הרכב האוטונומי כבר כאן, והמומחים צופים שבעוד מספר עשורים לא נראה יותר נהגים אנושיים על הכביש. נשמע מלהיב או מפחיד? תלוי את מי שואלים. אבל עד שזה יקרה, אנחנו צפויים לראות בינתיים שני נהגים לכל רכב: האחד אנושי והשני רובוט. פתגם רוסי אומר שריבוי טבחים במטבח מקדיח את התבשיל, אז תחשבו מה יקרה ברכב כזה, שבו לשני הנהגים - האנושי והמתכתי - תהיה שליטה מלאה על ההגה והדוושות.
4 צפייה בגלריה
לאון אלטריץ חוקר במרכז לרכב אוטונומי נוהג מרחוק ברכב הניסוי
(צילום: באדיבות המרכז לרכב אוטונומי אוניברסיטת אריאל)
לצד החסרונות יש לקחת בחשבון שכל אחד משני הנהגים רואה ותופס את הסביבה קצת אחרת. לכל אחד מהם רעיון מעט שונה לגבי הנתיב שצריך לבחור, המהירות שבה צריך לנהוג, המרחק שיש לשמור מהרכב לפנינו, האם לחצות את הצומת באור צהוב, האם לעקוף רכב אחר ועוד החלטות. מהצד השני יש לכל נהג כזה יתרונות. הרובוט מעולה במשימות חוזרות ונשנות. הוא יכול לראות היטב בחושך, לא מתעייף, לא מדבר בטלפון ולא מסמס, לא שותה אלכוהול לפני הנסיעה וגם לא לוקח תרופות וסמים. לעומתו, הנהג האנושי יודע לקבל החלטות אתיות, הוא טוב בהסתגלות ובהתמודדות עם מצבים חדשים ובפרשנות של המציאות.
אז האם שיתוף הפעולה בין שני הנהגים יביא לניצול מקסימלי של היתרונות של כל אחד? או אולי יבליט את החסרונות? האם הם יוכלו לעזור ולתמוך זה בזה בצורה מיטבית, להעביר את השליטה ברכב ביניהם כמו שחקנים במשחק טניס זוגות - שבו שני השחקנים מעולים ויודעים מתי כל אחד צריך לחבוט בכדור, או ששניהם ייצאו מנקודת הנחה שדווקא הנהג (השחקן) השני הוא זה שיטפל כיאות בסיכון שהולך ומתממש?
בדיוק עם הסוגיות האלה מתמודדים 40 סטודנטים/ות, שנרשמו לקורס בשם "מפעילי רכב אוטונומי – אתגרי הגורם האנושי", במחלקה להנדסת תעשייה וניהול באוניברסיטת אריאל. מדובר בקורס מיוחד, המשלב ביחד עם הלימוד התיאורטי התנסות בפועל בקשיים העולים כתוצאה מהפעלת רכב אוטונומי.
אז מה לומדים במסגרת הקורס? פשוט מתנסים בהתמודדות עם מצבי נהיגה מגוונים ומורכבים, שבהם הנהג האנושי יהיה חייב לשתף פעולה עם המערכת האוטונומית. ולא רק זאת. לדברי ד"ר אורן מוזיקנט, ראש המרכז הרב־תחומי לרכב אוטונומי באוניברסיטת אריאל, הייחודיות של המרכז לרכב אוטונומי היא בהתמקדות במשתמשי/ות הדרך הנדרשים להתמודד עם מכונה אינטליגנטית, אך לא חסרת בעיות. אין כמעט מערכת אחת ממוחשבת בכל העולם שלא סובלת מתקלות, נדירות ככל שיהיו. אבל כשמדובר ברכבים, תקלות עלולות לגבות חיי אדם. זה מציב בפנינו, נהגי הרכבים העתידיים, אתגרים משמעותיים מאוד. הסטודנטים במרכז המחקר באוניברסיטת אריאל בוחנים במסגרת הקורס דרכים אשר יקלו על אימוץ הרכב האוטונומי, על ידי הפיכת הנסיעה לנעימה ובטוחה יתר, אפילו במצבים שבהם הרכב האוטונומי לא יודע כיצד להתמודד עם אתגר הנהיגה.
מונית אוטונומית
כדי ללמוד מקרוב כיצד יש להתמודד עם אתגרי המערכת האוטונומית, בנתה קבוצת סטודנטים במרכז דגם מוקטן וקל של רכב ניסוי קומפקטי, במבנה מיוחד (מסבך משוכלל) לבדיקה של אלגוריתמים להיגוי דינמי. רכב הניסוי פותח על ידי צוות של שישה חוקרים - אוראל דיקובסקי, ירין מעודה, משה כהן, אריאל עופר, נעמה רצבי ואריה לוין. הם מי שפיתחו את האלגוריתמים והתוכנה לשליטה ברכב מרוץ אוטונומי בגודל מלא. וזאת לצורך השתתפות במרוץ האינדי העולמי למכוניות מרוץ ללא נהג!
הפיתוח שלהם נבחן תחילה בסימולציה וזכה להצלחה רבה, ועכשיו ניתן לראות את הצלחתו בפועל. הפרויקט כולו נעשה בהנחייתם של פרופ' צבי שילר, ראש המחלקה, והמהנדסים משה קלמן ותמיר אילן.
ד"ר מוזיקנט, מה מיוחד ברכב האוטונומי שבניתם?
"לרכב האוטונומי יש תכונות ייחודיות כמו מודולריות. הוא מורכב ממוטות המחוברים באמצעות ברגים בצמתים, מה שמקנה לרכב כושר נשיאה גדול יחסית למשקלו, וניתן להתקין עליו חיישנים לכל הכיוונים. המבנה המודולרי מאפשר תיקון קל של הרכב במקרה של התנגשות על ידי החלפת המוטות שנפגעו".
ומה יקרה כאשר הרכב האוטונומי לא יוכל להתמודד עם האתגר שניצב בפניו, ולא יהיה נהג אנושי מיומן ברכב?
"בעשורים הקרובים הרכב האוטונומי יצטרך מדי פעם עזרה של נהג אנושי מיומן".
זה כולל מוניות?
"כן. הבעיה היא שאין כדאיות כלכלית בהעסקת נהג מיומן שיישב למשל במונית אוטונומית ורוב הזמן לא יעשה כלום".
אז מה עושים?
"נוכל לאפשר לנהג כזה להתחבר מרחוק, ממרכז בקרה, כמו בשיחת זום. למשך זמן קצר הנהג המרוחק ישלוט ברכב כדי לפתור את הבעיה, עד שנגיע למצב שבו הרכב האוטונומי יוכל לקחת שוב את השליטה.
"ברשות החדשנות (לשעבר משרד המדען הראשי במשרד התעשייה והמסחר) השכילו להבין שהנהיגה מרחוק היא הדבר הבא בשוק הרכבים, והם הקצו מימון מיוחד לפרויקט מחקר ופיתוח, שמטרתו יצירת התשתית עבור נהגים מרוחקים, שתעזור למפעיל המרוחק להתמודד עם הקושי של ניהוג מרחוק".
איך זה בדיוק יעבוד?
"הנהג האנושי יישב בתוך עמדה מיוחדת במרכז הבקרה וישלוט על כמה רכבים בערים שונות. הוא יפעיל למשל רכב משפחתי בירושלים, יעבור לנהג רכב ביפו ומשם יעבור לניהוג רכב חירום דרך שטח מורכב אחר. חלק מהאתגרים יהיו קשורים לאיכות התקשורת והתמונה שהוא יקבל מהחיישנים וחלק יהיו קשורים ליכולת שלו בתור נהג מרוחק להסתגל במהירות לסצנה החדשה. נשמע דמיוני? אלו בדיוק המצבים שאיתם הסטודנטים במרכז המחקר האוטונומי מתמודדים".
תשתית למחקר ותחושת הנוסע
מי שהוביל את המאמצים להקמת התשתית המעבדתית של המרכז לרכב אוטונומי הוא לאון אלטריץ, דוקטורנט, חוקר ושותף להקמת המרכז באוניברסיטה. "תחילה זכינו במענק להקים מעבדה ניידת – לרכב שנועד לניסויים ברכב אוטונומי", הוא מספר איך הכול התחיל. "הרכב מאובזר בשלל חיישנים, כמו מצלמות וחיישני לידר. בהמשך חברנו לחברות ישראליות, כמו DriveU, אשר אפשרה לנו לנהוג את הרכב ממרחק רב, וכמו Cognata - שפיתחה סימולטור נהיגה ייחודי, המאפשר לנו לבחון מערכות אוטונומיות בלי הסיכון של יציאה לניסויי שטח. בעזרת סימולטור הנהיגה של Cognata, הסטודנטים שלנו יכולים לייצר תרחישים לבחינת התפקוד של המערכות האוטונומיות. בנוסף הסימולטור מאפשר לבחון את תפקודם של הנהגים מפעילי המערכת המורכבת הזו. האפשרות לנהוג מרחוק את הרכב האוטונומי משמעותית מאוד. למשל היא מאפשרת לנו לבצע ניסויי 'הקוסם מארץ עוץ'".
שזה אומר?
"בניסוי כזה הנהג המרוחק (הקוסם שלנו) שולט ברכב מרחוק, אבל מי שנמצא ברכב לא יודע זאת וחושב שהרכב נע באופן אוטונומי. כך אפשר לבחון את התגובה של אנשים לפעולות הרכב האוטונומי מבלי באמת לפתח רכב כזה. מהנדסי המעבדה שלנו, אלכסנדר קופרמן ועומר שחק, בשיתוף סטודנטים/ות הלומדים לתארים מתקדמים, עמלו כדי להטמיע את הטכנולוגיות הללו".
והתוצאה?
"אני גאה מאוד בעבודה של הסטודנטים/ות, שהצליחו ליצור מערכות מתוחכמות מאוד בהיבט ההנדסי, ברמה שלא מביישת צוות פיתוח הרבה יותר מנוסה.
"נושא נוסף שבו הסטודנטים מתמקדים בעבודתם על אתגרי הגורם האנושי, הוא תחום תחושת הנוסעים. סגנון הנסיעה המועדף הינו אישי. יש המעדיפים סגנון נסיעה חלק ורגוע, ויש הנהנים מתחושת נסיעה אסרטיבית יותר. מטרת המחקר היא לעזור לרכב האוטונומי לחוש לא רק את הסביבה - היכן נמצא הכביש, המדרכה, הרמזורים ומשתמשי הדרך האחרים - אלא גם את תחושות הנוסע".
4 צפייה בגלריה
ד"ר אורן מוזיקנט עם קסדת בריין ספייס
(צילום: באדיבות המרכז לרכב אוטונומי אוניברסיטת אריאל)
במסגרת מחקר ממומן של משרד המדע, מיכאל פלישר, סטודנט לתואר שני במחלקה למדעי המחשב, בחר לפתח, בהנחייתם של ד"ר אורן מוזיקנט ופרופ' עמוס עזריה, "מערכת מודעת־נוסע" - מערכת אוטונומית, שלמדה לבצע תמרוני נהיגה תוך התחשבות בחוויית הנוסעים ברכב.
המערכת, שפותחה באמצעות למידת מכונה, משתמשת במודל להערכת מדדי הלחץ של הנוסעים (באמצעות מדדים פיזיולוגיים, דוגמת קצב לב ומוליכות העור), ובעזרתו מתגמלת את הנהג האוטונומי על נסיעה רגועה. בהשוואה לנהג אוטונומי רגיל, המערכת המודעת־נוסע למדה בזמן קצר יותר לנהוג במסלול שניתן לה.
אבל זה לא היתרון היחיד בה. המערכת, שנכון להיום נוהגת רק בסימולטור - מסוגלת לנסוע למרחקים גדולים יותר ללא מעורבות בתאונות! לשמור על מרחק גדול יותר ממשתמשי הדרך האחרים, בנוסף ליכולתה לנהוג בצורה יותר מתונה ורגועה.
במרכז מאמינים, כי רכבים אוטונומיים אשר יתחשבו בהעדפות האישיות של המשתמשים בהם - יתרמו לתחושת אמון הציבור, ויתרמו לקבלה האוניברסלית של טכנולוגיית הרכבים האוטונומיים, אשר לוקה בחשש מצד ציבור הנהגים.
הנוחיות לגיל השלישי
ומה עם אוכלוסיית הגיל השלישי? תהילה הירש, סטודנטית לתואר שלישי, חוקרת בהנחיית פרופ' שרגא שובל וד"ר אורן מוזיקנט הסתגלות לרכב אוטונומי של מבוגרים. "בחנתי מחקרים מכל העולם ומצאתי, כי אנשים מבוגרים, בעיקר נשים, נוטות להגביל את עצמן בכל הקשור בנהיגה", היא מסבירה. "כלומר הן נוטות לנהוג פחות, בעיקר בזמנים (לילה למשל) או במקומות מאתגרים. כחברה היינו רוצים שאנשים מבוגרים ישמרו על הניידות שלהם, ימשיכו להגיע לאזורי בילוי, ספורט, נופש ותרבות – פעולות שמגדילות את תוחלת ואיכות החיים ומאפשרות הישארות בקהילה, אך האם נשים מבוגרות ישתמשו ברכב האוטונומי?".
ומה התשובה?
"בניתי ניסוי מיוחד לבחון את ההסתגלות של נשים מבוגרות לנסיעה ברכב אוטונומי, והן התרגשו מאוד להשתתף במחקר ולהתנסות בטכנולוגיה חדשה".
למרות הפוטנציאל של המחקרים שתוארו לעיל, לא סביר שאדם הנכנס לרכב יעטה עליו שורה של חיישנים פיזיולוגיים לצורך אומדן תחושת הלחץ. וזה בדיוק האתגר שאיתו בחר יותם סהר, סטודנט לתואר שלישי, להתמודד, בהנחיית פרופ' שרגא שובל וד"ר מיכאל וגנר: "האתגר שלי הוא בתחום החישה", הוא אומר ומפרט: "כיצד נוכל לאמוד את הלחץ של הנהג באמצעים פשוטים. ללא חיישנים פיזיולוגיים הדורשים מגע ישיר - כדי לתת מידע אמין, או מצלמות שאומנם מאפשרות מדידה 'שקופה למשתמש', אולם אופן איסוף המידע יכול לפגוע בפרטיות".
ומה פיתחת?
"החיישן שפיתחתי משתמש במדד של עוצמת האחיזה בהגה. ההנחה היא שנהג שאוחז את ההגה בחוזקה, יותר ממה שנדרש, נמצא בלחץ. הצלחתי לאשש זאת בסדרה של ניסויים, שבהם הכנסנו משתתפים בניסויים ללחץ. בדקנו כיצד מדד עוצמת האחיזה משתנה ככל שהגורם ה'מלחיץ' (stressor) היה משמעותי יותר. כמו כן מצאנו ערכי קורלציה (קשר סטטיסטי) גבוהים למדדים אחרים של לחץ כמו מוליכות העור (מדד המשמש למשל במכונת אמת)".
הרכב החכם שמבין אותנו
"הרכב האוטונומי הוא מערכת מורכבת קשה להבנה ולשליטה", מסכם ד"ר אורן מוזיקנט. "זה נכון, אבל אנחנו יכולים לתכנן את הפעולות שלו באופן טוב יותר, כך שיהיה מותאם יותר עבורנו. יש מחקר שעוסק ביכולת לשלוט ברכב לא בדרך המסורתית, דרך הגה ופדלים - אלא על ידי תנועות אחרות.
"מהנדס המעבדה שלנו, אלכס קופרמן, חיבר מערכות מדידה פיזיולוגיות, המודדות תנועות עיניים, מנח ראש, אותות EEG ו־ECG למערכת השליטה ברכב. הוא הדגים כיצד הרכב מאט כאשר העיניים נעצמות (למשל כאשר הנהג עייף). הרכב האוטונומי של קופרמן מפרש את המצב של הנהג, ומאט כשהוא 'מבין' שהיכולת של הנהג נפגעה.
"מחקר נוסף עוסק ביכולת לחזות על סמך מדדי EEG (גלי מוח) את הכוונות של הנהג או המפעיל. למשל האם המפעיל מתכוון לבלום? המשמעות היא שהרכב יבין אותנו ויבצע את הפעולה עוד לפני שנספיק להעביר את הרגל לדוושת הבלם. כך נוכל לחסוך בזמן התגובה של הרכב ולהציל חיי אדם".
לדברי ד"ר מוזיקנט, "המשמעות של מחקרים הללו חשובה גם עבור נכים. אם נצליח במחקר שלנו, נוכל לאפשר גם להם לנהוג רכב באמצעים שהיום לא עומדים לרשותם".
רוצים להצטרף לצוות המחקר של המעבדה?
"פעילות המרכז לרכב אוטונומי", מסביר פרופ' שרגא שובל, דקן הפקולטה להנדסה, "מקדמת אפשרויות לשליטה ובקרה אנושית מרוחקת והתערבות במידת הצורך בשימוש ברכב אוטונומי. שליטה מרחוק מהווה פתרון טכנולוגי המאפשר שימוש ברכבים אוטונומיים בסביבות ציבוריות מעורבות, הכוללות רכבים אוטונומיים ורכבים נהוגים על ידי בני אדם ומשתמשי כביש נוספים (רוכבי אופניים וקורקינטים, הולכי רגל וכו'), כפי שאכן קורה בעולם.
"אנחנו מזמינים תלמידי מחקר להצטרף אלינו, ולהוביל מהפכה במחקר רב־תחומי, המשלב תחומים מרובוטיקה, מדעי המחשב ופסיכולוגיה. תלמידי המחקר עוסקים בנושאים חדשניים בתחום קבלת ההחלטות של הרכב האוטונומי לצד החוויות של הנוסעים והנוסעות בזמן נסיעה ברכב האוטונומי, מה רמת הנוחות שהם חשים, מה תחושת הביטחון שלהם/ן ברכב, ומה מידת העומס, הלחץ והאמון ברכב האוטונומי".
