تقع بعض الحوادث المرورية بسبب بطء رد فعل السائق على حوادث عارضة مثل عبور المشاة أمامه فجأة، أو بسبب انعطاف قائد الدراجة بدون إعطاء الإشارات اللازمة. ويحتاج السائق عادة إلى ثانية لتفادي حادث مروري. لكن سيارة المستقبل التي طورها باحثون في شركة دايملر ستكون قادرة على الاستجابة السريعة للحوادث المفاجئة على الطريق.

مخترع سيارة المستقبل هو اوفه فرانك، رئيس فريق البحث في شركة دايملر بمدينة شتوتجارت الألمانية، والذي يعمل منذ عام 1996 على تطوير أنظمة ذكية لمساعدة على القيادة أو تعليم السيارات الرؤية كما يقول: "المهم هو إعطاء السيارة عينين حتى تستطيع إدراك الأشياء المرئية بقدرة ثلاثية الأبعاد مثل البشر. أي تحديد العمق و بعد الأشياء المرئية".

حاسة بصرية ثلاثية الأبعاد وقدرة على رصد الحركة

لكن الرؤية ثلاثية الأبعاد لا تكفي وحدها للتعرف على المخاطر وتقييمها، فالسيارات تحتاج بالإضافة إلى حاسة البصر إلى تسجيل الحركات وإلى حاسب آلي يقيم الحركات ويعطي أوامر بالاستمرار في القيادة أو التوقف، أي تسيير السيارة في حال انحراف السائق عن الطريق أو فرملة السيارة في حال وجود خطر.

ومن هذا المنطلق تم تزويد السيارة بحاسب آلي، تتمثل وظيفته في تسجيل حركات كل عنصر صورة (بيكسل)، تقوم الكاميرا ثلاثية الأبعاد بالتقاطه. ويستطيع الحاسب الآلي بمساعدة العيون الأوتوماتيكية التعرف على الأخطار في خلال 200 ميلي ثانية.

الفكرة تعتمد ببساطة على تعليم السيارات الرؤية، وذلك عن طريق تزويدها بكاميرات ثلاثية الأبعاد لتستطيع رصد كل شيء في الشارع، بالإضافة إلى جهاز حاسب آلي لتقييم الصور الملتقطة لإعطاء السائق أوامر أثناء القيادة ومساعدته على الاستجابة السريعة.

سيارة بقدرات خارقة

تفوق إمكانيات السيارة الجديدة القدرات البشرية، فالإنسان يستطيع بإدراكه الانتقائي التركيز على شيء واحد فقط. أما الحاسب الآلي فيتميز عنه بقدرته على إدراك كل عنصر صورة على حدة في وقت واحد. فهو لا يحتاج إلى رؤية كامل السيارة أو أحد المشاة لمعرفة احتمال حدوث اصطدام مروري، بل تكفيه بعض عناصر الصورة.

كما أن الحاسب الآلي يستطيع عن طريق إدراكه لعدد من النقاط المتحركة معرفة إذا ما كانت هناك سيارة تقترب أو مار يسير على الطريق أو أن الشيء المتحرك ليس أكثر من كرة تطير في الهواء. وبناء على ذلك يعطي الحاسب الآلي أمراً إلى نظام المساعدة على القيادة سواء بالانحراف أو بالفرملة.

ولقد كانت أكبر التحديات التي تواجه فريق البحث تتمثل في برمجة عتاد الحاسوب ( hardware ) على خوارزمية حسابية معقدة للغاية ليستطيع التعرف على المخاطر والقيام برد فعل عليها في خلال أجزاء من الثانية. لكن الباحثون نجحوا بعد حوالي 15 عاماً من البحث المتواصل والعمل الدءوب على تطوير شرائح صغيرة تفوق قدرتها الحسابية كل قدرات الحواسب الآلية العادية.

العالم من منظور الحاسب الآلي

عندما تسير السيارة التجريبية داخل شوارع مدينة شتوتجارت، فإنها ترى الشوارع والسيارات والمارة وراكبي الدراجات من منظور الحاسب الآلي وكأنها نقاط صغيرة. ويشرح كليمنس رابه، الباحث في فريق التطوير وفي المركز الألماني لأبحاث الطيران والفضاء ( DLR )، عمل المعالج عالي الأداء المزودة به السيارة قائلاً: " النقاط الحمراء قريبة للغاية، والنقاط الخضراء تبعد حوالي 30 إلى 50 متر والنقاط الخضراء الداكنة هي بعيدة للغاية ولا تهمنا في شيء".

ويقوم المعالج عالي الأداء بحساب عنصر الصورة 25 مرة في الثانية، أي ما مجموعه 20 مليون عنصر صورة في الثانية الواحدة. ويقول رابه إن مستوى أداء المعالج فريد من نوعه ولا يوجد له مثيل في العالم. يقوم الكمبيوتر بعد ذلك بمعالجة هذه البيانات ويولد منها المتجهات، أي السهام، التي تدل على الاتجاهات التي تتحرك فيها الأشياء المرئية. وقد استطاع الفريق تطوير هذا المعالج بفضل إسهامات زملائهم من المركز الألماني لعلوم الطيران والفضاء ( DLR ). ولأن الحاسب الآلي قادر على تقييم كل عنصر صورة على حدة، فإنه يستطيع أن يستجيب بسرعة كبيرة على الأشياء المرئية وذلك أفضل مما لو كان يحاول تقييم الشيء المرئي ككتلة كاملة.

سيارة المستقبل تتحول إلى روبوت

عمل الباحثون أيضاً على تزويد الكاميرات بأجهزة استشعار تشبه الرادار، حتى يستطيع نظام المساعدة على القيادة مواصلة عمله في حال تأثر الكاميرات بالضباب أو الأمطار أو الثلج. لكن الباحث فرانك يرى أن عملية تطوير الجهاز لم تكتمل بعد. والسبب يكمن في أن النموذج الحالي يستطيع رؤية الأشياء من زاوية قدرها 50 درجة. أما هدف الفريق القادم فهو تمكين السيارة من التعرف على التقاطعات، التي يحتاج إدراكها إلى عدسات ذات نطاق رؤية بزاوية 360 درجة، كما يقول اوفه فرانك.

ليس هذا فحسب، فخيال الباحثين يذهب إلى ما هو أبعد من هذا بكثير. فسوف تستطيع السيارات في المستقبل التواصل مع بعضها البعض وتبادل المعلومات وذلك بمساعدة الخرائط الرقمية وأنظمة الملاحة الدقيقتين. حلم المخترع فرانك هو ببساطة: "أن نعطي السيارة المفتاح، عندما لا تكون لدينا رغبة في القيادة".

ورغم اقتناع فرانك بأن تجربته لم تكتمل بعد، فقد توج مشروعه هو وزملاءه ب"جائزة المستقبل الألمانية" (Deutscher Zukunftspreis ) كواحد من أفضل ثلاث اختراعات في هذا العام.

فابيان شميت/ مي المهدي

مراجعة: حسن زنيند