آرشیو پنج‌شنبه ۲۴ بهمن ۱۳۹۸، شماره ۵۵۹۹
زندگی: ماشین
۱۵

محققان می گویند تاباندن تصاویر شبح گونه روی جاده می تواند سامانه های دستیار راننده را در خودروهای خودران به اشتباه بیندازد

چالش گول خوردن خودران ها

نادیا زکالوند

نگاهی به دنیای خبرهای فناوری خودرو نشان می دهد رقابت سختی میان غول های خودروسازی در توسعه فناوری های خودروهای بدون راننده (خودران) در جریان است. نه تنها خودروسازها که این روزها حتی غول های فناوری نظیر اپل و سونی نیز وارد میدان رقابت با خودروسازان سنتی شده و از نخستین نمونه های خودروهای خودران خود در حد طرح اولیه یا نمونه مفهومی رونمایی کرده اند. در این مسیر موفقیت های قابل توجهی نیز تا به امروز به دست آمده است، هر چند هنوز خودران ها به راننده ای حواس جمع پشت فرمان نیاز دارند تا در موقع لازم اختیار هدایت خودرو را به دست بگیرد. با این حال انتشار خبرهای ضد و نقیض از عملکرد این خودروها به ویژه در بخش مرتبط با الگوریتم های تصمیم گیری آنها از این نظر که در شرایط حساس و خطیر رانندگی که ناگزیر از انتخاب خواهد بود، خودرو بایستی جان راننده و سرنشینان خود را یا عابران پیاده نجات دهد، از موضوعاتی است که در سال های اخیر بسیار بحث برانگیز بوده است. با این حال به تازگی موضوع چالش برانگیز دیگری هم برای آسیب پذیربودن فناوری خودروهای خودران مطرح شده است؛ این که می توان با تاباندن نورهای مربوط به تصاویر غیرواقعی روی جاده، سامانه های کنترلی این خودروها را فریب داد، از داغ ترین سوژه های روزی فناوری خودروهای خودران است که حالا به چالشی تازه برای مهندسان تسلا و دیگر شرکت های مطرح در حوزه طراحی و توسعه خودروهای خودران تبدیل شده است.

فناوری خودروسازی، پس از سال ها تحقیق و توسعه، به چنان پیشرفتی دست یافته که به نظر می رسد می تواند به زودی جای رانندگان انسانی را بگیرد. اکنون خودروها توانایی پشتیبانی از سامانه های رانندگی نیمه خودران یا تمام خودران را دارند. از طرفی در حالی که استفاده از خودروهای نیمه یا تمام خودران در سراسر دنیا آغاز شده است، به کارگیری سامانه های ارتباطی وسایل نقلیه که مجموعه ای از پروتکل های تعیین شده برای تبادل اطلاعات بین وسایل نقلیه و واحدهای کنار جاده هاست، به تاخیر افتاده است.

از این سامانه ها و پروتکل ها می توان به سامانه های ارتباطی V2V (وسیله نقلیه با وسیله نقلیه)، V2I (وسیله نقلیه با زیرساخت ها)، V2P (وسیله نقلیه با عابر پیاده)، V2X (وسیله نقلیه با هر چیز دیگر)، اشاره کرد. این سامانه ها تمام اطلاعات مربوط به خطوط جاده ها، علائم راهنمایی و رانندگی و موانع را در اختیار سامانه های خودران خودروها قرار می دهند.

از آنجا که این سامانه های ارتباطی در بیشتر مکان های دنیا هنوز به کار گرفته نشده اند، خودروهای خودران برای انجام دادن کار یک راننده انسانی، تا حد بسیار زیادی به حسگرها وابسته اند. همچنین برای درک مجازی سه بعدی 360 درجه محیط فیزیکی اطراف خودرو، از حسگرهای فعال و غیرفعال استفاده می شود.

 اما این حسگرها نمی توانند در نبود سامانه های ارتباطی وسایل نقلیه، درک کاملا درست و معتبری از موانع موجود در محیط داشته باشند. این وضعیت باعث شده حملات مختلفی به سامانه های خودران خودروها شود. برخی از این حملات می توانند کاری کنند که خودرو، علائم راهنمایی و رانندگی را به درستی تشخیص ندهد و درک صحیحی از موانع نداشته باشد و حتی در مسیر مخالف جاده حرکت کند.

اکنون جمعی از محققان توسعه فناوری وسایل نقلیه خودران پس از تکمیل آزمایش های خود می گویند، تصاویر غیرواقعی شبح گونه می توانند به سامانه های دستیار راننده حمله کرده و از کارایی خودروهای خودران بکاهند.

 حملات تصاویر شبح گونه

اگر تصویر شبح گونه انسانی در مقابل یک خودروی مجهز به سامانه پیشرفته دستیار راننده پخش شود، آیا خودرو آن را با انسانی واقعی اشتباه می گیرد؟ آیا فناوری خودکار موبایل آی630پرو (Mobileye 630 PRO)، تصاویر پخش شده علائم راهنمایی و رانندگی روی جاده ها را واقعی درنظر گرفته و حرکات خود را با آنها تنظیم می کند؟

اینها پرسش هایی است که گروهی از محققان فعال در زمینه خودروهای خودران پس از بررسی های دقیق و کامل به آنها پاسخ داده اند. آنها می گویند با استفاده از تصاویر غیرواقعی و شبح گونه، می توان یک سامانه دستیار راننده را به اشتباه انداخت و کنترل خودروی خودران را به دست گرفت. در واقع حملات تصاویر غیرواقعی و شبح گونه، یکی دیگر از خطراتی است که این خودروهای خودران را تهدید می کند.

این گروه تحقیقاتی همراه با تنظیم مقاله خود، تصاویر ویدئویی از آزمایش ها و نتایج آزمایش خود تهیه کردند و در اختیار خودروسازان خودروهای خودران قرار دادند.

 آزمایش خودروهای تسلا

محققان برای آزمایش نظریه شان، از خودروهای خودران تسلا مدل ایکس و سامانه های مجهز به فناوری موبایل آی630پرو استفاده کردند. این محققان همچنین از یک سری تصاویر انسان، علائم راهنمایی و رانندگی در خصوص محدودیت سرعت و البته خطوط تغییر جهت روی جاده ها استفاده کردند. آنها می خواستند بدانند آیا این تصاویر می تواند کاری کند که سامانه دستیار رانندگی خودرو آنها را واقعی در نظر گرفته و مرتکب خطا شود. در واقع آیا اگر این تصاویر در مقابل خودروی مجهز به سامانه دستیار راننده با استفاده از پروژکتور، پخش شوند، خودروی خودرانی مانند تسلا مدل ایکس اشتباه کرده و ناگهان ترمز می کند؟

ویدئوی تهیه شده از این اتفاق، نشان می دهد خودروی خودران با مشاهده چنین تصویری در مقابل خود، سرعت 30 کیلومتر در ساعت خود را کاهش داد و به سرعت 23 کیلومتر در ساعت رساند. در واقع، سامانه دستیار راننده این خودرو، تصویر شبح گونه انسان را واقعی تصور کرده و از سرعت خودرو کاست.

منظور از تصاویر شبح گونه، تصاویری بدون عمق است که در مقابل خودرو پخش شده و باعث می شود، سامانه های دستیار راننده و سامانه های خودکار به اشتباه افتاده و آن تصاویر را واقعی فرض کنند. این تصاویر می تواند هر چیزی باشد. مثلا تصویر شبح گونه یک مانع در جاده (مانند یک انسان، خودروی دیگر، کامیون یا موتور سوار) یا تصویر بخشی از جاده یا علائم راهنمایی و رانندگی باشد.

اما چرا خودروهای خودران معروفی مانند تسلا، مجهز به نوعی سامانه دستیار راننده است که دچار چنین اشتباه مهلکی شده و تصاویر غیرواقعی و شبح گونه را واقعی می پندارد؟

محققان در پاسخ به این پرسش می گویند، سیاست «احتیاط بیشتر بهتر از پشیمانی در آخر کار است» موجب شده این سامانه ها حتی تصاویر شبح گونه مقابل خودرو را واقعی در نظر بگیرند. این سامانه حتی زمانی که حسگرهای دیگر خودرو مانند حسگرهای رادار و فراصوت، وجود چنین مانعی را هشدار نمی دهند، ترجیح می دهد متوقف شود تا از احتمال حادثه ای ناگوار پیشگیری کند.

 تغییر جهت اشتباه

محققان تصاویر غیرواقعی و شبح گونه خطوط خیابان را هم مورد آزمایش قرار دادند. آنها تصاویر این خطوط خیالی را که باعث می شد خودرو در مسیری اشتباه به راه خود ادامه دهد،در مقابل خودرو منتشر کردند و سامانه دستیار راننده باز هم مرتکب خطا شد و خودرو در مسیر نادرست قرار گرفت.

مشکل سامانه های موبایل آی (Mobileye) و تسلا در مدل شناسایی و تشخیص تصاویر است که باعث می شود تصاویر شبح گونه اجسام مختلف را هم واقعی در نظر گرفته و به آنها واکنش نشان دهد.

به طور کلی، در صورت حمله به سامانه های پیشرفته دستیار راننده و سامانه های خودکار خودرو با تصاویر شبه گونه اجسام، آنها به راحتی از پای درآمده و کارایی خود را از دست می دهند.

در حال حاضر، ابزار خودکار تسلا، از بهترین سامانه ها در ابزارهای خودران است و سامانه های موبایل آی630پرو و تسلا مدل ایکس، از پیشرفته ترین سامانه های دستیار راننده و فناوری های خودکار هستند.

در سامانه های خودکار تسلا، رانندگی خودکار کاملا محدود انجام می شود و این سامانه ها روی حالت خودکار کامل قرار نمی گیرند. این وسیله نقلیه، فقط گاهی اوقات کنترل امور را کاملا به دست می گیرد و البته در این گونه مواقع به راننده هم هشدار می دهد.

همچنین محققان می گویند، هیچ راننده ای نباید به خودروی تسلا اجازه دهد بدون نظارت آنها حرکت کند؛ زیرا این سامانه ها، کنترل کننده هایی نیستند که بتوانند خودرو را در حالت کاملا مستقل قرار دهند.

این تیم تحقیقاتی تمام یافته های خود در مورد عملکرد خودروهای تسلا و سامانه های پیشرفته دستیار راننده را منتشر کردند. این محققان می گویند، یکی از واکنش های بد این گونه سامانه های دستیار راننده، اشتباه گرفتن تصاویر غیرواقعی خطوط جاده هاست که مقابل خودروها منتشر شده بود تا جایی که خودروی تسلا مدل ایکس، این خطوط را واقعی پنداشت و وارد مسیر اشتباهی شد. چنین وضعیتی نشان می دهد که هنوز نمی توان به سامانه های پیشرفته دستیار راننده خودروهای خودران کاملا اعتماد کرد و بیشتر مواقع راننده ها باید خودشان کنترل خودرو را به دست بگیرند.

محققان در نتیجه گیری بررسی های خود گفته اند، هنوز سامانه های پیشرفته دستیار راننده و سامانه های خودکار تمام یا نیمه خودران نمی توانند درک صحیحی از تصاویر بدون عمق و شبح گونه داشته باشند و این سامانه ها در این زمینه آنقدر حساس هستند که به راحتی می توان کنترل آنها را به دست گرفت.

آنها ادامه می دهند، حملات به این سامانه ها را می توان به راحتی با یک پهپاد مجهز به پروژکتور انجام داد. به این ترتیب که می توان تصاویر شبح گونه اجسام واقعی را جلوی این خودروها منتشر کرد و سامانه های دستیار راننده و همچنین سامانه های خودکار آنها را به اشتباه انداخت و کنترل شان را کاملا به دست گرفت.

راهکار چیست؟

آیا برای رفع مشکل سامانه های دستیار راننده و خودکار را ه حلی هم وجود دارد؟ محققان مدلی را پیشنهاد داده اند که می تواند محیط، سطح و نور منعکس شده اطراف جسمی را که مشاهده کرده است بررسی و تحلیل کند و تصاویر شبح گونه را از موانع واقعی تشخیص دهد.

آنها همچنین می گویند، با استفاده از سامانه های ارتباطی وسایل نقلیه می توانند تا حدی از احتمال خطرناک حملات تصاویر شبح گونه به خودروهای خودران بکاهند. البته آنها معتقدند سامانه های پیشرفته راننده و همچنین سامانه های خودکار تسلا، از بهترین نمونه های بازار فناوری هستند. اما این بررسی ها و آزمایش ها نشان می دهد، خودروهای خودرانی مانند تسلا، باید بتوانند بر این مشکلات خود غلبه کنند و مجهز به سامانه های دفاعی در برابر این گونه حملات شوند تا کارایی شان در عمل افزایش یابد. به هر روی این مشکلی است که با توسعه الگوریتم ها و فناوری خودروهای خودران به تدریج بایستی حل شود. در غیر این صورت هیچ کس حاضر نخواهد شد امنیت خود را به توانایی شناختی رباتی پیوند بزند که از درک تفاوت میان تصویر و واقعیت عینی عاجز است.