در ‌يک بعد از ظهر زيباي ماه اکتبر،‌ يک اتومبيل عجيب و غريب از کمپاني هوندا در شهر لندن تردد مي‌کرد. پشت فرمان اين وسيله‌ي نقليه متيو شاو (Matthew Shaw)، طراح 31 ساله‌ي معماري و در کنار او همکارش ويليام تراسل (William Trossell)، نشسته بودند. در صندلي‌هاي عقب خودرو نيز سه نفر اپراتور اسکنر ليزري نشسته بودند. همه‌ي اين افراد در رشته‌هاي فني مهارت داشتند. اما هدف مشترک آن‌ها هنر بود. چيزي که آن‌ها را مشتاق به پويش خيابان‌ها کرده بود، تجربه‌ي استفاده از‌يک اتومبيل بدون نياز به راننده بود. اتومبيلي که احتمال داشت در آينده نقش بارزي در زندگي آن‌ها ايفا کند.

شاو و تراسل عاشق کار با اسکنرهاي سه بعدي بودند. اين اسکنرها مي‌توانستند نقاط کور، خطوط مورب و چشم اندازهاي خاص را به خوبي نمايش دهند. آن‌ها کار تحقيقي خود را در دانشگاه آغاز کردند و براي توسعه‌ي پژوهش‌هاي خود، استوديوي اسکن لابراتوار را راه اندازي کردند. آن‌ها با استفاده از تجهيزات ليزري کامل خود مي‌توانستند هرنوع پروژه‌اي را به انجام برسانند. هدف اصلي شاو و تراسل در روزهاي باراني شهر لندن فقط معطوف به ‌يک چيز بود: کشاندن تکنولوژي به قلمروهاي غيرمنتظره که در آن همه چيز عجيب و خلاقانه باشد. تا اينکه سفارشي از سازمان‌هاي بي بي سي و صلح سبز (BBC and Greenpeace) ، زندگي آن‌ها را متحول کرد. اين سازمان‌ها خواستار نقشه‌برداري از شهر با استفاده از ‌يک روبات دوربين‌دار بودند. مدتي که گذشت اين پروژه با رويکرد تازه‌اي ادامه پيدا کرد.    يکي از کاربردهاي قابل توجه اسکنرهاي سه بعدي، استفاده از آن‌ها در اتومبيل‌هاي خودران است. خودروها مي‌توانند با استفاده از اسکنرهاي سه بعدي به موقع ترمز کنند، حضور عابران پياده را به وسيله‌ي حسگرهاي ويژه تشخيص دهند، دقيقاً در محل‌هاي مناسب براي توقف پارک کنند و هشدارهاي لازم را در شرايط پيچيده‌ي رانندگي دريافت کنند.

اتومبيل‌هاي بدون راننده‌ي کمپاني گوگل تا کنون بيش از ‌يک ميليون مايل مسافت از جاده‌هاي معمولي شهرها را درنورديده‌اند. ايلان ماسک (Elon Musk) از شرکت تسلا مي‌گويد که احتمالاً او تا سال 2018‌ يک خودروي سواري خودران خواهد داشت. مؤسسه‌ي مهندسان برق و الکترونيک (Electrical and Electronics Engineers) اعلام کرده که در سال 2040 حدود 75 درصد از خودروهاي جاده‌ها بدون راننده خواهند بود. خودرو‌هاي حال حاضر ما توانستند قرن گذشته را متحول کنند. همين دليل کافي است تا بتوانيم اميدوار باشيم که خودروهاي نسل جديد بدون نياز به راننده، قرن آينده را شکل دهند. اگر اين روند واقعاً اتفاق بيفتد، شاهد خيابان‌هايي خواهيم بود که امن‌تر و بسيار منظم‌تر از گذشته هستند. در شهرهايي که هم اکنون ترافيک سنگيني دارند و‌يافتن جاي پارک در آن‌ها کار سختي است، با وجود اتومبيل‌هاي خودران با استفاده از ‌يک سوم مساحت امروزي فضاهاي شهري، خودروها به راحتي ساماندهي خواهند شد.

اما همه‌ي اين پيشرفت‌ها بستگي به اين دارد که آيا اتومبيل‌ها قادر به تشخيص فضاهاي پيرامون خود هستند ‌يا نه. خودروهاي بدون راننده‌اي که امروزه توسط گوگل، بي ام و، فورد و ساير کمپاني‌ها تست مي‌شوند همگي از سيستم اسکن خاصي به نام لايدار (lidar) استفاده مي‌کنند. لايدار ترکيبي از دو واژه‌ي نور (light) و رادار (radar) است. سيستم اسکن لايدار با تابش امواج نوري در طول موج‌هايي که براي چشم انسان نامرئي هستند، هرگونه پستي و بلندي مانند ساختمان‌ها، عوارض سطحي و عابران پياده را تشخيص مي‌دهد. لايدار در هرثانيه يک ميليون تپ نوري ارسال مي‌کند و دقت تشخيص آن در ابعاد ميليمتر است.

در واقع دقت اين سيستم به مراتب از چشم انسان بالاتر است. کار سيستم لايدار شبيه عکاسي است، با اين تفاوت که تصاويري که تهيه مي‌کند، کاملاً عمقي و سه بعدي هستند . دقت بالاي لايدار موجب شده که اين سيستم کاربردهاي جالبي پيدا کند. براي مثال برخي سازمان‌هاي غير انتفاهي مانند سايارک (CyArk) با استفاده از اين سيستم از مناطق مهم باستان شناسي که امروزه صحنه‌ي درگيري و جنگ هستند و امکان نقشه‌برداري حضوري از آن‌ها نيست تصوير برداري مي‌کنند. آن‌ها اميدوارند قبل از تخريب آثار باستاني بتوانند اطلاعات کاملي از آن‌ها به دست آورند.

با اين وجود، سيستم لايدار نيز معايب و آسيب‌پذيري هاي خود را دارد. سطوح بازتابنده، آب و هواي نامساعد، آينه و قطره‌هاي باران و رعد و برق همگي مي‌توانند به اين سيستم آسيب برسانند. مهندسان و طراحان اين سيستم در حال تجهيز و تکميل اسکنر سه بعدي خود هستند تا بتواند در برابر چنين شرايطي که تقريباً هر روز در خيابان‌ها اتفاق مي‌افتد، مقاومت کند. دوچرخه سواري را در نظر بگيريد که در مقابل ‌يک اتومبيل خودران گوگل به‌ يک تقاطع مي‌رسند. در هنگام توقف در چهارراه، دوچرخه سوار تصميم مي‌گيرد که اجازه دهد اول خودرو عبور کند. به همين دليل روي دوچرخه‌اش نشسته و صبر مي‌کند.

او در حين انتظار، طوري روي دوچرخه‌اش نشسته است که کمي‌ به جلو و عقب حرکت متمايل مي شود و به اصطلاح بازي مي‌کند. خودرو معني اين حرکت را تشخيص نمي‌دهد. زيرا اين پيام را دريافت مي‌کند که راننده‌ي دوچرخه هر بار اندکي به جلو متمايل مي‌شود، پس ممکن است قصد راه افتادن داشته باشد. به همين دليل خودرو مطمئن نيست و نمي‌فهمد که مي‌تواند وارد تقاطع شود و ‌يا دوچرخه قصد ورود به آن را دارد. دوچرخه سواري که با اين صحنه روبرو شده بود، بعدها در‌يک تالار گفتگوي اينترنتي نوشت: «انگار دو کودک کنترل خودرو را در دست داشتند، نشسته بودند و مي‌خنديدند!» محققان تلاش مي‌کنند کدهاي تازه‌اي را به خودروها آموزش دهند تا آن‌ها بتوانند در مواجهه با وضعيت‌هاي مشابه،  تصميم درست را اتخاذ کنند.

الله رضا نوربخش (Illah Nourbakhsh)، استاد تمام روباتيک در دانشگاه کارنگي ملون و نويسنده‌ي کتاب «آينده‌ي روباتي» احتمالي را شرح مي‌دهد که توسط هيچ برنامه و تکنولوژي جديدي نمي‌توان آن را پيش بيني کرد. او اين پديده را طوفان سخت مي‌نامد. نوربخش مي‌گويد: «فرض کنيد شخصي لباسي پوشيده است که روي آن علامت ايست چاپ شده باشد. اين فرد در حال عبور از کنار خيابان است و نور خورشيد طرح روي لباس او را کاملاً رؤيت‌پذير کرده است. در همين حال ‌يک کاميون با بدنه‌ي بازتابنده در کنار شما قرار دارد و نور خورشيد در بازتاب از سطح آن، مسيري را مي‌پيمايد که چهره‌ي شخص در حال عبور از کنار خيابان ديده نمي‌شود و شما فقط علامت ايست را مي‌بينيد. اين احتمال فوق العاده کوچک است. اما اگر ميليون‌ها خودروي بدون راننده داشته باشيم، همين احتمال بسيار کم مي‌تواند بارها رخ دهد.»

نوربخش توضيح مي‌دهد: «محدوديت‌هاي حسي اين نوع وسايل نقليه بايد همواره در نظر گرفته شوند، به ويژه در مناطق شهري پيشرفته که مملؤ از معماري‌هاي پيچيده، سطوح بازتابنده و براق، آب و هواي غير قابل پيش‌بيني و نواحي در دست ساخت هستند. اين يعني بايد شهر‌ها را بازطراحي کنيم و ‌يا آن‌ها را به مرور زمان تغيير دهيم تا خودروهاي بدون راننده بتوانند به راحتي تردد کنند. تلنگري که اين مثال به ما مي‌زند اين است که نبايد فقط به ديد سه بعدي مصنوعي خودروها تکيه کنيم. شايد مطالعه و بررسي دقيق اشتباه هاي انساني در حين رانندگي، به ما کمک کند بتوانيم اشتباه‌ها و خطاهاي روباتيک را نيز بهتر بشناسيم و براي برطرف کردن آن‌ها چاره‌اي بيابيم.»

اين تابش‌هاي خيره کننده، بازتاب‌ها و سؤ برداشت‌هايي که نوربخش در مورد آن‌ها هشدار مي‌دهد، موضوع پژوهش‌هاي لابراتوار اسکن هستند. شاو مي‌گويد: «هدف ما بهبود‌يافتن ديد محيطي خودروهاي بدون سرنشين است. حاشيه‌هايي هستند که ممکن است اسکنر خودرو آن‌ها را ببيند و دچار خطا شود. تراسل و شاو در لابراتوار خود تلاش مي‌کنند الگوريتم‌هاي اصلاحي لازم براي چنين شرايطي را تعريف کنند تا خودرو در وضعيت‌هاي غير عادي مانند ترافيک‌هاي طولاني مشکلي پيدا نکند.

لندن شهري است که در آن کوهستان‌هاي فرسوده شده و خانه‌هاي قديمي ‌و کلاسيک زيادي به چشم مي‌خورد. بسياري از آن‌ها خالي از سکنه هستند. در کنار اين ساختمان‌ها، برج‌هاي شيشه اي قرار دارند که از ديد اسکنر خودرو، مانند دود آسمان را محو مي‌کنند. کارگراني را تصور کنيد که در ساعت ناهار و استراحتشان به کنار خيابان مي‌آيند تا کمي ‌قدم بزنند. اسکنر وجود آن‌ها را مانند انحراف‌هايي در لبه‌هاي تصوير خود مي‌بيند. براي خودرويي بدون راننده، رانندگي در چنين شهري دشوار است. تراسل اين پديده را «توهم ماشين ديوانه» ناميده و مي‌گويد : «براي غلبه بر اين گونه موانع نياز داريم تا پيشرفته‌ترين صنايع تصوير برداري را به کار بگيريم تا بتوانيم تصاويري کامل و دقيق به پردازنده‌هاي کامپيوتري تحويل دهيم.»

اسکنرهاي سه بعدي به ما مي‌آموزند که امروزه احساس کردن و درک کردن، ديگر فقط مختص انسان‌ها نيست. بلکه دنيا را مي‌توان از زاويه‌ي ديد پديده‌هاي ديگري نيز تماشا کرد، پديده‌هايي بي‌جان و کاملاً متفاوت از انسان. اگر جنبش رومانتيسيسم را در نظر بگيريم و افکار و عقايد اين مکتب را مرور کنيم، خواهيم ديد که نوع تازه‌اي از رومانتيسيسم در حال ظهور است.

مکتب رومانتيسيسم مکتبي همراه با توصيف‌هاي بسيار زياد و کاملاً دقيق از محيط پيراموني، مانند کوه‌هاي بلند، دره‌هاي بسيار عميق که در آن‌ها رودخانه‌ها جريان دارند و ‌يا زمين‌هاي خالي از سکنه است. امروزه در نوع جديد رومانتيسيسم، با توصيف محيط اطراف را از ديد ماشين آلات مواجه هستيم. همان طور که در گذشته هنرمندان پيرو اين مکتب به نقاط دور سفر مي‌کردند تا چشم اندازهاي تازه را ببينند، امروز اتومبيل‌هاي خودران با دنيايي کاملاً جديد مواجه هستند و بروز خطا و اشتباه در آن‌ها تا حدي قابل توجيه است.

منبع:

nytimes

منابع مفيد:

رادار-۱

رادار-۲

آيا وجود خودروهاي بدون راننده لازم است؟

طراحي اخطار توجه راننده به عابر آسيب پذير در شرکت بوش

رادار

Google Car

Scan lab projects

خودروي خودگران-ويکيپديا

Driverless car market match

Self-deriving cars

3D Scanning

Everything you must know about 3D scanning

3D scanner

Illah Nourbakhsh