Συστήματα για αυτόνομη οδήγηση και πλοήγηση με ελληνική υπογραφή
Πριν από λίγα χρόνια οι έννοιες «αυτόνομη οδήγηση» και «αυτόνομη πλοήγηση» έμοιαζαν βγαλμένες από σενάρια επιστημονικής φαντασίας, ωστόσο οι αυτοκινητοβιομηχανίες διαθέτουν ολοένα και περισσότερους πόρους σε αυτούς τους τομείς, χρηματοδοτώντας νέα προγράμματα. Προς την κατεύθυνση αυτή κινείται και η Ευρωπαϊκή Ένωση χρηματοδοτώντας αντίστοιχα προγράμματα.
Σε ένα τέτοιο μεγάλο έργο που είναι κοινοπραξία εταιριών και ερευνητικών οργανισμών συμμετέχει και το Εργαστήριο Σχεδιασμού Ενσωματωμένων Συστημάτων & Εφαρμογών του Πανεπιστημίου Πελοποννήσου και μάλιστα με πρωταγωνιστικό ρόλο. Η πρόταση η οποία οδήγησε στο συγκεκριμένο έργο βαθμολογήθηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή με την υψηλότερη βαθμολογία (15/15 – άριστα) και κατετάγη πρώτο στην αντίστοιχη κατηγορία του Ορίζοντα 2020 στο οποίο το ποσοστό επιτυχίας μικρότερο από 3%.
Πιο συγκεκριμένα, στην κοινοπραξία συμμετέχουν εταιρείες όπως η BMW στα αυτοκίνητα της οποίας θα δοκιμαστούν οι τεχνολογίες που θα αναπτυχθούν, καθώς και η Γερμανική Υπηρεσία Διαστήματος (DLR) η οποία θα δοκιμάσει την μεθοδολογία X-by-Construction σε μια νέα γενιά μέσων μεταφοράς, τα «ιπτάμενα ταξί».
Το Εργαστήριο Σχεδιασμού Ενσωματωμένων Συστημάτων & Εφαρμογών έχει αναλάβει τον κρίσιμο ρόλο του Τεχνικού Συντονιστή κατά την ετοιμασία της πρότασης όσο και την εκτέλεση του έργου.
Το έργο που ονομάζεται XANDAR θα ερευνήσει, θα προτείνει και θα αναπτύξει καινοτόμες τεχνικές, μεθοδολογίες και εργαλεία για τον σχεδιασμό, ανάπτυξη, παρακολούθηση και συντήρηση safety critical συστημάτων. Με λίγα λόγια, πολύπλοκων και απαιτητικών συστημάτων στα οποία η ασφάλεια και η σθεναρότητα έναντι πάσης φύσεων σφάλματα είναι η κύρια προτεραιότητα ενώ η αποτυχία αντιμετώπισης τέτοιων καταστάσεων μπορεί να είναι καταστροφική.
Όπως εξηγεί στο ΑΠΕ-ΜΠΕ, ο επίκουρος καθηγητής στο Εργαστήριο Σχεδίασης Ενσωματωμένων Συστημάτων & Εφαρμογών του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Πελοποννήσου, Χρήστος Αντωνόπουλος «η γενικότερη προτεινόμενη προσέγγιση ονομάζεται Χ-by-Construction η οποία αναφέρεται σε μια μεθοδολογία κατά την οποία κάθε τμήμα του συστήματος από το σχεδιασμό μέχρι την υλοποίηση αλλά και την παρακολούθηση στοχεύει στο να είναι «εξ ορισμού ορθό» δηλαδή απόλυτα ελεγμένο έναντι προβλημάτων και αστοχιών, ακούσιων ή και εκούσιων. Το πρόγραμμα θα εστιάσει σε συστήματα και σενάρια χρήσης στους χώρους αυτόνομης οδήγησης και αυτόνομης πλοήγησης όπου η κρισιμότητα των απαιτήσεων αυτών είναι εύκολα κατανοητή σε όλους. Συγκεκριμένα, στα πλαίσια του έργου θα αναπτυχθεί μια πλήρης εργαλειοθήκη η οποία θα επιτρέψει στους μηχανικούς λογισμικού να αναπτύσσουν ασφαλή συστήματα τόσο για την αυτοκινητοβιομηχανία όσο και για την αεροπορική βιομηχανία».
Και αν πριν λίγα χρόνια τα αυτοκίνητα ή τα αεροπλάνα χωρίς οδηγό φάνταζαν εικόνες από το μακρινό μέλλον, η τεχνολογία έρχεται για να επιταχύνει πολύ τα πράγματα.
«Η αλήθεια είναι ότι και στους δύο χώρους έχουν σημαντικά βήματα και αυτό καθίσταται σαφές αν δει κάποιος τις επενδύσεις τόσο χρηματικές όσο και σε ανθρώπινο δυναμικό και την προσπάθεια που καταβάλουν όλοι οι βασικοί παίκτες και των δύο χώρων. Φυσικά, ο κάθε χώρος έχει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και προβλήματα ενώ σημαντικός είναι ο ρόλος και η θέση του ανθρώπινου παράγοντα σε αυτό που λέμε “αυτόνομο όχημα” καθώς μπορεί να κυμαίνεται από υποβοήθηση του ανθρώπινου οδηγού (συστήματα που μπορούμε να βρούμε σε μεγάλη γκάμα αυτοκινήτων ακόμα και σήμερα), μερική απαίτηση ύπαρξης ανθρώπινου παράγοντα (μπορούμε να σκεφτούμε τα γνωστά εδώ και χρόνια συστήματα αυτόματων πιλότων), μέχρι και μηδενική απαίτηση ύπαρξης ανθρώπινου παράγοντα (ήδη έχουν γίνει δοκιμές τέτοιων φορτηγών για την μεταφορά εμπορευμάτων αν και εδώ υπάρχουν αρκετά προβλήματα που πρέπει να λυθούν)», επισημαίνει ο κ. Αντωνόπουλος.
Η αυτόνομη οδήγηση είναι μια σημαντική τάση στο χώρο της αυτοκινητοβιομηχανίας. Αυτό γίνεται σαφές αν απλά δούμε τα χαρακτηριστικά των νέων μοντέλων των τελευταίων χρόνων, τα οποία όλο και περισσότερο εστιάζουν σε νέες λειτουργίες υποβοήθησης και διευκόλυνσης του οδηγού μέχρι και την ανάληψη του ελέγχου κάποιων συστημάτων όταν αυτό κρίνεται ότι θα οδήγηση στην αποφυγή σύγκρουσης ή κάποια άλλης κρίσιμης κατάστασης.
Σύμφωνα με τον κ. Αντωνόπουλο «η τάση αυτή βασίζεται στο γεγονός ότι στις περισσότερες περιπτώσεις ατυχημάτων ή σφαλμάτων ο ανθρώπινος παράγοντας αποδεικνύεται ο “αδύναμος κρίκος”. Και από ό,τι φαίνεται η τάση αυτή θα ενταθεί στο άμεσο μέλλον. Στο δε χώρο της αεροπλοΐας τα πράγματα είναι πιο σαφή καθώς το υποσύστημα του αυτόματου πιλότου θεωρείται de facto εδώ και πολλά χρόνια. Και εκεί βέβαια υπάρχουν σημεία όπου ο ανθρώπινος παράγοντας είναι απαραίτητος όπως οι φάσεις απογείωσης, προσγείωσης, πτήσης σε χώρους με μεγάλη πυκνότητα (κοντά σε αεροδρόμια) κ.α.
Ήδη, τα νέα μοντέλα οχημάτων διαθέτουν παρόμοια συστήματα όπως για παράδειγμα τα συστήματα αυτόματου παρκαρίσματος. Δεδομένου λοιπόν, ότι σε όλα τα ατυχήματα ο “αδύναμος κρίκος” είναι ο οδηγός, υπάρχει μια τάση στην βιομηχανία να αυτοματοποιούνται σταδιακά λειτουργίες και να μειώνεται η συμμετοχή του οδηγού στην πλοήγηση του οχήματος. Η αυτοματοποίηση των λειτουργιών γίνεται σταδιακά καθώς το αγοραστικό κοινό θα πρέπει να αποδεχθεί ότι ο οδηγός έχει όλο και λιγότερο έλεγχο στο όχημα. Αν και στα αεροπλάνα η χρήση αυτόματου πιλότου θεωρείται de facto, στην αυτοκινητοβιομηχανία υπάρχουν ακόμα βήματα που πρέπει να γίνουν μέχρι να φτάσουμε στα αυτόνομα οχήματα. Και στις δύο περιπτώσεις το κοινό σημείο είναι ότι αναφερόμαστε σε πολύ πολύπλοκα συστήματα, με λειτουργίες με πολύ αυστηρά χρονικά περιθώρια και στα οποία η οποιαδήποτε αστοχία μπορεί να έχει καταστροφικές συνέπειες τόσο χρηματικές και σε εξοπλισμό αλλά κυρίως σε ανθρώπινες ζωές».
Κόντρα στις αντιξοότητες με τις οποίες βρίσκεται αντιμέτωπο το ελληνικό Πανεπιστήμιο εξελίσσονται ερευνητικά προγράμματα και ενέργειες στην Ελλάδα με σημαντική εμβέλεια.
«Το ελληνικό Δημόσιο Πανεπιστήμιο και η ελληνική ερευνητική και επιστημονική κοινότητα πάντα προσπαθούν και πρέπει να προχωρούν και να αντιμάχονται τις όποιες αντιξοότητες υπάρχουν (και σίγουρα υπάρχουν πολλές) επενδύοντας στην εξωστρέφεια, στην δημιουργικότητα και στην καινοτομία. Και πρέπει να αναγνωρίσουμε ότι όταν αυτό γίνεται, η Ελλάδα έχει να επιδείξει πολλές και σημαντικές επιτυχίες σε όλους τους τομείς. Εστιάζοντας στις αρχές τις εξωστρέφειας, δημιουργικότητας και καινοτομίας το Εργαστήριο Σχεδιασμού Ενσωματωμένων Συστημάτων και Εφαρμογών (https://www.esdalab.ece.uop.gr) του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πελοποννήσου στην Πάτρα έχει να επιδείξει μακρά εμπειρία σε τεχνολογίες σχεδιασμού συστημάτων μέσα από μεγάλο έργο, σημαντικές επιτυχίες και εξαιρετικές διεθνείς συνεργασίες, βασιζόμενο σε εξαιρετικούς επιστήμονες παγκόσμιας εμβέλειας», καταλήγει ο κ. Αντωνόπουλος.
Σε ένα τέτοιο μεγάλο έργο που είναι κοινοπραξία εταιριών και ερευνητικών οργανισμών συμμετέχει και το Εργαστήριο Σχεδιασμού Ενσωματωμένων Συστημάτων & Εφαρμογών του Πανεπιστημίου Πελοποννήσου και μάλιστα με πρωταγωνιστικό ρόλο. Η πρόταση η οποία οδήγησε στο συγκεκριμένο έργο βαθμολογήθηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή με την υψηλότερη βαθμολογία (15/15 – άριστα) και κατετάγη πρώτο στην αντίστοιχη κατηγορία του Ορίζοντα 2020 στο οποίο το ποσοστό επιτυχίας μικρότερο από 3%.
Πιο συγκεκριμένα, στην κοινοπραξία συμμετέχουν εταιρείες όπως η BMW στα αυτοκίνητα της οποίας θα δοκιμαστούν οι τεχνολογίες που θα αναπτυχθούν, καθώς και η Γερμανική Υπηρεσία Διαστήματος (DLR) η οποία θα δοκιμάσει την μεθοδολογία X-by-Construction σε μια νέα γενιά μέσων μεταφοράς, τα «ιπτάμενα ταξί».
Το Εργαστήριο Σχεδιασμού Ενσωματωμένων Συστημάτων & Εφαρμογών έχει αναλάβει τον κρίσιμο ρόλο του Τεχνικού Συντονιστή κατά την ετοιμασία της πρότασης όσο και την εκτέλεση του έργου.
Το έργο που ονομάζεται XANDAR θα ερευνήσει, θα προτείνει και θα αναπτύξει καινοτόμες τεχνικές, μεθοδολογίες και εργαλεία για τον σχεδιασμό, ανάπτυξη, παρακολούθηση και συντήρηση safety critical συστημάτων. Με λίγα λόγια, πολύπλοκων και απαιτητικών συστημάτων στα οποία η ασφάλεια και η σθεναρότητα έναντι πάσης φύσεων σφάλματα είναι η κύρια προτεραιότητα ενώ η αποτυχία αντιμετώπισης τέτοιων καταστάσεων μπορεί να είναι καταστροφική.
Όπως εξηγεί στο ΑΠΕ-ΜΠΕ, ο επίκουρος καθηγητής στο Εργαστήριο Σχεδίασης Ενσωματωμένων Συστημάτων & Εφαρμογών του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Πελοποννήσου, Χρήστος Αντωνόπουλος «η γενικότερη προτεινόμενη προσέγγιση ονομάζεται Χ-by-Construction η οποία αναφέρεται σε μια μεθοδολογία κατά την οποία κάθε τμήμα του συστήματος από το σχεδιασμό μέχρι την υλοποίηση αλλά και την παρακολούθηση στοχεύει στο να είναι «εξ ορισμού ορθό» δηλαδή απόλυτα ελεγμένο έναντι προβλημάτων και αστοχιών, ακούσιων ή και εκούσιων. Το πρόγραμμα θα εστιάσει σε συστήματα και σενάρια χρήσης στους χώρους αυτόνομης οδήγησης και αυτόνομης πλοήγησης όπου η κρισιμότητα των απαιτήσεων αυτών είναι εύκολα κατανοητή σε όλους. Συγκεκριμένα, στα πλαίσια του έργου θα αναπτυχθεί μια πλήρης εργαλειοθήκη η οποία θα επιτρέψει στους μηχανικούς λογισμικού να αναπτύσσουν ασφαλή συστήματα τόσο για την αυτοκινητοβιομηχανία όσο και για την αεροπορική βιομηχανία».
Και αν πριν λίγα χρόνια τα αυτοκίνητα ή τα αεροπλάνα χωρίς οδηγό φάνταζαν εικόνες από το μακρινό μέλλον, η τεχνολογία έρχεται για να επιταχύνει πολύ τα πράγματα.
«Η αλήθεια είναι ότι και στους δύο χώρους έχουν σημαντικά βήματα και αυτό καθίσταται σαφές αν δει κάποιος τις επενδύσεις τόσο χρηματικές όσο και σε ανθρώπινο δυναμικό και την προσπάθεια που καταβάλουν όλοι οι βασικοί παίκτες και των δύο χώρων. Φυσικά, ο κάθε χώρος έχει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και προβλήματα ενώ σημαντικός είναι ο ρόλος και η θέση του ανθρώπινου παράγοντα σε αυτό που λέμε “αυτόνομο όχημα” καθώς μπορεί να κυμαίνεται από υποβοήθηση του ανθρώπινου οδηγού (συστήματα που μπορούμε να βρούμε σε μεγάλη γκάμα αυτοκινήτων ακόμα και σήμερα), μερική απαίτηση ύπαρξης ανθρώπινου παράγοντα (μπορούμε να σκεφτούμε τα γνωστά εδώ και χρόνια συστήματα αυτόματων πιλότων), μέχρι και μηδενική απαίτηση ύπαρξης ανθρώπινου παράγοντα (ήδη έχουν γίνει δοκιμές τέτοιων φορτηγών για την μεταφορά εμπορευμάτων αν και εδώ υπάρχουν αρκετά προβλήματα που πρέπει να λυθούν)», επισημαίνει ο κ. Αντωνόπουλος.
Η αυτόνομη οδήγηση είναι μια σημαντική τάση στο χώρο της αυτοκινητοβιομηχανίας. Αυτό γίνεται σαφές αν απλά δούμε τα χαρακτηριστικά των νέων μοντέλων των τελευταίων χρόνων, τα οποία όλο και περισσότερο εστιάζουν σε νέες λειτουργίες υποβοήθησης και διευκόλυνσης του οδηγού μέχρι και την ανάληψη του ελέγχου κάποιων συστημάτων όταν αυτό κρίνεται ότι θα οδήγηση στην αποφυγή σύγκρουσης ή κάποια άλλης κρίσιμης κατάστασης.
Σύμφωνα με τον κ. Αντωνόπουλο «η τάση αυτή βασίζεται στο γεγονός ότι στις περισσότερες περιπτώσεις ατυχημάτων ή σφαλμάτων ο ανθρώπινος παράγοντας αποδεικνύεται ο “αδύναμος κρίκος”. Και από ό,τι φαίνεται η τάση αυτή θα ενταθεί στο άμεσο μέλλον. Στο δε χώρο της αεροπλοΐας τα πράγματα είναι πιο σαφή καθώς το υποσύστημα του αυτόματου πιλότου θεωρείται de facto εδώ και πολλά χρόνια. Και εκεί βέβαια υπάρχουν σημεία όπου ο ανθρώπινος παράγοντας είναι απαραίτητος όπως οι φάσεις απογείωσης, προσγείωσης, πτήσης σε χώρους με μεγάλη πυκνότητα (κοντά σε αεροδρόμια) κ.α.
Ήδη, τα νέα μοντέλα οχημάτων διαθέτουν παρόμοια συστήματα όπως για παράδειγμα τα συστήματα αυτόματου παρκαρίσματος. Δεδομένου λοιπόν, ότι σε όλα τα ατυχήματα ο “αδύναμος κρίκος” είναι ο οδηγός, υπάρχει μια τάση στην βιομηχανία να αυτοματοποιούνται σταδιακά λειτουργίες και να μειώνεται η συμμετοχή του οδηγού στην πλοήγηση του οχήματος. Η αυτοματοποίηση των λειτουργιών γίνεται σταδιακά καθώς το αγοραστικό κοινό θα πρέπει να αποδεχθεί ότι ο οδηγός έχει όλο και λιγότερο έλεγχο στο όχημα. Αν και στα αεροπλάνα η χρήση αυτόματου πιλότου θεωρείται de facto, στην αυτοκινητοβιομηχανία υπάρχουν ακόμα βήματα που πρέπει να γίνουν μέχρι να φτάσουμε στα αυτόνομα οχήματα. Και στις δύο περιπτώσεις το κοινό σημείο είναι ότι αναφερόμαστε σε πολύ πολύπλοκα συστήματα, με λειτουργίες με πολύ αυστηρά χρονικά περιθώρια και στα οποία η οποιαδήποτε αστοχία μπορεί να έχει καταστροφικές συνέπειες τόσο χρηματικές και σε εξοπλισμό αλλά κυρίως σε ανθρώπινες ζωές».
Κόντρα στις αντιξοότητες με τις οποίες βρίσκεται αντιμέτωπο το ελληνικό Πανεπιστήμιο εξελίσσονται ερευνητικά προγράμματα και ενέργειες στην Ελλάδα με σημαντική εμβέλεια.
«Το ελληνικό Δημόσιο Πανεπιστήμιο και η ελληνική ερευνητική και επιστημονική κοινότητα πάντα προσπαθούν και πρέπει να προχωρούν και να αντιμάχονται τις όποιες αντιξοότητες υπάρχουν (και σίγουρα υπάρχουν πολλές) επενδύοντας στην εξωστρέφεια, στην δημιουργικότητα και στην καινοτομία. Και πρέπει να αναγνωρίσουμε ότι όταν αυτό γίνεται, η Ελλάδα έχει να επιδείξει πολλές και σημαντικές επιτυχίες σε όλους τους τομείς. Εστιάζοντας στις αρχές τις εξωστρέφειας, δημιουργικότητας και καινοτομίας το Εργαστήριο Σχεδιασμού Ενσωματωμένων Συστημάτων και Εφαρμογών (https://www.esdalab.ece.uop.gr) του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πελοποννήσου στην Πάτρα έχει να επιδείξει μακρά εμπειρία σε τεχνολογίες σχεδιασμού συστημάτων μέσα από μεγάλο έργο, σημαντικές επιτυχίες και εξαιρετικές διεθνείς συνεργασίες, βασιζόμενο σε εξαιρετικούς επιστήμονες παγκόσμιας εμβέλειας», καταλήγει ο κ. Αντωνόπουλος.
