Εάν ζείτε σε ένα από τα περίπου δεκάδες πόλεις των ΗΠΑ όπου υπάρχουν αυτόνομα οχήματα, πιθανότατα τα αναγνωρίζετε από την εντυπωσιακή, περιστρεφόμενη κορυφή τους. Αυτά τα υψηλής τεχνολογίας πτερύγια είναι γεμάτα με αισθητήρες —συνήθως ένα μείγμα LiDAR, ραντάρ και κάμερες— που χρησιμεύουν ως μάτια και αυτιά για τα AV για να χαρτογραφήσουν τον κόσμο γύρω τους. Αλλά αυτές οι στοίβες αισθητήρων είναι συχνά ογκώδεις, γεγονός που μπορεί να εμποδίσει την ικανότητα του αυτοκινήτου να κόβει τον αέρα γύρω του. Αυτό το εμπόδιο μπορεί να αναγκάσει το αυτοκίνητο να χρησιμοποιεί περισσότερη ενέργεια για να επιταχύνει και τελικά να περιορίσει τη συνολική αυτονομία ενός αυτοκινήτου. Στα τρέχοντα AV, τα αεροδυναμικά ζητήματα μπορούν να οδηγήσουν στη βέλτιστη λειτουργικότητα του αισθητήρα στο πίσω κάθισμα.
Ερευνητές από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο της Γουχάν στην Κίνα, ωστόσο, πιστεύουν ότι μπορεί να έχουν βρει μια λύση που προσφέρει το καλύτερο και των δύο κόσμων. Χρησιμοποιώντας έναν αλγόριθμο βελτιστοποίησης AI, η ομάδα κατάφερε να αλλάξει το δομικό σχήμα των αισθητήρων AV για να βελτιώσει τη συνολική αεροδυναμική απόδοση των οχημάτων. Όταν συγκρίνεται ο βελτιστοποιημένος σχεδιασμός αισθητήρων τους με ένα AV με τυπική ρύθμιση σε προσομοιώσεις, η βελτιστοποιημένη έκδοση είχε ως αποτέλεσμα μείωση 3,44% της συνολικής αεροδυναμικής αντίστασης. Αυτή η φαινομενικά μικρή διαφορά μπορεί να αυξηθεί με την πάροδο του χρόνου όταν οδηγείτε για μεγάλες αποστάσεις. Οι ερευνητές πραγματοποίησαν μια πραγματική δοκιμή αεροδυναμικής σήραγγας για να επικυρώσουν τα ευρήματα της προσομοίωσής τους και δημοσίευσε τα ευρήματα σήμερα στο περιοδικό Φυσική του Υγρά.
Σύρετε: ο εχθρός της ταχύτητας
Οι αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν περάσει το μεγαλύτερο μέρος ενός αιώνα ταλαιπωρώντας σχέδια για την καταπολέμηση της αεροδυναμικής αντίστασης – ουσιαστικά, την αντίπαλη δύναμη που πρέπει να ξεπεράσει ένα όχημα για να προχωρήσει. Με την πάροδο του χρόνου, τα αυτοκίνητα έγιναν πιο κυρτά και νέα χαρακτηριστικά όπως αναδυόμενοι προβολείς, πίσω αεροτομές και ενεργά παντζούρια γρίλια προστέθηκαν για να βοηθήσουν τα οχήματα να μεταφέρουν αποτελεσματικότερα τον αέρα γύρω τους. Οι μηχανικοί μπορούν να προσδιορίσουν την αεροδυναμική ικανότητα ενός αυτοκινήτου εκτελώντας το μέσω δοκιμών σε ελεγχόμενες αεροδυναμικές σήραγγες. Αυτά με χαμηλότερο αριθμό «συντελεστή οπισθέλκουσας» θεωρούνται πιο αεροδυναμικά.
[ Related: Why don’t cars have hood ornaments anymore? ]
Οι ογκώδεις αισθητήρες αυτόνομων οχημάτων μπορούν να περιπλέξουν τα πράγματα. Η Waymo, η κορυφαία εταιρεία robotaxi στις ΗΠΑ, λέει ότι ένα από τα robotaxis της έχει 29 κάμερες τοποθετημένες ολόγυρα. Οι αισθητήρες LiDAR, οι οποίοι στέλνουν εκατομμύρια παλμούς λέιζερ προς όλες τις κατευθύνσεις γύρω από το όχημα για να δημιουργήσουν έναν τρισδιάστατο χάρτη, είναι ακόμη μεγαλύτεροι και πιο κουτί. Στην ανάλυσή τους, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας της Γουχάν εξέτασαν πώς ο αέρας έρεε γύρω από ένα AV με έναν αισθητήρα LiDAR εξοπλισμένο στην κουκούλα του και διαπίστωσαν ότι η προεξέχουσα μάζα «καθυστέρησε σημαντικά[s] διαχωρισμός ροής αέρα.” Περισσότερος διαχωρισμός ροής αέρα εμφανίζεται επίσης στην ουρά του οχήματος, όπου πολλοί αισθητήρες και στις δύο πλευρές του προφυλακτήρα σχηματίζουν ένα ζεύγος στροβιλισμών αέρα. Με άλλα λόγια, όλοι οι αισθητήρες ουσιαστικά συνεργάζονται για να παγιδεύουν τη ροή του αέρα και τελικά να κάνουν το όχημα λιγότερο αεροδυναμικό. Δεν είναι σαφές ακριβώς ποιο μοντέλο AV χρησιμοποιήθηκε για την έρευνα, αλλά μια τρισδιάστατη εικόνα δείχνει ένα μοντέρνο crossover που μοιάζει με ένα Tesla Model Y ή το Jaguar I-PACE που χρησιμοποιεί η Waymo.
Οι ερευνητές έτρεξαν αυτά τα ευρήματα μέσω ενός αλγόριθμου βελτιστοποίησης για να αναζητήσουν τρόπους με τους οποίους θα μπορούσαν να αλλάξουν διακριτικά τα σχήματα των αισθητήρων για να μειώσουν την οπισθέλκουσα. Τελικά επέλεξαν να μειώσουν το ύψος των μπροστινών πλευρικών αισθητήρων, κάτι που λένε ότι οδήγησε σε μειωμένη ζώνη θετικής πίεσης και μειωμένη αντίσταση. Το μπροστινό άκρο του αισθητήρα οροφής χαμήλωσε επίσης, γεγονός που οδήγησε σε ένα «φαινόμενο ξεφουσκώματος» που μείωσε την άμεση επίδραση της εισερχόμενης ροής αέρα. Οι συντελεστές οπισθέλκουσας τόσο του νέου βελτιστοποιημένου μοντέλου όσο και του βασικού μοντέλου παρέμειναν αρκετά παρόμοιοι έως ότου η ροή αέρα έφτασε στην οροφή του οχήματος. Οι ερευνητές είπαν ότι αυτό το εύρημα «υποδεικνύει έντονα» ότι οι ανεπαίσθητες αλλαγές στο σχήμα των αισθητήρων οροφής μπορεί να κάνουν τη μεγαλύτερη διαφορά όσον αφορά τη μείωση της οπισθέλκουσας στα AV.
Οι αεροδυναμικοί αισθητήρες θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη μείωση της ζήτησης ενέργειας AV
«Οι εξωτερικά τοποθετημένοι αισθητήρες αυξάνουν σημαντικά την αεροδυναμική οπισθέλκουσα, ιδιαίτερα αυξάνοντας το ποσοστό της οπισθέλκουσας παρεμβολής εντός της συνολικής αεροδυναμικής οπισθέλκουσας», δήλωσε ο συγγραφέας της μελέτης Yiping Wang.
Οι τρέχουσες εταιρείες AV γνωρίζουν τις αεροδυναμικές προκλήσεις που δημιουργούν οι αισθητήρες τους. Η Waymo λέει ότι τοποθετεί στρατηγικά τους αισθητήρες της γύρω από ένα όχημα με το στόχος της μεγιστοποίησης του οπτικού του πεδίου (FOV). Η προτεραιότητα στο FOV είναι σημαντική για την ασφάλεια, αλλά μπορεί να έρχεται σε αντίθεση με τη συνολική απόδοση και ταχύτητα του οχήματος. Οι κατασκευαστές AV προσπάθησαν να το διορθώσουν κάνοντας μικρές αλλαγές στην υποδομή τοποθέτησης αισθητήρα. Στην περίπτωση του Waymo, η εταιρεία λέει ότι έχει ανακατασκευάσει έναν αισθητήρα εγκάρσιας ράβδου τοποθετημένου πάνω από το παρμπρίζ ενός ημι-φορτηγού για να μειώσει την αντίσταση.
«Αν και αυτό μπορεί να μοιάζει με μικρή προσαρμογή, μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική εξοικονόμηση καυσίμου κατά τη διάρκεια ζωής του οχήματος», Waymo έγραψε σε μια ανάρτηση στο blog.
[ Related: Why are ‘driverless’ cars still hitting things? ]
Αυτές οι αλλαγές μηχανικής μπορεί να έχουν περιορισμένα αποτελέσματα στον πραγματικό κόσμο, τουλάχιστον προς το παρόν. Το Robotaxis από την Waymo και το Zoox που υποστηρίζεται από την Amazon γίνονται πιο κοινά, αλλά εξακολουθούν να είναι περιορίζεται κυρίως σε πιο αργές περιοχές εκτός αυτοκινητοδρόμων. Το πιο άμεσο όφελος των αεροδυναμικά σχεδιασμένων αισθητήρων θα προέλθει πιθανότατα από την αυτόνομη μεταφορά φορτηγών μεγάλων αποστάσεων. Ακόμη και οι οριακές μειώσεις της οπισθέλκουσας κατά τη διάρκεια ταξιδιών με φορτηγά μεγαλύτερες αποστάσεις θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ταχύτερους χρόνους παράδοσης και λιγότερη συνολική κατανάλωση ενέργειας. Αυτό, με τη σειρά του, θα μπορούσε να οδηγήσει σε μειωμένο κόστος για τις εταιρείες AV και τους πελάτες που τελικά εξυπηρετούν. Με την πάροδο του χρόνου, η λιγότερη ενεργειακή προσπάθεια μπορεί επίσης να βοηθήσει στην απομάκρυνση της χρήσης μπαταριών EV υψηλής έντασης πόρων. Η Aurora, ένας από τους ηγέτες σε αυτή την αναδυόμενη κατηγορία, σχεδιάζει να δοκιμάστε τα φορτηγά AV της στους δρόμους του Τέξας χωρίς οδηγούς ανθρώπινης ασφάλειας αργότερα φέτος.
«Κοιτάζοντας το μέλλον, τα ευρήματά μας θα μπορούσαν να πληροφορήσουν τον σχεδιασμό πιο αεροδυναμικά αποδοτικών αυτόνομων οχημάτων, επιτρέποντάς τους να διανύουν μεγαλύτερες αποστάσεις», πρόσθεσε ο Wang.
Κερδίστε τις διακοπές με τους οδηγούς δώρων της PopSci
VIA: Πηγή Άρθρου
Greek Live Channels Όλα τα Ελληνικά κανάλια: Βρίσκεστε μακριά από το σπίτι ή δεν έχετε πρόσβαση σε τηλεόραση; Το IPTV σας επιτρέπει να παρακολουθείτε όλα τα Ελληνικά κανάλια και άλλο περιεχόμενο από οποιαδήποτε συσκευή συνδεδεμένη στο διαδίκτυο. Αν θες πρόσβαση σε όλα τα Ελληνικά κανάλια Πατήστε Εδώ
Ακολουθήστε το TechFreak.GR στο Google News για να μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις τεχνολογίας.
