خودروهای ۱۰ سال آینده شاید با نور خورشید شارژ شوند و با یکدیگر ارتباط برقرار کنند

صنعت خودروسازی با شتاب چشمگیری در حال تحول است. اگر فناوری‌های کنونی بر اساس پیش‌بینی‌ها توسعه یابند، خودروهایی که یک دهه آینده سوار آن‌ها می‌شویم، تفاوت‌های بنیادینی با مدل‌های امروزی خواهند داشت.

اتومبیل‌های خودران، باتری‌هایی با توان پیمایش بیش از ۱۲۰۰ کیلومتر، رنگ‌های تولیدکننده برق خورشیدی و قابلیت ارتباط مستقیم خودروها با یکدیگر، تنها بخشی از فناوری‌های نوآورانه‌ای هستند که آینده رانندگی را شکل خواهند داد.

یکی از جذاب‌ترین فناوری‌های در دست توسعه، بهره‌گیری مستقیم از انرژی خورشیدی در خودروهای الکتریکی است. به‌عنوان نمونه، شرکت Aptera در سال ۲۰۲۴ خودرویی را معرفی کرد که سقف، کاپوت و سایر بخش‌های بدنه آن به پنل‌های خورشیدی مجهز شده بود. این خودرو در شرایط جوی مساعد می‌تواند انرژی لازم برای پیمایش روزانه حدود ۶۴ کیلومتر را صرفاً از نور خورشید تأمین کند؛ ضمن اینکه بُرد حرکتی آن با یک بار شارژ معمولی به حدود ۶۴۰ کیلومتر می‌رسد.

در این میان، مرسدس بنز ایده بلندپروازانه‌تری را دنبال می‌کند. این شرکت آلمانی در حال تحقیق روی نوعی رنگ فتوولتائیک است که ذرات نانوی موجود در آن قابلیت تبدیل نور خورشید به جریان الکتریسیته را دارند. محاسبات مرسدس نشان می‌دهند استفاده از این پوشش نوآورانه در شهری آفتابی مانند لس‌آنجلس و در شرایط ایده‌آل، می‌تواند برق موردنیاز برای حدود ۱۲ هزار کیلومتر رانندگی در سال را تأمین کند. بازده تبدیل انرژی در این نمونه تحقیقاتی، حدود ۲۰ درصد برآورد شده است.

خودروهای برقی در آینده نزدیک ممکن است حتی در زمان پارک بودن نیز برای مالکان خود درآمدزایی کنند. فناوری انتقال انرژی از خودرو به شبکه این امکان را فراهم می‌کند که در زمان اوج تقاضا، برق ذخیره‌شده در باتری خودرو به شبکه سراسری فروخته شود. بدین ترتیب، مالک می‌تواند خودروی خود را در ساعات کم‌باری و با تعرفه ارزان شارژ کرده و بخشی از آن را در ساعات اوج مصرف، با قیمتی بالاتر به شبکه بازگرداند. با این حال، چالش اصلی در مسیر تجاری‌سازی این فناوری، فقدان یک استاندارد مشترک و یکپارچه میان خودروسازان و شرکت‌های تأمین‌کننده زیرساخت شارژ است.

ارتباط هوشمند خودروها با یکدیگر

تحول مهم دیگر در چشم‌انداز آینده، گسترش فناوری ارتباط خودرو با خودرو (Vehicle-to-Vehicle یا V2V) است. وسایل نقلیه مجهز به این سیستم هوشمند قادر خواهند بود اطلاعات حیاتی نظیر سرعت، جهت حرکت و وضعیت ترمزگیری را به‌صورت لحظه‌ای و از طریق امواج رادیویی با یکدیگر به اشتراک بگذارند.

از آنجا که بُرد برخی از سیستم‌های فعلی به حدود ۳۰۰ متر می‌رسد، خودرو می‌تواند حتی از ترمز ناگهانی وسیله‌ای که خارج از میدان دید راننده قرار دارد، مطلع شود. شکل‌گیری چنین شبکه ارتباطی گسترده‌ای در آینده، به کاهش چشمگیر ترمزهای ناگهانی، روان‌سازی ترافیک و پیشگیری از تصادفات زنجیره‌ای کمک شایانی خواهد کرد. البته اثربخشی این سیستم در گرو آن است که بخش عمده‌ای از خودروهای حاضر در جاده‌ها، به این فناوری و استانداردهای سازگار با آن مجهز باشند.

آزادی عمل بیشتر راننده و کاهش نیاز به تمرکز مداوم

سیستم‌های کمک‌راننده امروزی (ADAS) هنوز به‌طور کامل از نظارت انسان بی‌نیاز نشده‌اند. به‌عنوان مثال، اگرچه سیستم رانندگی تمام‌خودکار تسلا در حالت نظارتی، بسیاری از وظایف مربوط به هدایت فرمان و ترمزگیری را بر عهده می‌گیرد، اما راننده همچنان موظف است تمام توجه خود را به مسیر معطوف کند.

با این حال، در نسل بعدی این سیستم‌ها، احتمالاً در شرایط مشخصی دیگر نیازی به نگاه کردن مداوم راننده به جاده نخواهد بود. شرکت مرسدس بنز هم‌اکنون با معرفی سیستم Drive Pilot، نمونه محدودی از این ایده را عملی کرده است؛ سیستمی که در شرایط ترافیکی خاص، به راننده اجازه می‌دهد توجه خود را موقتاً از رانندگی برداشته و به امور دیگری بپردازد.

بر اساس گزارشی که پایگاه علمی Live Science منتشر کرده است، پیش‌بینی می‌شود فناوری‌هایی که امکان خودکارسازی سطح بالا در رانندگی را در محدوده‌های جغرافیایی یا شرایط خاص فراهم می‌کنند، تا سال ۲۰۳۵ در حدود چهار درصد از خودروهای بازار به کار گرفته شوند.

در این مسیر، هوش مصنوعی نقشی کلیدی در مدیریت موقعیت‌های پیش‌بینی‌نشده و غیرعادی ایفا خواهد کرد؛ از واکنش سریع به عابری که ناگهان وارد خیابان می‌شود گرفته تا تصمیم‌گیری منطقی برای عبور از یک مسیر آب‌گرفته یا مسیریابی ایمن در محدوده‌های عمرانی و ساخت‌وساز.

در سوی مقابل، خودروهای آینده رانندگان خود را نیز با دقت بیشتری زیر نظر خواهند گرفت. دوربین‌ها و حسگرهای تعبیه‌شده در کابین قادر خواهند بود با پایش حرکات چشم، زاویه سر و نحوه در دست گرفتن فرمان، علائم خستگی، حواس‌پرتی یا حتی ناتوانی جسمی ناگهانی راننده را تشخیص دهند. حتی برخی از سیستم‌های پیشرفته امروزی نیز این توانایی را دارند که در صورت عدم واکنش راننده، چراغ‌های خطر را فعال کرده و خودرو را به‌طور ایمن متوقف کنند.

فراگیر شدن تاکسی‌های بدون راننده

هرچند بعید به نظر می‌رسد خودروهای شخصی طی یک دهه آینده به‌طور کامل و در تمام شرایط خودران شوند، اما این وضعیت برای ناوگان حمل‌ونقل عمومی و تاکسی‌ها کاملاً متفاوت است. در حال حاضر، شرکت‌های پیشرویی مانند Waymo خدمات تاکسی بدون راننده (روبوتاکسی) را در برخی از شهرهای ایالات متحده ارائه می‌دهند و برنامه‌های گسترده‌ای برای توسعه این خدمات به مناطق جدید در دستور کار دارند.

این وسایل نقلیه هوشمند، با بهره‌گیری از ترکیبی پیچیده از دوربین‌ها، رادارها، سنسورهای لیدار (LiDAR)، نقشه‌های سه‌بعدی با وضوح بالا و هوش مصنوعی، تصویری دقیق و لحظه‌ای از محیط پیرامون خود ترسیم می‌کنند. با این حال، هزینه بالای حسگرها و وابستگی شدید به نقشه‌برداری‌های میلی‌متری، همچنان از موانع اصلی بر سر راه گسترش سریع این فناوری به شمار می‌روند.

کارشناسان حوزه حمل‌ونقل بر این باورند که تجاری‌سازی خودروهای سنگین خودران در بزرگراه‌ها، بسیار سریع‌تر از رانندگی کاملاً خودکار در خیابان‌های شلوغ شهری محقق خواهد شد؛ چراکه بزرگراه‌ها در مقایسه با محیط‌های پیچیده و پرتراکم شهری، ساختاری منظم‌تر و رفتارهایی قابل‌پیش‌بینی‌تر دارند.

جهش باتری‌ها: خودروهای الکتریکی با بُرد ۱۲۰۰ کیلومتری

تحول انقلابی دیگر در چشم‌انداز ده‌ساله، مربوط به فناوری باتری‌هاست. در حالی که بیشتر خودروهای الکتریکی فعلی با یک بار شارژ بُردی در حدود ۴۸۰ کیلومتر ارائه می‌دهند، ظهور باتری‌های حالت جامد (Solid-State) می‌تواند این مسافت را به بیش از ۱۲۰۰ کیلومتر با یک بار شارژ ارتقا دهد.

در این فناوری پیشرفته، الکترولیت مایع موجود در باتری‌های لیتیوم-یونی با یک ماده جامد جایگزین می‌شود. این ساختار جدید، علاوه بر افزایش چشمگیر تراکم انرژی و ایمنی بالاتر، از نظر تئوری می‌تواند زمان موردنیاز برای شارژ کامل خودرو را به ۱۰ الی ۱۵ دقیقه کاهش دهد.

در کنار این موارد، باتری‌های سدیم-یونی نیز به‌عنوان یک جایگزین اقتصادی مطرح هستند. عنصر سدیم در طبیعت بسیار فراوان‌تر از لیتیوم است و می‌تواند هزینه‌های تولید را به‌شدت کاهش دهد؛ اما این باتری‌ها در مقطع کنونی تراکم انرژی پایین‌تری دارند و برای خودروهای دورپیمای گران‌قیمت مناسب نیستند. با این وجود، غول باتری‌سازی چین، یعنی شرکت CATL، تولید انبوه نمونه‌هایی از این باتری‌ها را آغاز کرده و مدعی است که برخی از این بسته‌ها می‌توانند بُردی فراتر از ۴۰۰ کیلومتر را برای خودروها فراهم کنند.

علی‌رغم تمام این پیشرفت‌های شگرف، کارشناسان هشدار می‌دهند که تحقق چنین آینده‌ای قطعی و تضمین‌شده نیست. موانع متعددی نظیر هزینه‌های گزاف تولید، خلأهای قانونی پیرامون خودروهای خودران، نگرانی‌های مرتبط با حریم خصوصی، کمبود زیرساخت‌های شارژ و از همه مهم‌تر، چالش پذیرش عمومی، می‌توانند سرعت فراگیری این فناوری‌ها را به تأخیر بیندازند. علاوه بر این، قوانین مربوط به خودروهای بدون راننده در مناطق و کشورهای مختلف، همچنان با تفاوت‌ها و ابهامات حقوقی زیادی روبه‌رو است.