اتوماسیون (Automation) در صنعت خودرو به استفاده از فناوری برای انجام وظایفی اطلاق می‌شود که به طور سنتی توسط راننده انسانی انجام می‌گرفت. اوج این اتوماسیون، مفهوم رانندگی خودران (Self-Driving) یا رانندگی خودکار (Autonomous Driving) است، جایی که خودرو قادر است بدون دخالت انسان، مسیر خود را هدایت کند. این فناوری نقش محوری در آینده حمل‌ونقل ایفا می‌کند و به طور فزاینده‌ای با توسعه خودروهای برقی (EVs) گره خورده است.

سطوح رانندگی خودران (SAE J3016)

برای دسته‌بندی میزان اتوماسیون رانندگی، انجمن مهندسان خودرو (SAE) یک استاندارد شش‌سطحی (از ۰ تا ۵) تعریف کرده است. این استاندارد مسئولیت‌پذیری در قبال وظیفه رانندگی و همچنین نیاز به نظارت انسانی را در هر سطح مشخص می‌کند:

سطح ۰: بدون اتوماسیون (No Automation): راننده انسانی کنترل کامل خودرو را بر عهده دارد. سیستم‌های هشداردهنده (مانند هشدار برخورد جلو) ممکن است وجود داشته باشند اما دخالتی در کنترل خودرو ندارند.
سطح ۱: کمک راننده (Driver Assistance): سیستم می‌تواند یک وظیفه کنترلی (مانند فرمان یا شتاب/ترمز) را در شرایط خاص انجام دهد. مثال‌ها شامل کروز کنترل تطبیقی (Adaptive Cruise Control – ACC) برای حفظ فاصله با خودروی جلویی یا دستیار حفظ بین خطوط (Lane Keeping Assist – LKA) برای کمک به ماندن در مرکز خط هستند. راننده همچنان مسئول تمام جوانب رانندگی و نظارت مداوم بر محیط است.
سطح ۲: اتوماسیون جزئی (Partial Automation): سیستم می‌تواند همزمان دو وظیفه کنترلی (فرمان و شتاب/ترمز) را در شرایط خاص انجام دهد (مثلاً در بزرگراه). مثال‌ها شامل ترکیب ACC و LKA هستند. راننده باید همواره بر سیستم نظارت کرده و در هر لحظه آماده تحویل گرفتن کنترل باشد. بسیاری از سیستم‌های پیشرفته کمک راننده (ADAS) امروزی در این دسته قرار می‌گیرند.
سطح ۳: اتوماسیون مشروط (Conditional Automation): سیستم می‌تواند تمام وظایف رانندگی دینامیکی را در شرایط خاص محیطی (مثلاً ترافیک سنگین در بزرگراه) انجام دهد. در این سطح، راننده نیازی به نظارت مداوم بر محیط ندارد، اما باید آماده باشد تا در صورت درخواست سیستم یا رسیدن به محدودیت‌های عملکردی آن، کنترل را تحویل بگیرد. این سطح نیازمند قوانین و زیرساخت‌های دقیق‌تری است و پیاده‌سازی آن چالش‌برانگیز است.
سطح ۴: اتوماسیون بالا (High Automation): سیستم می‌تواند تمام وظایف رانندگی دینامیکی را در محدوده عملیاتی مشخص (Operational Design Domain – ODD) که شامل مناطق جغرافیایی خاص یا شرایط محیطی تعریف شده است، انجام دهد. در این سطح، حتی اگر سیستم نتواند به کار خود ادامه دهد، نیازی به دخالت راننده نیست و خودرو می‌تواند به طور ایمن متوقف شود (مثلاً به کنار جاده برود). مثال‌ها شامل تاکسی‌های خودران در مناطق محدود شده (Geofenced) هستند.
سطح ۵: اتوماسیون کامل (Full Automation): سیستم می‌تواند تمام وظایف رانندگی دینامیکی را تحت هر شرایط جاده‌ای و محیطی که یک راننده انسانی قادر به انجام آن است، بر عهده بگیرد. در این سطح، نیاز به فرمان یا پدال وجود ندارد و سرنشینان فقط نقش مسافر را دارند. این سطح هنوز عمدتاً در مراحل تحقیق و توسعه قرار دارد.

عبارت رانندگی خودران یا خودکار معمولاً به سطوح ۴ و ۵ اطلاق می‌شود، در حالی که سطوح ۱ و ۲ بیشتر به عنوان سیستم‌های کمک راننده پیشرفته (ADAS) شناخته می‌شوند.

فناوری‌های کلیدی در رانندگی خودران

پیاده‌سازی رانندگی خودران به مجموعه‌ای از فناوری‌های پیشرفته وابسته است:

سنسورها: شامل دوربین‌ها (برای تشخیص خطوط، علائم راهنمایی، عابران پیاده و سایر وسایل نقلیه)، رادارها (برای اندازه‌گیری فاصله و سرعت اجسام)، لیدار (Lidar) (برای نقشه‌برداری سه‌بعدی دقیق محیط اطراف) و سنسورهای اولتراسونیک (برای تشخیص موانع نزدیک در سرعت پایین مانند پارک کردن)
پردازشگرهای قدرتمند: برای تحلیل حجم عظیمی از داده‌های دریافتی از سنسورها به صورت بلادرنگ
نرم‌افزار و الگوریتم‌ها: شامل هوش مصنوعی (Artificial Intelligence – AI) و یادگیری ماشین برای درک محیط، پیش‌بینی رفتار سایرین، تصمیم‌گیری برای مسیر و سرعت، و کنترل دقیق خودرو
نقشه‌برداری دقیق و مکان‌یابی: استفاده از نقشه‌های با وضوح بالا، GPS و سیستم‌های ناوبری اینرسیایی برای تعیین دقیق موقعیت خودرو در محیط

ارتباط اتوماسیون و رانندگی خودران با خودروهای برقی

خودروهای برقی بستر مناسبی برای توسعه و پیاده‌سازی سطوح بالاتر اتوماسیون رانندگی فراهم می‌کنند:

معماری الکترونیکی: خودروهای برقی معمولاً از معماری‌های الکترونیکی پیشرفته‌تر و مبتنی بر نرم‌افزار بهره می‌برند که یکپارچه‌سازی سیستم‌های پیچیده مورد نیاز برای رانندگی خودران را تسهیل می‌کند.
کنترل دقیق: موتورهای الکتریکی امکان کنترل بسیار دقیق و لحظه‌ای بر شتاب، کاهش سرعت (از طریق ترمز احیاکننده) و فرمان را فراهم می‌کنند که برای اجرای دقیق مانورهای خودکار (مانند حفظ فاصله، تغییر خط یا پارک خودکار) ایده‌آل است.
تأمین انرژی: سیستم‌های رانندگی خودران به توان پردازشی قابل توجهی نیاز دارند که باتری ولتاژ بالای خودروهای برقی می‌تواند این انرژی را بدون تحمیل بار اضافی بر سیستم الکتریکی ۱۲ ولت سنتی فراهم کند.
جمع‌آوری داده: خودروهای برقی معمولاً به اینترنت متصل هستند و می‌توانند داده‌های مربوط به محیط رانندگی را جمع‌آوری کرده و برای بهبود نقشه‌ها و الگوریتم‌های رانندگی خودران به اشتراک بگذارند (با رعایت حریم خصوصی).

اتوماسیون و رانندگی خودران در بازار ایران

در حال حاضر، غالب خودروهای برقی و هیبریدی وارداتی به ایران و همچنین خودروهای تولید داخل مجهز به سیستم‌های کمک راننده پیشرفته (ADAS) در سطوح ۱ و ۲ استاندارد SAE هستند. این سیستم‌ها شامل امکاناتی مانند کروز کنترل تطبیقی، هشدار خروج از خط، ترمز اضطراری خودکار، سیستم تشخیص نقاط کور و دستیار پارک هستند که به افزایش ایمنی و راحتی راننده کمک می‌کنند.

پیاده‌سازی سطوح بالاتر رانندگی خودران (سطح ۳ به بالا) در جاده‌های عمومی ایران در کوتاه‌مدت چالش‌های قابل توجهی دارد. این چالش‌ها شامل عدم آمادگی زیرساخت‌ها (مانند خط‌کشی‌های نامنظم جاده‌ها، نبود نقشه‌های دقیق و به‌روز با وضوح بالا)، نبود چارچوب قانونی و نظارتی مشخص برای مسئولیت‌پذیری در صورت بروز حادثه، و نیاز به تکنولوژی‌های بسیار پیشرفته و گران‌قیمت است. بنابراین، در حال حاضر، بحث رانندگی خودران کامل بیشتر در حد مباحث تئوریک و برنامه‌ریزی‌های بلندمدت باقی مانده است و تمرکز اصلی بر توسعه و بهبود سیستم‌های کمک راننده موجود در خودروهای عرضه شده در بازار ایران است.

نتیجه‌گیری

اتوماسیون و هدف نهایی آن، یعنی رانندگی خودران، یکی از هیجان‌انگیزترین و تأثیرگذارترین تحولات در صنعت خودرو است. با پیشرفت فناوری‌های حسگر، پردازش و هوش مصنوعی، خودروها به تدریج قادر به انجام بخش‌های بیشتری از فرآیند رانندگی می‌شوند، از کمک راننده ساده (سطح ۱) تا قابلیت حرکت کاملاً مستقل (سطح ۵). خودروهای برقی به دلیل معماری فنی و قابلیت‌های کنترلی خود، پلتفرم مناسبی برای پیاده‌سازی این فناوری‌ها هستند. با وجود اینکه در حال حاضر در بازار ایران بیشتر شاهد حضور سیستم‌های کمک راننده (ADAS) در سطوح پایین‌تر در خودروهای برقی و هیبریدی وارداتی هستیم، اما روند جهانی به سمت سطوح بالاتر اتوماسیون در حال حرکت است و در آینده، شاهد توسعه و احتمالا ورود این فناوری‌ها به بازار ایران نیز خواهیم بود، هرچند پیاده‌سازی کامل آن نیازمند آمادگی زیرساختی و قانونی گسترده است.