השלב הבא בנהיגה אוטונומית, חלק א'

החששות התבדו. כשהחלה מגפת הקורונה ברבעון הראשון של 2020 חשבו כולם שהמהפכה האוטונומית תיעצר. יצרני הרכב הקפיאו תקציבי מחקר ופיתוח, לקוחות הסתגרו בביתם, תרתי משמע, והיה נראה שחזון התובלה האוטונומית מתרחק לשנים רבות.

אלא שההקפאה נמשכה חודשים ספורים בלבד. חברות התובלה חידשו במלוא המרץ תהליכים לתובלה מתקדמת: בראשם המעבר לתובלה חשמלית, אך בד בבד נרשמו הישגים בתחום התובלה האוטונומית. שני פרויקטים גדולים מבוצעים בימים אלו לקראת המעבר לתובלה אוטונומית בדרגה 4, שהיא כמעט הדרגה הגבוהה ביותר. בדרגה זו מערכות הרכב מאפשרות נסיעה מלאה ללא התערבות הנהג, אולם הוא עדיין נוכח ברכב, לשליטה בשעת חירום.

השימוש במשאיות אוטונומיות להובלת מטענים הוא בלתי נמנע, וכמה חברות במדינות אחדות כבר אימצו אותו למרות שנדרשות בדיקות מקיפות באשר לבטיחות ולתשתיות. מה שמונע כיום את הרחבת השימוש במשאיות אוטונומיות הוא בעיקר חקיקה רגולטורית. לא כך בכבישים שאינם ציבוריים. שם נוכחותם של משאיות אוטונומיות נעשית תכופה יותר ושכיחה יותר. וולוו וסקניה כבר הוכיחו שמשאיות אוטונומיות מתפקדות היטב בכבישים כאלה, כגון מכרות ואתרי חציבה. לדוגמה, חברת Rio Tinto האוסטרלית מפעילה משאיות אוטונומיות מאז שנת 2012(!). כשהתובלה נעשית במסלול קבוע, עם כמויות עצומות של חומר, מושג שיפור עצום ביעילות וברווחיות של החברה.

להלן דיווח על שני פרויקטים המיועדים להפעלת משאיות אוטונומיות בכבישים מהירים "רגילים", האחד באירופה והאחר בארצות הברית.

ANITA: לקראת עתיד דיגיטלי

פרויקט ANITA (חדשנות אוטונומית בפעולות טרמינל) הוא פרויקט דגל מרשים ביותר שבו חברו יחדיו רשת הרכבות הגרמנית, דויטשה באן, אוניברסיטת פרזניוס (Fresenius University of Applied Sciences), יצרנית המשאיות מאן וחברת גוטינג (Götting). אלה עובדים בצוותא על העתיד הדיגיטלי: משאיות אוטונומיות יסתובבו בעתיד במחסן המכולות DB IS ובטרמינל DUSS באולם דורנשטט כחלק מפרויקט ANITA. הבסיס המדעי לתעבורה אוטומטית לחלוטין במיתקן זמין כבר כעת.

אוניברסיטת פרזניוס למדעים משלימה ניתוח מקיף להכנת פלטפורמה לתחבורה אוטונומית של תובלה בנמל דיסלדורף DUSS ומחסן המכולות DB. זהו יסוד מרכזי לשימוש עתידי במשאיות אוטונומיות בפעולות לוגיסטיות, במיוחד בהתחשב בחוק שעבר לאחרונה יהפוך נהיגה אוטונומית לאפשרית מבחינה חוקית גם בגרמניה.

כדי שמשאיות ומיתקן הטרמינל יוכלו "לתקשר", הציגה אוניברסיטת פרזניוס למדעים יישומיים את תוצאות המחקר שלה. המדענים, בשיתוף עם מהנדסי מאן, ניתחו את התנהגותם של אנשים ומכונות באתר כדי להפוך אותם לתהליכים דיגיטליים ולמגוון של ערכות כללים. כך יש ליצור תרשים מעגלים מודולריים לתחבורה אוטונומית.

לדברי אנדריאס צימרמן, ראש תחום הפיתוח האלקטרוני המתקדם בחברת מאן, "כדי להשתמש במשאיות אוטונומיות בתהליכים לוגיסטיים, חשוב להבין את הדרישות התפעוליות האופייניות ולשקול את הממשקים הדרושים כבר בשלב מוקדם. לכן מהנדסי מאן מתמקדים בעקביות ברלוונטיות המעשית הספציפית ובמומחיות הלוגיסטית והמדעית בפרויקטים של נהיגה אוטונומית." צימרמן הדגיש שהעבודה הבסיסית של אוניברסיטת פרזניוס למדעים חשובה מאוד להמשך הפיתוח והיישום בתחום הנהיגה האוטונומית.

תהליכים לוגיסטיים מוגדרים מחדש באופן חדשני במסגרת פרויקט ANITA. "הדיגיטציה והאוטומציה הן גורמים מכריעים להמשך פיתוח הפעילות הטרמינלית. הם מאפשרים לבצע את ההובלה מהר יותר, ביעילות, וצפויה הגדלה של קיבולת התשתית הקיימת", מסביר אנדראס שולץ, מנכ"ל מסוף המטענים DUSS. "בקרת המערכת הדיגיטלית מאפשרת לשלב את המשאית ללא נהג באופן חלק בתהליכים הלוגיסטיים של הטרמינל", אומר פרופ' כריסטיאן טי האס, ראש המכון לחקר מערכות מורכבות באוניברסיטת פרזניוס, ומבהיר כי הפרויקט חיוני לכל השלבים הנוספים.

האס וצוותו ניתחו והשוו גם תהליכים לוגיסטיים במסופי מכולות אחרים של DB AG בגרמניה, לפני תחילת הפרויקט. אחרי הכול, הפלטפורמה הדיגיטלית אמורה להיות מוגדרת באופן שתוכל לשמש בסיס לאתרים אחרים שבהם משמשות משאיות אוטונומיות לתחבורה - למשל מסופי מכולות, נמלים או אתרי תעשייה. יש להגן על פונקציות אלה באמצעות מבנה מודולרי. "המטרה שלנו כאן היא להתחיל להשתמש במשאיות אוטונומיות ולמזער את כל ההתאמות הדרושות לתשתיות, כיוון שהן בדרך כלל יקרות ואורכות זמן רב", מוסיף האס. "יישום הטכנולוגיה בעולם האמיתי יהיה קל וחסכוני."

המבנים בפרויקטים מגוונים מאוד והדבר מציב אתגר של ממש. מדובר במערכות פתוחות ומורכבות המערבות אנשים רבים, החל במשלחת, עבור במפעיל המנוף וכלה במתכנן דרישות החומרים. יתרה מזו, החלטות אנושיות ספונטניות נעשות ממש לצד תהליכים אוטומטיים. זהו אתגר משמעותי, כפי שמסביר האס: "בניגוד לבני אדם, מערכת אוטומטית אינה יכולה לאלתר או לכופף את הכללים. חייבת להיות הוראת פעולה ברורה בכל מצב."

שלב ניתוח התהליכים הושלם בעיר אולם (Ulm) ובכל רחבי גרמניה. בשפת המעשה: המעבר לתוכנה לתכנון משימות יכול להתבצע. שפת מפרט החוזה של חברת Deon Digital תשמש בתהליך פיתוח כזה לראשונה, ותבטיח את האמינות הרבה ביותר האפשרית בעת החלפת מידע. תוצאות הניתוח משולבות לאחר מכן בתהליך הפיתוח של המשאית האוטונומית של מאן. כל זה נעשה בשיתוף פעולה הדוק עם חברת גוטינג. לאחר השלמת שלב הפיתוח והיישום, תוכנת תכנון המשימות והמשאית ייבדקו בנסיעות אמיתיות בעיר באולם, עם נהג שיישב בתא הנהג כל הזמן, לצרכי בטיחות.

הנסיעות בין מסוף המכולות DUSS לבין מחסן המכולות של DB Intermodal Services משמשות גם הן לביסוס התנאים הטכניים להובלה אוטונומית של רכזת אחת למשניה. "מסלולים קבועים בין רכזות לוגיסטיות הם אידיאליים להפעלת משאיות אוטונומיות, ולכן הם מוקד המאמצים של מאן בפיתוח מערכות נהיגה אוטונומיות", אומר אנדריאס צימרמן, ומסביר על היבט נוסף בפרויקט ANITA. כדי לפתח מפת דרכים לטרמינל 4.0, הטרמינל של המחר, DB AG מנתחת את יכולת העברת הממצאים למסופים אחרים. המסגרת המשפטית לפעולות מסוג זה אומצה רק לאחרונה על ידי הבתים העליונים והתחתונים של הפרלמנט הגרמני בצורה של חוק הנהיגה האוטונומית, שבאופן עקרוני מאפשר להשתמש במערכות רכב אוטונומיות כאלה בגרמניה באזורים תפעוליים מוגדרים, כגון מסלולים בין רכזות לוגיסטיות, ועם פיקוח טכני.

תובלה אוטונומית בכבישים מהירים בארצות הברית

שתי חברות טכנולוגיה אמריקניות, וויאמו (Waymo) וקודיאק (Kodiak), העמידו משאיות אוטונומיות כבדות מקטגוריה 8 לנסיעה במסלול נסיעה במסדרון התובלה הדרום-מערבי של ארצות הברית. התובנה שהגיעו אליה מנהלי החברות האלו הן שמשאיות מסחריות יכולות לנוע בנהיגה עצמית ובאופן קבוע לצד רכבים אחרים בכבישים המהירים בארצות הברית מוקדם מכפי שרבים חושבים.

למעשה, הענף נמצא כעת בתהליך של מעבר מאבות-טיפוס לבדיקות בכבישים. אלא שעל אף ההצלחה בניסויים, סביר להניח שהשינוי יהיה הדרגתי ותלוי במידה רבה בנכונות של יצרני המשאיות והמסחריות (OEM), בתקנות ובנכונות של הציבור להכיל כלי רכב אלה.

ספקי טכנולוגיית הרכב האוטונומי וויאמו וקודיאק הובילו בשנים האחרונות ניסיונות לתובלה של משאיות כבדות לנהיגה עצמית בכבישים מהירים בדרום מערב ארצות הברית, והם לומדים כיצד המשאיות האוטונומיות שלהם מתקיימות באינטראקציה עם סביבת התנועה, שהיא אחת מהדינמיות והעמוסות ביותר במדינה. החברות מנסות לגבש תובנות לגבי מה יידרש כדי להביא אוטונומיה ברמה 4 בקנה מידה מלא לתובלה מסחרית.

עם אוטונומיה ברמה 4, נהגים יכולים להעביר לרכב פונקציות קריטיות הקשורות לתפעול שוטף ולבטיחות. החברות מתמקדות אך ורק ברמה זו, כלומר נדרשת נוכחות של נהג בקבינה. רק ברמה 5 של הנהיגה האוטונומית אין צורך בנהג. הטכנולוגיה של רמה 5 מכונה "בכל זמן ובכל מקום", כלומר היא מסוגלת לשלוט לחלוטין ברכב בכל התנאים.

בחברת וויאמו מצאו שקיימת חפיפה גדולה בטכנולוגיה של נהיגה אוטונומית בין כלי רכב פרטיים לבין רכב מסחרי, אך נדרשו לפתור בעיות טכנולוגיות ייחודיות לענף התובלה. לדוגמא, למשאיות נדרש לראות למרחק רב יותר בכביש המהיר כדי לזהות תרחישים מוקדם ומהר יותר, כדי שיתאפשר להגיב אליהם בזמן אמת.

וויאמו מפעילה משאית מדגם 579 של פטרבילט (Peterbilt 579) השייך לקבוצת פאק-קאר (חברה אם של דאף). במשאית זו הותקנה טכנולוגיית הנהיגה האוטונומית שלה. המשאית פועלת בטקסס, בהתחשב בצפיפות התובלה באזור. חברת וויאמו (בבעלות אלפבית, בעלת גוגל), בדקה גם משאיות לנהיגה אוטונומית בקטגוריה 8 בכמה מדינות, בהן אריזונה, ניו מקסיקו וקליפורניה. בדיקת הטכנולוגיה האוטונומית שלה על משאיות מסחריות החלה בשנת 2017 ומבוצעת כתובלה אמיתית, ללקוחות אמיתיים.

לדברי צ'רלי ג'ט, מנהל חטיבת הרכב המסחרי בוואמו, "כאשר החברה בודקת משאית אוטונומית הנושאת משא, במובנים רבים היא לא נראית אחרת מכל משאית שנוהגת בעומס זה. היא פשוט נוסעת באופן אוטונומי. על פניו אפשר לחשוב 'אין כאן הבדל רב'. אבל כשחושבים לעומק ושואלים מה עתיד להשתנות כשנגיע לפתרון של נהיגה מסחרית ללא נהג, מגלים שיש הרבה שאלות פתוחות. קשה מאוד להעריך את ההשפעות שיהיו על הענף."

ציי התובלה רוצים גם לדעת כיצד תיראה תוכנית התחזוקה שלהם עם משאיות אוטונומיות. כמו כן הם תוהים אם יצטרכו לפתח מערכות יחסים עם שותפים חדשים ואם יצטרכו להכשיר את כוח העבודה שלהם לעבודה אחרת. כמובן שמנהלי ציי התובלה רוצים לדעת למה לצפות כשמשהו משתבש. למשל, מה קורה כאשר יש תקלה במשאית או תקר באחד הצמיגים. האתגרים רבים, חלקם צפויים וחלקם פחות. המטרה היא לקבל משוב כך שיתאפשר להבין מה צריך לעשות כדי להפוך את הטכנולוגיה הזו למוצלחת.

שינוי בתפקיד הנהג המסורתי

חברת קודיאק, כמו וויאמו, החלה לבחון תובלה כבדה בין דאלאס ליוסטון כבר בשנת 2019. החברה בחרה במשאית קנוורת' שעליה הותקנו מיטב הטכנולוגיות של הנהיגה האוטונומית של החברה. בדצמבר אשתקד המשאיות גמעה לראשונה מסלול של 205 קילומטרים בכביש המהיר בטקסס.

מנכ"ל חברת קודיאק רובוטיקס, דון ברנט, הסביר שקודיאק פועלת לבניית טכנולוגיית נהיגה ברמה הגבוהה ביותר ומתכננת לפרוס את המשאיות שלה ללא נהג בקבינה. "אני חושב שתפקידו של הנהג המסורתי באמת ישתנה בעתיד", אמר ברנט. "קודיאק התאימה את הטכנולוגיה לכבישים מהירים. משאיות בנהיגה עצמית מתמקדות בכביש המהיר ומשאירות את האיסוף של 'המייל הראשון' והמשלוח של 'המייל האחרון' לנהג אנושי. המשמעות היא שנהגים יעברו לנהיגה האזורית ופחות יועסקו בתובלה ארוכת טווח."

קודיאק כבר בנתה צי קונספט ופועלת כיום כחברה לתובלה של משלוחים מסחריים. היא עובדת גם עם מתווכים דיגיטליים. עד שמתחילות פעולות אמיתיות ללא נהג, קודיאק מתמקדת בהובלות אוטונומיות כדגם שירות. החברה תקים את מערכת הנהיגה האוטונומית במשאיות, ותספק זאת כשירות למובילים קיימים.

לחלק ב' של הכתבה השלב הבא בנהיגה אוטונומית