เกิดความร่วมมือครั้งสำคัญของพันธมิตรเก่าแก่ในอุตสาหกรรมยานยนต์โลก ได้แก่ Bosch และ Daimler ในการพัฒนา Automated Driving หรือระบบขับขี่อัตโนมัติ โดยโปรเจกต์นี้ไม่ได้เกิดในเยอรมันบ้านเกิดของทั้งคู่ แต่ไปร่วมวิจัยเพื่อนำร่องใช้งานระบบในย่านซิลิคอน วัลเลย์ รัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นแหล่งรวมบริษัท IT ชั้นนำของโลก เป้าหมายคือ ระบบที่มีความปลอดภัย และเชื่อถือได้

• ข้อมูลจากเซ็นเซอร์ทุกตัว จะถูกส่งมาประมวลผล พร้อมสั่งควบคุมการเคลื่อนที่ของรถ ด้วยเวลาเร็วระดับ milliseconds

Bosch และ Daimler สะสมความเชี่ยวชาญในโลกของรถยนต์มายาวนานหลายทศวรรษ  สร้างนวัตกรรมและเป็นเจ้าของสิทธิบัตรนับชิ้นไม่ถ้วน ผลงานล่าสุดที่อยู่ระหว่างขั้นตอนการพัฒนา คือระบบขับขี่อัตโนมัติตามมาตรฐาน SAE Level 4/5 ซึ่งเป็นระดับสูงสุด คาดการณ์ว่าระบบจะพร้อมใช้งานช่วงครึ่งปีหลังของปี 2019 เริ่มต้นกับรถบริการ รับ-ส่ง ลูกค้าในบางเส้นทางในเขตเมืองใหญ่ของมหานครแคลิฟอร์เนีย โครงการนำร่องจะแสดงให้เห็นถึงการเชื่อมโยงอย่างชาญฉลาด เพื่อให้เกิดความคล่องตัวในการใช้บริการ โดยโปรเจกต์ในรูปแบบที่ใกล้เคียงกันนี้ ได้ถูกนำมาทดสอบแล้ว อาทิ บริการแชร์รถของ car2go รวมทั้งบริการ mytaxi และ moovel

ปัจจัยสำคัญสำหรับการขับขี่อัตโนมัติ และการขับขี่กับสภาพแวดล้อมในเมือง คือ การรับรู้สภาพแวดล้อมรอบตัวรถด้วยเซ็นเซอร์ต่างๆ รวมทั้งการวิเคราะห์และแปลความหมายข้อมูลอันหลากหลาย ซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นชุดคำสั่งสำหรับการควบคุมรถในระยะเวลาอันสั้น ขั้นตอนข้างต้น ต้องอาศัยพลังในการประมวลผลที่มหาศาล และจะมีสถาปัตยกรรมที่ซับซ้อนมากขึ้นไปอีก สำหรับระบบขับขี่อัตโนมัติ Level 5 ซึ่งรถจะไม่มีทั้งพวงมาลัย รวมทั้งแป้นคันเร่ง และแป้นเบรก สำหรับคนขับอีกต่อไป

สำหรับ Bosch และ Daimler หัวใจในการพัฒนา Automated Driving คือ “ความรอบคอบต้องมาก่อนความเร็ว” เพราะระบบที่สมบูรณ์แบบ การทำงานจะไม่ได้ถูกจำกัดอยู่เพียงแค่ 1-2 พื้นที่เท่านั้น ดังนั้น ทุกขั้นตอนและขบวนการคิด ต้องถูกควบคุมตามหลักวิชาการทั้งหมด จึงจะสามารถนำระบบขับขี่อัตโนมัติมาใช้งานตามถนนทั่วไป และในเมืองได้อย่างปลอดภัยสูงสุด

• เซ็นเซอร์แต่ละประเภทที่ถูกใช้งานในระบบ Automated Driving ประกอบด้วย กล้อง (Camera), เรดาร์ (Radar) และไรดาร์ (Lidar)

เพื่อให้บรรลุระดับความปลอดภัยสูงสุด ขั้นตอนการคำนวณที่จำเป็นจะถูกประมวลผลแบบคู่ขนานในวงจรส่วนต่างๆ ระบบขับขี่อัตโนมัติของ Bosch และ Daimler จึงต้องใช้เครือข่ายชุดควบคุม ซึ่งประกอบด้วยหน่วยประมวลผลหลายตัว ซึ่งในส่วนนี้ต้องพึ่งพาบริษัทเทคโนโลยีของสหรัฐฯ ที่เรารู้จักกันในนาม Nvidia เพื่อจัดหาแพลตฟอร์มที่จำเป็นสำหรับรองรับการใช้งานรูปแบบนี้ และผลลัพธ์ที่ได้ก้าวหน้าถึงขั้นใช้อัลกอริธึมที่เป็น AI (Artificial Intelligence) หรือปัญญาประดิษฐ์ ซึ่ง Nvidia ได้ออกแบบตามความต้องการของ Bosch และ Daimler นั่นเอง

การเคลื่อนที่ของรถ เครือข่ายของหน่วยควบคุมจะรวบรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์ทั้งหมด ประกอบด้วย กล้อง (Cameras), เรดาร์ (Radar), ไรดาร์ (Lidars) รวมทั้งเซ็นเซอร์ Ultrasonic ที่ใช้กันอยู่ในระบบถอยจอดของรถทั่วไป ข้อมูลจากทุกเซ็นเซอร์จะถูกส่งมาประมวลผล พร้อมทั้งวางแผนการเคลื่อนที่ของรถ และสั่งการด้วยเวลาเร็วในหน่วย milliseconds (1/1,000 วินาที) ดังนั้นเครือข่ายของหน่วยควบคุมจะมีความสามารถในการประมวลผลได้มหาศาลถึง 100 ล้านล้านเงื่อนไข/วินาที

• ระบบเบรกใช้ 2 วงจร ทำงานแบบคู่ขนาน รองรับในกรณีฉุกเฉิน

• ในส่วนของเซ็นเซอร์ ประกอบด้วย Camera ตรวจจับรูปแบบของวัตถุ และสี, Radar ตรวจสอบความเร็ว และระยะห่าง, Lidar ตรวจสอบระยะห่าง และขนาดของวัตถุ

เซ็นเซอร์เป็นอุปกรณ์การทำงานพื้นฐานของระบบขับขี่อัตโนมัติ ทว่า เซ็นเซอร์แต่ละประเภทมีทั้งข้อดีและข้อจำกัดในตัวเอง การขับขี่อัตโนมัติให้เกิดความปลอดภัย จึงเกิดจากการส่งข้อมูลของเซ็นเซอร์ทุกตัวและทุกประเภท จากนั้น ADC (Automated Drive Controller) ซึ่งเปรียบเสมือนคอมพิวเตอร์ส่วนกลางของระบบ จะทำหน้าที่ประมวลผลและสั่งการต่อไปยัง Motion Control Unit (บังคับควบคุมรถ) เป็นวนลูปเช่นนี้อย่างต่อเนื่องและตลอดเวลา  เช่นเดียวกับร่างกายมนุษย์ที่ต้องพึ่งพาประสาทสัมผัสมากกว่า 1 ประเภท เพื่อประกอบกิจกรรมในแต่ละวันให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด

• ระบบพวงมาลัยไฟฟ้า EPS (Electric Power Steering) อีกหนึ่งผลงานจาก Bosch

• i-Booster พัฒนามาถึงเจเนอเรชันที่ 2 ทำงานในลักษณะเดียวกับชุดหม้อลมเบรก ควบคุมการทำงานด้วยไฟฟ้าเต็มระบบ

จากประสบการณ์ของ Bosch และ Daimler ทำให้ทีมเล็งเห็นปัญหาหลายอย่างที่มีโอกาสเกิดขึ้นได้ขณะรถขับเคลื่อนแบบอัตโนมัติ การส่งข้อมูลมาประมวลผลซ้ำแล้วซ้ำอีก นับครั้งไม่ถ้วน จากหน่วยประมวลผลที่ทรงอานุภาพ จึงเป็นขั้นตอนที่จำเป็น การออกแบบระบบคิดเผื่อไปถึงการใช้มอเตอร์ 2 ตัว พร้อมแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่แยกจากกันในส่วนของระบบบังคับเลี้ยว เพื่อตรวจสอบระบบแบบคู่ขนานตลอดเวลา

ขณะที่ชุดผ่อนแรงระบบเบรกแบบดั้งเดิมถูกแทนที่ด้วย i-Booster จาก Bosch ซึ่งเป็นระบบเสริมแรงเบรกแบบ electro-mechanical booster ที่ทำงานร่วมกับระบบช่วยทรงตัว ESP ได้อย่างสมบูรณ์แบบเช่นเดิม การใช้ระบบเบรกรูปแบบนี้ จะช่วยให้รถสามารถหยุดได้อย่างปลอดภัย แม้ในกรณีฉุกเฉิน เช่น มีบางส่วนของระบบเกิดเหตุขัดข้อง ทั้งหมดเป็นนวัตกรรมในส่วนของ Automated Driving ที่อยู่ในขั้นตอนวิ่งทดสอบ เก็บข้อมูล และพร้อมใช้งานภายในปี 2019 แล้ว

เรื่อง: พิทักษ์ บุญท้วม

ขอบคุณข้อมูล: Bosch & Daimler

เรียบเรียงข้อมูลโดย GRANDPRIX ONLINE

ติดตามข่าวสาร ยานยนต์ รถจักรยานยนต์ รถใหม่ ได้ที่ www.grandprix.co.th