ระบบ อัตโนมัติ สำหรับช่วยในการ ขับขี่รถยนต์

ระบบจะคำนวณเวลาที่จะไปถึงรถคันหน้าจากความเร็วของรถ จากนั้นจะเร่งหรือลดความเร็วอัตโนมัติ เพื่อปรับระยะห่างและคงเวลาถึงรถคันหน้าตามที่ผู้ขับขี่กำหนด

ระบบจะคำนวณเวลาที่จะไปถึงรถคันหน้าจากความเร็วของรถ จากนั้นจะเร่งหรือลดความเร็วอัตโนมัติ เพื่อปรับระยะห่างและคงเวลาถึงรถคันหน้าตามที่ผู้ขับขี่กำหนด

รถยนต์ เป็นพาหนะสำคัญประเภทหนึ่ง สำหรับการเดินทางในปัจจุบัน แต่เนื่องจากสภาพการจราจรที่ติดขัดในหลายเมืองใหญ่ หรือการขับขี่รถยนต์เป็นเวลานานในระยะทางไกล ทำให้ผู้ขับขี่เกิดความเหนื่อยล้า ประกอบกับความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นได้จากความประมาท หรือความไม่ชำนาญของผู้ขับขี่ที่ทำให้เกิดอุบัติเหตุได้

บริษัทผู้ผลิตรถยนต์และบริษัทด้านเทคโนโลยี ได้พยายามคิดค้นหาวิธีในการนำคอมพิวเตอร์ และเซ็นเซอร์ประเภทต่างๆ มาช่วยเพื่อให้การขับขี่มีความปลอดภัยและสะดวกสบายมากยิ่งขึ้น ในบทความนี้ ผมจะนำเสนอระบบอัจฉริยะสำหรับช่วยในการขับขี่รถยนต์ ทั้งที่มีใช้งานอยู่แล้ว และที่กำลังค้นคว้าวิจัยกันอยู่ เพื่อให้ผู้อ่านได้ทำความรู้จักและเข้าใจถึงความสามารถและข้อจำกัดของระบบเหล่านี้ด้วย เพราะระบบอัจฉริยะพวกนี้จะนำมาใช้จริงในรถยนต์ทั่วไปในอนาคตอันใกล้ ผู้ขับขี่ที่ไม่เข้าใจถึงข้อจำกัดของระบบอัจฉริยะในการช่วยขับขี่ อาจส่งผลให้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรงได้

ปัจจุบัน เทคโนโลยีที่น่าสนใจที่เกี่ยวข้องกับรถยนต์จะแบ่งเป็น 2 เรื่องคือ เรื่องการควบคุมรถ และต้นกำเนิดพลังงานในการขับเคลื่อนรถ ตอนนี้ผู้สนใจเกี่ยวกับรถยนต์ในประเทศไทยจะพูดกันถึงเรื่องรถไฟฟ้าหรือรถไฮบริดที่จะนำมาใช้แทนน้ำมัน แต่ในบทความนี้ ผมจะเน้นระบบอัจฉริยะที่ใช้ควบคุมรถยนต์และจะไม่กล่าวถึงระบบขับเคลื่อนรถยนต์นะครับ

ระบบอัตโนมัติในรถยนต์ปัจจุบัน
ในปัจจุบันรถยนต์หลายๆ รุ่น ก็มีระบบอัตโนมัติที่นำมาใช้ช่วยในการขับขี่รถยนต์ได้สะดวกยิ่งขึ้น เช่น ระบบครูสคอนโทรล (Cruise Control) ที่รักษาระดับความเร็วของรถยนต์ให้คงที่ โดยผู้ขับขี่ไม่ต้องเหยียบคันเร่ง หรือระบบแจ้งเตือนเมื่อเข้าใกล้วัตถุโดยใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับ ตัวเซ็นเซอร์จะติดตั้งอยู่รอบๆ ตัวถังรถ เช่น ตรงกันชนหน้าและท้าย เมื่อมีวัตถุเข้าใกล้ (หรือเมื่อรถเข้าใกล้วัตถุ) ก็จะมีเสียงเตือนให้ผู้ขับขี่ทราบ หรือระบบกล้องที่นำข้อมูลมาประมวลผลเป็นภาพวัตถุรอบตัวรถ พร้อมเส้นทางการเคลื่อนที่ของรถในตำแหน่งพวงมาลัยปัจจุบัน ระบบนี้จะช่วยผู้ขับขี่ในการจอดรถ เป็นต้น ระบบเหล่านี้มีจุดเหมือนกันอยู่อย่างหนึ่งคือ เป็นระบบรักษาสถานะและแจ้งเตือนผู้ขับขี่เฉยๆ ไม่ได้เข้ามาควบคุมรถเอง เช่น ระบบครูสคอนโทรลจะรักษาระดับความเร็วรถ แต่ถ้าข้างหน้ามีรถที่เคลื่อนที่ช้ากว่าความเร็วที่ตั้งไว้ ผู้ขับขี่ก็ต้องเข้ามาควบคุมรถเอง หรือระบบแจ้งเตือนสิ่งกีดขวาง เมื่อแจ้งเตือนแล้วผู้ขับขี่ก็ต้องเป็นผู้รับผิดชอบในการหยุดรถ เพราะระบบจะไม่หยุดให้

3

อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นกับรถเทสลาที่เป็นข่าวใหญ่นั้น ก็เป็นเพราะระบบ Autopilot ของเทสลาทำงานได้ในระดับที่ 2 แต่ผู้ขับขี่ไม่ได้ให้ความสนใจกับถนน

ต่อมา บางบริษัทได้เพิ่มความสามารถให้กับระบบอัตโนมัติมากยิ่งขึ้น และมอบอำนาจให้ควบคุมรถได้บางส่วน เช่น ระบบครูสคอนโทรลแบบปรับตัวได้ (Adaptive Cruise Control System) ที่ไม่ใช่การคงความเร็วรถเท่านั้น แต่จะเป็นการคงระยะเวลาในการไปถึงรถคันหน้า โดยมีเซ็นเซอร์ประเภทเรดาห์ วิดีโอ เลเซอร์ หรือไลดาร์ ในการวัดระยะห่างจากรถไปยังรถคันหน้า และระบบจะคำนวณเวลาที่จะไปถึงรถคันหน้าจากความเร็วของรถ จากนั้นจะเร่งหรือลดความเร็วอัตโนมัติ เพื่อปรับระยะห่างและคงเวลาถึงรถคันหน้าตามที่ผู้ขับขี่กำหนด หรือรถบางรุ่นมีระบบเบรกอัตโนมัติ (Automatic Braking) ที่จะหยุดรถได้เอง เมื่อเข้าใกล้วัตถุทางด้านหน้ามากเกินไป เป็นต้น อย่างไรก็ดีระบบเหล่านี้ก็มีข้อจำกัดที่ผู้ใช้ต้องรับทราบ เช่น ระบบเบรกอัตโนมัตินั้นจะทำงานได้สำเร็จลุล่วง (นั่นคือ ไม่ชนกับวัตถุข้างหน้า) ก็ต่อเมื่อรถยนต์เคลื่อนที่ภายในความเร็วที่กำหนด (เช่น ต่ำกว่า 17 ไมล์ต่อชั่วโมง) ถ้ารถแล่นเร็วกว่านี้ก็จะชน แต่อาจจะลดแรงปะทะลงไปได้เท่านั้น

ปัญหาของระบบอัตโนมัติ
การมอบภาระการควบคุมรถให้กับระบบอัตโนมัตินั้นมีปัญหาใหญ่คือ เรื่องของการตัดสินใจที่ผิดพลาดของระบบอัตโนมัติ เช่น ในระบบเบรกอัตโนมัตินั้น ถ้าระบบคิดว่ามีสิ่งกีดขวางโดยที่จริงๆ แล้วไม่มี ก็อาจจะเบรกกะทันหันหรือเบรกโดยที่ไม่จำเป็นได้ ส่งผลให้เกิดความรำคาญต่อผู้ใช้ หรืออย่างแย่ที่สุดก็คือ ทำให้รถเคลื่อนที่ไม่ได้ จนผู้ใช้ต้องปิดระบบอัตโนมัติไปเลย ในทางตรงกันข้าม ถ้าระบบตรวจจับไม่เห็นสิ่งกีดขวาง ส่งผลให้ไม่มีการเบรกก็จะทำให้เกิดอุบัติเหตุได้ ความผิดพลาดแบบแรก ทางวิชาการจะเรียกว่า Type I error หรือ False Positive นั่นคือ จริงๆ ไม่มี แต่ระบบคิดว่ามีสิ่งกีดขวาง ส่วนความผิดพลาดแบบที่สอง เรียกว่า Type II error หรือ False Negative คือระบบไม่คิดว่ามีสิ่งกีดขวาง แต่จริงๆ แล้วมี

ฉบับที่ 215 เดือนพฤศจิกายน

เจาะตลาดข้ามประเทศด้วยระบบส่งเงิน

การสร้างระบบให้ตัดสินใจไม่ผิดพลาดทั้งสองรูปแบบเลยนั้นเป็นเรื่องที่ยากมาก เพราะสภาพการขับขี่รถนั้นอาจมีความหลากหลายมากจนผู้ผลิตออกแบบไว้ไม่ครอบคลุม เช่น การขับขี่ในเมืองที่มีผู้คน รถมอเตอร์ไซค์ รถจักรยานพลุกพล่าน หรือการขับขี่ในสภาพอากาศที่เลวร้าย การขับขี่ในเวลากลางคืนหรือในอุโมงค์ หรือสิ่งกีดขวางที่ผู้ผลิตคิดไม่ถึง (เช่น ต้นไม้ล้มขวาง ทางลอดที่ต่ำเกินไปสำหรับรถ) วิธีแก้ปัญหาทางหนึ่งก็คือ ให้ผู้ขับขี่มีส่วนร่วมในการตัดสินใจด้วย เช่น ระบบเบรกอัตโนมัติอาจจะแจ้งเตือนผู้ขับขี่ก่อนล่วงหน้าว่าจะเกิดการชน ถ้าผู้ขับขี่ยังไม่เบรกจนถึงระยะอันตรายสุดท้ายระบบจะเบรกให้ แต่ตอนที่ระบบเบรกให้นั้นอาจจะช้าไปแล้ว คือรถจะชนแต่ความเสียหายจะทุเลาลงแค่นั้น การทดสอบของ AAA (American Automobile Association หรือสมาคมผู้ขับขี่รถยนต์ของอเมริกา) พบว่า ระบบเบรกอัตโนมัติที่ป้องกันการชน กับระบบเบรกเพื่อลดความเสียหายนั้น จะชะลอรถด้วยความเร็วที่ต่างกันถึงสองเท่า นอกจากนี้ ยังพบว่าผู้ขับขี่ส่วนใหญ่ไม่ทราบว่ามีสองระบบที่แตกต่างกันด้วยซ้ำ[1]

ดังนั้น ปัญหาสำคัญของระบบอัตโนมัติคือ ความไม่รู้ไม่เข้าใจของผู้ใช้ถึงการแบ่งความรับผิดชอบระหว่างผู้ขับขี่และระบบ ผู้ใช้คิดไปเองว่าระบบทำงานอัตโนมัติทำได้ทุกอย่างในทุกสถานการณ์ จึงเกิดความเชื่อใจในความปลอดภัยอย่างผิดๆ อีกตัวอย่างที่แสดงให้เห็นถึงความเข้าใจผิดคือ ระบบจอดรถอัตโนมัติซึ่งมีในรถหลายรุ่น ระบบนี้ช่วยผู้ใช้จอดรถแบบขนานได้ โดยตั้งพวงมาลัยในมุมองศาที่เหมาะสมในการถอยเข้าจอด และควบคุมการคืนพวงมาลัยอัตโนมัติ แต่ผู้ใช้จะต้องควบคุมเกียร์ (เดินหน้าถอยหลัง) และการเบรกเอง เมื่อรถถอยจอดแบบขนานเสร็จแล้วผู้ขับขี่ต้องเหยียบเบรกเพื่อหยุดรถ ถ้าผู้ใช้ลืมเหยียบก็จะทำให้รถถอยไปชนคันข้างหลังได้ นอกจากนี้ ตอนที่ระบบตรวจสอบว่า มีที่ว่างพอที่จะจอดรถได้ ผู้ขับขี่ก็ต้องยืนยันอีกครั้งด้วย[2]

2

เป็นหน้าที่ของผู้ขับขี่ที่จะทำความเข้าใจถึงสมรรถนะและข้อจำกัดของระบบอัตโนมัติ และทำตามข้อกำหนดอย่างเคร่งครัด เพื่อไม่ให้เป็นอันตรายต่อตนเองและผู้ร่วมใช้ถนน โดยเฉพาะอย่างระบบระดับ 2

ระดับของความอัตโนมัติ
เนื่องจากความไม่เข้าใจของผู้ขับขี่นี่เองว่า งานใดส่งมอบให้รถอัตโนมัติทำได้ งานใดผู้ขับขี่ต้องควบคุมเอง ทำให้หลายองค์กรได้ออกแนวทางในการวัดความอัตโนมัติของการขับขี่ เช่น SAE International (Society of Automotive Engineers: สมาคมวิศวกรรมยานยนต์ของอเมริกา), NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration: ฝ่ายความปลอดภัยของการจราจรทางหลวงของอเมริกา), และ BASt (Federal Highway Research Institute: สถาบันวิจัยทางหลวงแห่งชาติของเยอรมนี) เพื่อทำความเข้าใจระหว่างผู้ผลิตกับผู้ขับขี่ถึงสมรรถนะและข้อจำกัดของระบบอัตโนมัติที่มีในรถยนต์ ในบทความนี้ ผมขอยกระดับที่ทาง SAE จำแนกไว้[3] มานำเสนอนะครับ

ระดับ 0 : ระบบอัตโนมัติไม่สามารถควบคุมรถได้
ระดับนี้คือ ระดับที่การขับขี่ในทุกด้านอยู่ใต้การควบคุมของผู้ใช้ ระบบอัตโนมัติจะแจ้งเตือนเท่านั้น เช่น เสียงเตือนเมื่อเข้าใกล้สิ่งกีดขวางตอนจอดรถ เสียงเตือนเมื่อผู้ใช้ขับคร่อมเลน เป็นต้น

ระดับ 1 : ระบบช่วยเหลือการขับขี่
ระดับนี้ ระบบจะช่วยในการควบคุมพวงมาลัย หรือคันเร่งและเบรกอย่างใดอย่างหนึ่ง ผู้ขับขี่ต้องควบคุมส่วนที่เหลือทั้งหมด เช่น ระบบช่วยจอดรถอัตโนมัติ ระบบครูสคอนโทรลแบบปรับตัวได้

ระดับ 2 : ระบบอัตโนมัติบางส่วน
ระดับนี้ ระบบจะช่วยในการควบคุมพวงมาลัย คันเร่ง และเบรก แต่ผู้ขับขี่ต้องคอยตรวจตราสภาพการจราจรรอบรถเพื่อเข้าควบคุมรถได้ทันที เช่น ระบบ Autopilot ของเทสลาที่คล้ายระบบครูสคอนโทรลแบบปรับตัวได้ แต่สามารถควบคุมการขับขี่อัตโนมัติให้อยู่ในเลนได้ด้วย ถึงแม้จะเป็นทางโค้งหรือเลี้ยว

ระดับ 3 : ระบบอัตโนมัติอย่างมีเงื่อนไข
ระดับนี้ ระบบจะควบคุมการขับขี่ทั้งหมด และผู้ขับไม่ต้องตรวจตราสภาพแวดล้อมด้วย แต่ต้องพร้อมที่จะเข้าควบคุมสถานการณ์ เมื่อระบบร้องขอ

ระดับ 4 : ระบบอัตโนมัติระดับสูง
ระดับนี้ ระบบจะไม่ต้องการความช่วยเหลือจากผู้ขับขี่เลย แต่อาจจะใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมที่จำกัด เช่น การขับบนทางหลวงเท่านั้น หรือขับในพื้นที่ปิดที่กันไว้โดยเฉพาะเท่านั้น เป็นต้น

ระดับ 5 : ระบบอัตโนมัติแบบสมบูรณ์
ระบบนี้คือ รถอัตโนมัติโดยสมบูรณ์ที่ไม่ต้องการผู้ขับขี่เลย

รอยต่อสำคัญอยู่ระหว่างระดับ 2 กับระดับ 3 เพราะในระดับ 0-2 นั้น ผู้ขับขี่ยังต้องมีสติคอยมองถนนและรถคันอื่นและพร้อมเข้าควบคุมรถยนต์ทันที ดังนั้น ระบบระดับนี้ จึงเป็นเพียงการผ่อนภาระบางด้านของผู้ขับนี่เท่านั้น แต่ในระบบอัตโนมัติระดับ 3 ขึ้นไปนั้น ผู้ขับขี่ไม่ต้องสนใจสภาพแวดล้อมข้างทางเลย แต่อาจต้องรอฟังคำร้องขอของรถในกรณีที่ระบบพิจารณาแล้วว่าไม่สามารถควบคุมรถและแก้สถานการณ์เองได้ อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นกับรถเทสลาที่เป็นข่าวใหญ่นั้น ก็เป็นเพราะระบบ Autopilot ของเทสลาทำงานได้ในระดับที่ 2 แต่ผู้ขับขี่ไม่ได้ให้ความสนใจกับถนน พอรถเทสลาตัดสินใจผิดพลาดและผู้ขับขี่ไม่สังเกตเห็นก็เลยทำให้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรงขึ้น[4]

สรุป
เทคโนโลยีรถยนต์อัตโนมัตินั้น เป็นเทคโนโลยีที่จะเริ่มมีใช้ในรถยนต์ในอนาคตอันใกล้ค่อนข้างแน่นอน แต่ระดับความสามารถในการทำงานอัตโนมัติระบบนั้นอาจจะต่างกันตามผู้ผลิต จึงเป็นหน้าที่ของผู้ขับขี่ที่จะทำความเข้าใจถึงสมรรถนะและข้อจำกัดของระบบอัตโนมัติ และทำตามข้อกำหนดอย่างเคร่งครัด เพื่อไม่ให้เป็นอันตรายต่อตนเองและผู้ร่วมใช้ถนน โดยเฉพาะอย่างระบบระดับ 2 ที่เหมือนจะทำงานอัตโนมัติได้ แต่ผู้ขับขี่ต้องคอยสังเกตการทำงานของระบบ เผื่อกรณีที่ระบบตัดสินใจผิดพลาด จะได้เข้าควบคุมสถานการณ์ได้ทันกาล

อ้างอิง
[1] Jonathan Bach, “AAA Warns of Misconceptions Regarding Automatic Braking Systems”, The Wall Street Journal, 24 August 2016.
[2] Joe Wiesenfelder, “The Lexus LS460: It Really Does Park Itself”, cars.com, retrieved from https://www.cars.com/articles/2006/09/ls_460_parking/
[3] -, “Automated Driving”, SAE International, retrieved from http://www.sae.org/misc/pdfs/automated_driving.pdf
[4] Fred Lambert, “Understanding the fatal Tesla accident on Autopilot and the NHTSA probe”, electrek, retrieved from https://electrek.co/2016/07/01/understanding-fatal-tesla-accident-autopilot-nhtsa-probe/
Contributor

sethavidh

ดร.เสฎฐวิทย์ เกิดผล

จบการศึกษาระดับปริญญาเอก สาขาวิศวกรรมศาสตร์คอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัยเซาท์เธิร์นแคลิฟอร์เนียในปี 2548 ปัจจุบันเป็นอาจารย์ประจำภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ นอกเหนือจากการสอนแล้ว ยังได้ร่วมมือกับภาคธุรกิจและรัฐวิสาหกิจสร้างและออกแบบระบบสารสนเทศ จัดตั้งศูนย์ส่งเสริมการใช้งานโปรแกรมรหัสเปิด (Open Source Software) โดยเน้นที่โปรแกรมระบบสำหรับบริษัทและธุรกิจเป็นหลัก

Twitter: twitter.com/Sethavidh

Website: Sethavidh@gmail.com