Les voitures autonomes sont des véhicules autonomes capables de fonctionner avec une intervention humaine minimale, voire nulle. Ces véhicules tirent parti de l'intelligence artificielle (IA) et de technologies automobiles préexistantes comme le régulateur de vitesse adaptatif pour automatiser l'expérience de conduite.
Les véhicules autonomes varient en complexité, des systèmes de base qui doivent être surveillés en permanence par un conducteur humain, aux systèmes capables de fonctionner dans toutes les conditions et sans aucun élément humain.
Des entreprises comme Waymo ont déjà des voitures autonomes sur la route, et des constructeurs automobiles comme Tesla, Ford, GM et d'autres ont tous développé leurs propres technologies de véhicules autonomes comme Tesla Autopilot, Argo AI et GM Cruise.
Comment fonctionnent les voitures autonomes ?
Les voitures autonomes utilisent une combinaison d'intelligence artificielle et de systèmes de véhicule basés sur les systèmes avancés d'assistance à la conduite (ADAS) existants pour créer ce qu'on appelle un système de conduite automatisé (ADS).
L'intelligence artificielle au cœur de la voiture autonome prend des entrées de divers capteurs intégrés au véhicule, et elle utilise ces entrées pour créer une image du monde extérieur. Avec cette image, combinée à une carte de la région et aux données GPS (Global Positioning Satellite), le véhicule autonome peut tracer en toute sécurité un parcours dans son environnement.
Afin de se déplacer d'un point à un autre, l'IA puise dans les systèmes du véhicule comme l'accélérateur électronique, les freins et les commandes de direction. Lorsque les capteurs du véhicule, qui peuvent inclure tout, du radar aux lasers, détectent un objet comme un piéton ou un autre véhicule, l'IA est conçue pour prendre des mesures correctives immédiates pour éviter un accident.
En plus des contrôles complets de l'IA, les voitures autonomes sont généralement conçues avec l'option d'un contrôle total du conducteur. Dans des véhicules comme celui-ci, l'ADS agit comme une sorte de régulateur de vitesse très avancé, où le conducteur peut prendre ou abandonner le contrôle quand il le souhaite.
Certaines voitures autonomes sont conçues pour fonctionner sans aucune intervention humaine, bien que la légalité des voitures sans conducteur varie d'un endroit à l'autre.
Technologies clés qui permettent à une voiture de se conduire toute seule
Pour qu'une voiture se conduise elle-même, elle doit tirer parti d'un certain nombre de technologies présentes dans nos véhicules depuis des années, voire des décennies dans certains cas. La voiture doit maintenir un contrôle électronique sur chaque système, du moteur et de la transmission aux freins, et elle a besoin d'un certain type d'intelligence artificielle pour tout lier.
La plupart des technologies utilisées dans les voitures autonomes sont connues sous le nom de systèmes avancés d'aide à la conduite, car elles ont été conçues pour rendre l'expérience de conduite plus confortable et moins dangereuse.
Voici quelques-unes des technologies les plus importantes qui sous-tendent les véhicules autonomes:
- Intelligence artificielle: les voitures autonomes ne seraient pas possibles sans l'intelligence artificielle. Ces véhicules sont contrôlés par des programmes d'intelligence artificielle qui sont développés et entraînés par apprentissage automatique pour pouvoir lire les données de divers capteurs intégrés dans un véhicule, puis déterminer l'action la plus appropriée dans une situation donnée.
- Drive-by-wire: ces systèmes sont présents dans les véhicules ordinaires depuis des années et remplacent essentiellement les connexions mécaniques par des connexions et des commandes électriques. Cela permet à une IA intégrée de contrôler beaucoup plus facilement chaque système individuel, comme la direction, l'accélération et le freinage.
- Maintien dans la voie: ces systèmes ont été conçus à l'origine pour aider les conducteurs humains à éviter de sortir de leur voie dans la circulation, mais les véhicules autonomes utilisent bon nombre des mêmes types de capteurs et de techniques.
- Freinage automatique: il a été conçu à l'origine pour prévenir les accidents en appliquant automatiquement les freins dans les situations où le conducteur est trop lent pour agir. Les voitures autonomes utilisent une technologie similaire à une échelle beaucoup plus large.
- Régulateur de vitesse adaptatif: il s'agit d'un autre système conçu à l'origine pour aider les conducteurs, dans ce cas en augmentant et en diminuant dynamiquement la vitesse par rapport au trafic environnant. Les voitures autonomes doivent effectuer cette même tâche de base en plus de tout ce que le conducteur ferait normalement.
Degrés d'autonomie: les voitures autonomes peuvent-elles vraiment être sans conducteur ?
Le développement des voitures autonomes a été une lente progression, pas un interrupteur que quelqu'un a décidé d'actionner un jour. Cela a commencé dans les années 1950 avec certaines des premières caractéristiques de sécurité et de commodité qui sont devenues monnaie courante au fil du temps, comme les freins antiblocage et le régulateur de vitesse, et accéléré dans les années 2000 avec ADAS comme le régulateur de vitesse adaptatif et le freinage automatique.
Depuis que les voitures autonomes sont arrivées à travers un processus aussi lent et progressif, la Society of Automotive Engineers (SAE) a développé une échelle d'automatisation à cinq niveaux.
Cette échelle décrit tout, des véhicules entièrement manuels d'hier au type de véhicules entièrement automatisés qui devraient apparaître dans les salles d'exposition et les autoroutes d'ici 2020.
Voici les niveaux d'automatisation qu'un véhicule peut avoir:
Niveau 0: Aucune automatisation
Ce sont des véhicules traditionnels qui nécessitent une intervention constante du conducteur pour fonctionner. Ces véhicules n'ont même pas de fonctionnalités telles que les freins antiblocage ou le régulateur de vitesse.
Niveau 1: Assistance conducteur
Ces véhicules sont toujours entièrement contrôlés par le conducteur, mais ils incluent certains systèmes d'assistance à la conduite courants. Un véhicule de ce niveau comprendra généralement des fonctionnalités de base comme le régulateur de vitesse.
Niveau 2: Automatisation partielle
À ce stade, les voitures acquièrent un certain niveau de contrôle automatisé sur des fonctions telles que l'accélération, le freinage et la direction. Le conducteur a toujours le contrôle ultime sur le véhicule, et un véhicule à ce niveau ne peut pas se conduire sans un conducteur humain.
Les véhicules comme celui-ci sont généralement équipés d'ADAS comme le freinage automatisé, le régulateur de vitesse adaptatif et un certain type de système de maintien de voie.
Niveau 3: Automatisation conditionnelle
Les véhicules à ce niveau incluent un ADS, ils sont donc techniquement autonomes. Ces voitures sont capables de se déplacer d'un endroit à un autre, d'identifier les dangers et d'y réagir. La présence d'un conducteur humain est toujours requise en cas d'urgence, et le conducteur doit rester vigilant et prêt à prendre le contrôle.
Chaque système des véhicules à ce niveau doit être automatisé, et ces voitures nécessitent également une capacité d'intelligence artificielle étendue pour fonctionner en toute sécurité sans l'intervention d'un conducteur humain.
Niveau 4: Automatisation élevée
À ce niveau, un véhicule est entièrement automatisé. Il est capable de naviguer en toute sécurité d'un endroit à un autre dans la plupart des conditions. Dans certaines conditions et dans certaines circonstances, la voiture peut encore nécessiter une intervention humaine.
Ce type de voiture autonome est techniquement capable de fonctionner sans la présence d'un opérateur humain, mais la possibilité pour un opérateur humain de prendre le contrôle peut être incluse.
Niveau 5: Automatisation complète
Les véhicules à ce niveau d'automatisation sont véritablement autonomes et peuvent fonctionner sans conducteur dans toutes les conditions de conduite. Selon la conception, un opérateur humain peut avoir la possibilité de prendre le contrôle manuel, mais ces types de véhicules sont conçus pour ne pas nécessiter ce type d'intervention.
Quels sont les avantages des voitures autonomes ?
Le principal avantage des voitures autonomes, et le moteur du développement des voitures autonomes, est la sécurité. Selon la NHTSA, plus de 90 % de tous les accidents graves sont causés par une simple erreur humaine. L'idée de base est que si l'élément humain pouvait être complètement retiré de l'équation, de nombreuses vies pourraient être sauvées.
En plus des nombreuses pertes de vies humaines causées chaque année par les accidents de la route, ces événements ont un impact économique tout aussi massif. Selon la NHTSA, les accidents coûtent chaque année des centaines de milliards de dollars en baisse d'activité sur le lieu de travail, en dommages et en perte d'activité économique.
L'avantage le plus pratique des voitures autonomes est qu'elles pourraient potentiellement réduire les embouteillages en fonctionnant plus efficacement. Cela pourrait entraîner des temps de trajet plus courts pour de nombreux conducteurs. De plus, les conducteurs pourraient utiliser leur temps de trajet pour lire, se tenir au courant des nouvelles, se préparer au travail ou s'engager dans d'autres tâches productives.
Un autre avantage que les voitures autonomes pourraient offrir est une mobilité accrue pour les personnes âgées et handicapées. Étant donné que ces véhicules sont capables de fonctionner de manière complètement autonome, ils peuvent être utilisés en toute sécurité par des personnes ayant une vision et des temps de réaction réduits, et même des conditions comme la quadriplégie qui rendraient normalement très difficile, voire impossible, la conduite en toute sécurité d'un véhicule à moteur.
Avec la possibilité de se rendre au travail, de prendre des rendez-vous ou même de faire l'épicerie, un grand nombre de personnes âgées et handicapées pourraient être en mesure de conserver un niveau d'autonomie beaucoup plus élevé qu'il ne serait possible sans l'accès à une voiture sans conducteur.
Le problème avec la plupart de ces avantages est que les voitures automatisées ne transmettent la pleine valeur de l'avantage que lorsqu'il y a un nombre suffisant de ces véhicules sur la route.
Par exemple, les voitures autonomes ne peuvent supprimer l'élément humain des accidents que lorsqu'il n'y a pas de conducteur humain sur la route. De même, les voitures autonomes ne pourraient réduire les embouteillages que si la plupart des véhicules sur la route étaient sans conducteur.
Jusqu'à ce que les voitures autonomes deviennent la nouvelle norme, le principal avantage d'en utiliser une est principalement un facteur de commodité, avec une certaine considération pour la sécurité.
