Otonom Nedir? Otonom Araç ve Sürüş Teknolojileri Nelerdir?

Sürücüsüz araçlar ve otonom sürüş teknolojilerindeki gelişmeler, son yıllarda hepimizin odağında. Otonom araçlardan peş peşe geliştirmeler ve yeni teknoloji haberleri geldikçe, biz arka kabinde keyifli vakit geçirirken bizi istediğimiz yere güvenle götürecek sürücüsüz araçlara hızla yaklaştığımızı görüyoruz. Peki, otonom nedir ve otonom araçlar nasıl çalışır? Gelin geleceğin otomobillerine birlikte göz atalım ve bizi neler bekliyor görelim!

Otonom kelimesi, "kendi kendine yönetme" anlamına gelir. Otonom, bir sistem veya organizmanın dış etkileşimlere bağımsız olarak tepki verebilme yeteneğini ifade eder. Bu terim genellikle teknoloji ve biyoloji gibi alanlarda kullanılır.

Teknolojide, otonom sistemler, insan müdahalesine ihtiyaç duymadan belirli görevleri gerçekleştirebilen ve kararlar alabilen sistemlerdir. Örneğin, otonom araçlar, trafikte sürüş yapabilen ve çevredeki koşullara uyum sağlayabilen araçlardır. Otonom dronlar ise uçuşlarını planlayabilen ve engelleri algılayarak hareket edebilen insansız hava araçlarıdır.

Biyolojide ise otonom, bir organizmanın kendi iç işleyişini düzenleme ve kontrol etme yeteneğini ifade eder. Örneğin, insan vücudu otonom bir şekilde solunum, sindirim ve dolaşım gibi birçok hayati fonksiyonu gerçekleştirir. Otonom sinir sistemi, bu işlevlerin düzenlenmesinden sorumlu olan bir sistemdir.

Otonom terimi, genel olarak bağımsızlık, otomatikleşme ve kendi kendini yönetme anlamlarını taşır ve bu kavramlar farklı bağlamlarda kullanılabilir.  

Otonom Araç Nedir?

Otonom araçlar, insan müdahalesine ihtiyaç duymadan seyahat edebilen ve çevrelerindeki koşulları algılayabilen araçlardır. Bu araçlar, çeşitli sensörler, yapay zeka, haritalar ve diğer teknolojileri kullanarak çevresel bilgileri toplar, analiz eder ve kararlar alır.

Otonom araçlar, genellikle şu anahtar bileşenlere sahiptir:

1. Sensörler: Otonom araçlar, çevrelerindeki nesneleri ve koşulları algılamak için bir dizi sensör kullanır. Bu sensörler arasında radarlar, lidarlar, kameralar, ultrasonik sensörler ve GPS gibi teknolojiler bulunur.

2. Yapay Zeka (YZ): Otonom araçlar, sensörlerden gelen verileri analiz etmek, kararlar almak ve tepki vermek için yapay zeka algoritmalarını kullanır. Yapay zeka, aracın çevre koşullarını anlamasına ve uygun bir tepki stratejisi belirlemesine yardımcı olur.

3. Haritalar ve Konumlandırma: Otonom araçlar, yol bilgilerini içeren yüksek ayrıntılı haritalar kullanır. Bu haritalar, aracın konumunu belirlemek ve çevresini daha iyi anlamak için kullanılır. GPS ve diğer konumlandırma sistemleri de aracın konumunu belirlemekte yardımcı olur.

4. Kontrol Sistemi: Otonom araçlar, sensörlerden gelen verileri değerlendirir, yapay zeka algoritmalarıyla kararlar alır ve aracın hareketini kontrol eden sistemlere ileterek güvenli ve etkili bir sürüş sağlar.

Otonom araçlar, trafikteki güvenliği artırmak, sürücü hatalarını azaltmak, trafik sıkışıklığını hafifletmek ve yolculukları daha verimli hale getirmek gibi potansiyel avantajlar sunar. Bununla birlikte, otonom araç teknolojisi hala gelişmekte olan bir alan olup, birçok teknik, yasal, etik ve güvenlik sorunu üzerinde çalışılmaktadır. Bu nedenle, otonom araçlar henüz tamamen yaygınlaşmamış olsa da gelecekte daha fazla benimsenmesi beklenmektedir. İhtiyaç duyulan insan müdahalesi seviyesine göre, otonom araçlar da kendi içlerinde 2 ana ve 5 alt kategoriye ayrılıyor:

• Yarı Otonom Araçlar

• 1. seviye otonom sürüş

• 2. seviye otonom sürüş

• 3. seviye otonom sürüş

• Tam Otonom Araçlar

• 4. seviye otonom sürüş

• 5. seviye otonom sürüş

Yukarı da belirttiğimiz gibi bu kategorizasyonun temelinde otonom sürüş teknolojilerinin kapsamı, adaptasyon yeteneği ve sürücüye ne kadar ihtiyaç duyduğu yatıyor. Gelin birlikte her bir seviyeye ve sınırlarına bakalım.

Yarı Otonom Sürüş Nedir? 

Yarı otonom sürüş, sürücünün aracı kontrol etmeye devam ettiği ancak bazı sürüş görevlerinin araç tarafından otomatik olarak gerçekleştirilebildiği bir sürüş modudur. Yarı otonom sürüş, gelişmiş sürücü destek sistemleri ve otonom teknolojilerin bir kombinasyonunu içerir.

Yarı otonom sürüş sistemleri, çeşitli sensörler, yapay zeka algoritmaları ve otomatik kontrol sistemlerini kullanır. Bu sistemler, aracın çevresel koşulları izlemesine, nesneleri algılamasına ve sürüş kararları almasına olanak tanır.

Yarı otonom sürüş, sürücüye daha fazla konfor, güvenlik ve destek sağlar. Örneğin, adaptif hız kontrolü, şerit takip sistemi, otonom acil frenleme ve otomatik park asistanı gibi özellikler, sürücünün iş yükünü azaltır ve sürüş güvenliğini artırır. Bu sistemler, aracın hızını, takip mesafesini ve şerit değişikliklerini otomatik olarak ayarlayabilir veya belirli koşullar altında otomatik park edebilir.

Ancak, yarı otonom sürüş sistemleri, sürücünün dikkatini koruması ve gerekli durumlarda kontrolü devralması gerektiği konusunda sürücüyü uyarır. Sürücü, sistemin yetersiz olduğu veya beklenmedik durumlarla karşılaşıldığında hala müdahale etme sorumluluğuna sahiptir.

Yarı otonom sürüş teknolojileri, otomotiv endüstrisinde hızla gelişmektedir. Ancak tamamen otonom sürüşe geçiş için hala bazı teknik, yasal ve güvenlik zorlukların aşılması gerekmektedir.

• 1. Seviye Otonom Sürüş: Otonom araçların ilk adımı olan bu seviyedeki teknolojiler artık birçok araçta bulunuyor; bu teknolojilerin başında ise şerit takip sistemi, hız sabitleyici ve fren asistanı gibi sistemler bulunuyor. Bu sistemlere artık âşina olduğumuz için aracın genel kontrolünde sürücüye ne kadar ihtiyaç duyulduğunu da biliyoruz.

• 2. Seviye Otonom Sürüş: Sürücü müdahalesi olmadan da sürüş fonksiyonlarını sürdürebilen araçlar bu kapsamda ele alınıyor. Örneğin, 2. seviye otonom sürüş teknolojisine sahip bir araç hızlanma ve fren gibi fonksiyonları kendisi yerine getirebiliyor; ama çevresel faktörlere refleks gösteremiyor. Bu nedenle, trafiğin ve yolun durumunu kontrol ederek aksiyon almak yine sürücülere kalıyor.

• 3. Seviye Otonom Sürüş: 3. seviye otonom sürüş teknolojisine sahip araçlar, diğer arabaların durumuna ve engellere göre hareket ve hızı kontrol edebiliyor; ancak ekstrem yol ve hava koşullarına adaptasyon konusunda yetersiz kaldığı için sürücüsüz seyahati mümkün kılmakta yetersiz görünüyor. Bu nedenle, 3. seviye otonom sürüş teknolojisine sahip araçlarda sıklıkla kontrol sistemleri bulunuyor ve sürücülerin belirli aralıklarla direksiyona, gaza ya da frene dokunması gerekiyor.

Tam Otonom Sürüş Nedir? 

Tam otonom sürüş, aracın insan müdahalesi olmadan tamamen otomatik olarak seyahat etme yeteneğine sahip olduğu sürüş modudur. Bu durumda, sürücü araç kontrolünü devretmiş olur ve araç, tüm sürüş görevlerini baştan sona gerçekleştirebilir.

Tam otonom sürüş için araçlar, çevrelerini algılamak, kararlar almak ve bu kararları uygulamak için karmaşık sensörler, yapay zeka algoritmaları, haritalar ve otomatik kontrol sistemlerini kullanır. Araç, radarlar, lidarlar, kameralar ve ultrasonik sensörler gibi sensörler aracılığıyla çevredeki nesneleri, trafik durumunu, yol şartlarını ve yayaları izler. Ardından, bu verileri analiz ederek güvenli bir sürüş stratejisi belirler ve aracın hızını, şerit değiştirmeyi, dönüşleri ve duruşları otomatik olarak kontrol eder.

Tam otonom sürüşün farklı seviyeleri vardır ve genellikle SAE (Society of Automotive Engineers) tarafından belirlenen otonom sürüş seviyeleri kullanılır. Bu seviyeler, sürücünün rolünü ve aracın yeteneklerini tanımlar. En yüksek seviye olan SAE Seviye 5, tamamen otonom sürüşü ifade eder ve aracın her türlü yol ve hava koşulunda bağımsız olarak seyahat edebildiği anlamına gelir. SAE Seviye 5 araçlarında sürücü müdahalesine ihtiyaç duyulmaz.

Tam otonom sürüş teknolojisi, araştırma ve geliştirme aşamasındadır. Henüz tamamen yaygınlaşmamış ve dünya genelinde kullanılmaya başlanmamıştır. Otonom araç teknolojisindeki ilerlemeler, daha güvenli ve verimli sürüş deneyimleri sağlama potansiyeline sahiptir. Ancak, tam otonom sürüşün yaygınlaşması için hala bazı teknik, yasal, etik ve güvenlik zorluklarının aşılması gerekmektedir.

Otonom Araçlar Nasıl Çalışıyor? 

Otonom araçlar, çevrelerini algılamak, kararlar almak ve bu kararları uygulamak için bir dizi teknolojiyi kullanırlar. İşte otonom araçların genel çalışma prensibi:

1. Algılama: Otonom araçlar, çevrelerindeki nesneleri, diğer araçları, yayaları, işaretleri ve yol şartlarını algılamak için çeşitli sensörler kullanır. Bu sensörler arasında radarlar, lidarlar, kameralar, ultrasonik sensörler ve GPS gibi teknolojiler bulunur. Sensörler, aracın çevresindeki nesnelerin konumunu, hızını, boyutunu ve diğer özelliklerini ölçer.

2. Veri İşleme ve Analiz: Sensörlerden gelen veriler, araç içindeki bilgisayar sistemine iletilir. Bu bilgisayar sistemleri, verileri analiz eder, nesneleri tanır, yolları haritalarla karşılaştırır ve çevre koşullarını anlamaya yardımcı olur. Yapay zeka algoritmaları, derin öğrenme ve makine öğrenimi gibi teknikler kullanılarak veri işleme ve analiz yapılır.

3. Karar Alma: Otonom araçlar, çevrelerini anladıktan sonra sürüş kararları alırlar. Yapay zeka ve karar verme algoritmaları, aracın nasıl hareket etmesi gerektiği konusunda kararlar verir. Bu kararlar, hız, şerit değiştirme, dönüşler, duruşlar ve diğer sürüş manevralarını içerir.

4. Hareket Kontrolü: Kararlar alındıktan sonra, otonom araçlar hareketlerini kontrol etmek için otomatik kontrol sistemlerini kullanır. Bu sistemler, aracın hızını, direksiyon açısını, frenleme ve gazlama gibi parametreleri kontrol eder. Bu sayede araç, belirlenen sürüş kararlarını uygulayabilir.

5. Geri Bildirim: Otonom araçlar, sürekli olarak çevresel değişiklikleri algılar, verileri işler ve kararlar alır. Aynı zamanda, sensörlerden gelen geri bildirimleri de analiz ederek sürüş stratejisini günceller. Bu döngü sürekli olarak tekrarlanır, böylece araç çevresindeki değişikliklere uyum sağlayabilir.

Otonom araçlar, bu algılama, veri işleme, karar alma ve hareket kontrolü döngüsünü sürekli olarak tekrarlayarak sürüş görevlerini gerçekleştirir. Bu teknolojiler, sürüş güvenliğini artırmak, trafik akışını iyileştirmek ve yolculukları daha verimli hale getirmek gibi potansiyel avantajlar sunar. Ancak, otonom araç teknolojisi hala gelişmekte olan bir alan olup, bazı teknik, yasal ve güvenlik zorluklarının aşılması gerekmektedir.

Otonom Sürüş Donanımları

• LiDAR: Tam adı Light Detection and Ranging olan bu teknoloji, yaydığı lazer ışınları sayesinde çevresel bilgileri toplayabiliyor. Özellikle coğrafi verilerin toplanarak 3D haritalara yansıtılmasını ve çevresel koşulların saptanmasını sağlayan donanım LiDAR. Bu sayede, aracın yol koşullarına göre hızının ayarlanabilmesi ve karşılaşacağı engellerin metreler önceden tespit edilebilmesi mümkün oluyor.

• Radar: Hepimizin bildiği gibi trafikte tek sorun yolun durumu ve yoldaki engeller değil; diğer araçların hareketleri, hatta aniden yola çıkan yayalar da sürüşü etkileyen faktörler. İşte, bu verilen toplanması ve olası kazaların önlenmesi radar sistemi ile mümkün oluyor. Radar sistemleri, ses dalgaları yollayarak aracın çevresindeki nesnelerin mesafesi, hızı ve yönü hakkında bilgiler topluyor. Böylece, takip mesafesini korumak, trafikte olağandışı bir hareketlilik olduğunda tepki vermek, yola aniden çıkan bir yayaya göre konumlanmak gibi aksiyonlar ana bilgisayar tarafından hızlıca alınabiliyor.

• Kameralar: Otonom araçlarda birçok farklı kamera kullanılıyor; ancak tabii ki hepsinin ortak amacı LiDAR ve radar sistemlerinin eksik kaldığı ve fiziksel varlık bilgisinin yeterli olmadığı, görüntü okumaya ihtiyaç duyulan bilgileri toplamak. Kameralar tarafından toplanan bilgilerin başında ise trafik lambaları, levhaları, hız sınırları vb. geliyor. Yani radar ve LiDAR teknolojileri ile toplanamayan görüntülü bilgiler kameralar tarafından toplanıyor. Böylece, otonom araçlar trafik kurallarına uyuyor, tabelalar doğrultusunda hızını ayarlayabiliyor ve hatta kırmızıda durup yeşilde geçebiliyor.

• Sensörler: Bilgi toplama aşamasında otonom araçların kullandığı destekleyici sensörler de var. Bu sensörler, GPS takibi, araç süratinin ölçümü ve nesne algılama gibi birçok farklı destekleyici işlemi gerçekleştiriyor.

Otonom araçların beyni sayılan bilgisayar sistemleri ve yazılımlar sayesinde bu bilgiler işleniyor ve analizlere verilen anlık reflekslerle güvenli bir sürüş sağlanabiliyor; üstelik yapay zeka geliştirmeleri sayesinde sürücüye duyulan ihtiyaç her geçen gün azalıyor. Günümüzde tam otonom sürüşe en yakın modeller ise Tesla otomobilleri!

Otonom Araç Modelleri Neler?

Şu anda pazarda birkaç otonom araç modeli bulunmaktadır. İşte bazı örnekler:

1. Tesla Model S ve Model X: Tesla, otonom sürüş yetenekleri ile dikkat çeken elektrikli otomobiller üretmektedir. Autopilot adını verdikleri sürüş destek sistemleriyle yarı otonom sürüş imkanı sunarlar. Tesla ayrıca "Tam Otonom Sürüş" (Full Self-Driving) adını verdikleri tam otonom sürüş yeteneklerine sahip araçlar üzerinde de çalışmaktadır.

2. Waymo Otonom Araçları: Waymo, Google'ın otonom araç projesi olarak bilinen bir şirkettir. Waymo, Chrysler Pacifica minibüsleri üzerine entegre edilmiş otonom sürüş teknolojileri geliştirmiştir ve bu araçları gerçek dünya koşullarında test etmektedir.

3. Cruise Origin: General Motors ve Honda'nın ortaklaşa geliştirdiği Cruise Origin, tam otonom sürüş için tasarlanmış bir elektrikli araçtır. Cruise Origin, direksiyon, gaz ve fren pedalı gibi geleneksel sürücü kontrol elemanlarına sahip değildir ve yalnızca otonom sürüş modunda çalışır.

4. NIO ET7: Çinli elektrikli araç üreticisi NIO, ET7 modelini tam otonom sürüş yetenekleri ile tanıtmıştır. ET7, NIO'nun "NIO Autonomous Driving" (NAD) sistemini kullanarak sürüş görevlerini otomatik olarak gerçekleştirebilir.

Bu sadece birkaç örnek olup, otonom araç teknolojileri hızla gelişmekte ve farklı otomobil üreticileri tarafından farklı modeller üzerinde çalışmalar sürdürülmektedir. Otonom sürüş teknolojileri ve araç modelleri dünya genelinde hızla gelişmekte olan bir alandır, bu nedenle gelecekte daha fazla otonom araç modelinin piyasaya sürülmesi beklenmektedir.

Anahtar Kelimeler: