‌كند تا اطلاعات مورد نياز براي هدايت خودرو را توليد كند. هرچند ترديد جدي در مورد كارايي يادگيري ماشين براي خودروهاي رباتيك وجود دارد.
كوانرجي (Quanergy) نام استارت‌آپ ديگري در سيليكون ولي است كه در حال طراحي و ساخت سامانه ليدار ارزان‌ارزش است. البته در مورد ارزش نهايي و مقرون‌به‌صرفه بودن محصول نهايي اين شركت نيز شك و ترديد جدي وجود دارد. همچنين، شركت ولودين را داريم كه در حال تلاش براي كاهش ارزش حسگرها است. البته پايشگرهاي اين شركت نيز از ضعف برد و رزولوشن رنج مي‌برند كه استفاده از آن‌ها براي هدايت خودرو در سرعت بالا را غير ممكن مي‌كند.
تصميم تسلا براي كنار گذاشتن ليدار نيز مي‌تواند تأثير فراواني بر بازار اين فناوري بگذارد. به‌خصوص اين‌كه تسلا جزو اولين شركت‌هايي است كه خودروهاي خودران را معرفي كرده و سطوحي از آن را در خودروهاي فعلي‌اش به كار گرفته است. تسلا نشان داده بدون استفاده از ليدار مي‌تواند بسيار جلوتر از رقبايش (كه از ليدار استفاده مي‌كنند) پيش برود. به انديشه متخصصين مي‌رسد با روند فعلي كاهش ارزش و افزايش رزولوشن دوربين‌ها، در آينده دليلي براي استفاده از ليدار در خودروهاي خودران باقي نماند.
هم انديشي ها