https://virgool.ir/feed/@naghdian.negarfa2026-11-12 12:18:36https://virgool.ir/images/default-avatar.jpghttps://virgool.ir/@naghdian.negarhttps://virgool.ir/@naghdian.negar/خودرو-های-خودران-سطح-جدیدی-از-تکنولوژی-بشر-ngedrqhrnj60آیا شما خودتون رو راننده خوبی می دانید ؟ شاید اغلب کسانی که به این سوال جواب می دهند خود را راننده خوبی بدانند اما متاسفانه آمار و ارقام حرف دیگری برای گفتن دارندسلام من نگار نقدیان هستم دانشجوی کارشناسی علوم کامپیوتر در دانشگاه آزاد واحد تهران مرکز و این دومین مقاله‌ی فعالیت کلاسی درس طراحی اصول نرم‌افزار استاد حاجی‌اسمعیلی است. اولین مقاله با عنوان سیستم های فازی و منطق فازی ، از گذشته تا کنون ، چگونه دنیای ما را تغییر داد ؟ را میتونید در لینک ارجاع داده شده بخوانید. طبق سایت statista.com ، در سال 2020 در آمریکا به ازای هر 100 میلیون مایل سفر وسایل نقلیه ، 1.34 میلیون تصادف رخ داده . با نگاه کلی تر به آمار 10 سال گذشته در آمریکا و بعد در سایر کشور های پرجمعیت جهان ، به طور کامل می توانیم قانع شویم که انسان ها انقدر که فکر می کنند راننده خوبی نیستند.جالب تر آنکه دو دلیل اصلی این تصادف ها طبق همین آمار سرعت بالا و رانندگی در حالت مستی است . اما این همه ماجرا نیست ، دلایل زیادی وجود دارد که ثابت می کند انسان ها نه تنها بهترین راننده ها نیستند بلکه می توانیم آن ها را بدترین راننده ها نیز خطاب کنیم ؛ مثلا راننده ای که با تلفن صحبت می کند ، یا در حین رانندگی خوراکی مصرف می کند و یا حتی دچار خطای دید می شود و حتی گاهی به علت قرار گرفتن در نقطه کور ماشینی دیگر دچار تصادف می شود . بزارید شما رو با آماری جالب تری روبه رو کنیم : طبق آمار ها از هر 10 میلیون تصادف در آمریکا 9.5 میلیون تصادف به علت خطای خود راننده بوده .با زیر و رو کردن این آمار ها حال کاملا برای همه مشهود است ، برای رانندگی امن، به چیزی بیشتر از یک راننده متبحر نیاز است .مطمئن باشید ، شما تنها کسانی نیستید که این نیاز را درک کرده اند . سازندگان ماشین ها نیز درباره این نیاز اساسی ، در کنار شما ایستاده اند و با شما هم نظر هستند .شاید برای شما جالب باشد بدانید اولین خورو شرکت بنز ، با نام patent Motorwagen تنها با 3 چرخ و یک تک سیلندر ساخته شد ، بدون هیچ بدنه فلزی ، یا کمربندی یا حتی سیستم ایمنی خاصی و از ان زمان تا به امروز خودرو سازان با انجام آزمایش ها و تست های گوناگون توانستند مسیر طولانی را برای ساختن یک خورو امن طی کنند . و نتیجه این همه تلاش ، سیستم های پیشرفته ای نظیر ترمز abs، سیستم پایداری الکترونیکی ESP، Airbag ، سیستم کنترل الکترونیکی انتقال قدرت و بسیاری از سیستم های جدید و پیچیده ای دیگر برای افزایش امنیت در طول سفر برای رانندگان و سرنشینان خورو بوده است. اما با وجود این امکانات هنوز شاهد تصادف های رانندگی بودیم ، این جا بود که یک ایده جنون آمیز ، دنیای خودروسازی را زیر و رو کرد .patent Motorwagenوقتی حرف از خودرو های خودران می شود ، تصور بسیاری، ماشین هایی باشد که طی دهه ی گذشته وارد بازار شده اند اما واقعیت این است که ایده خودرو های خودران به سال های بسیار قبل باز می گردد .جالب است بدانید American wonder جز اولین پروژه های این ایده جنون آموز بود ، فرانسیس اودینا ، در سال 1925 ، یک خودروی کنترل از راه دور ساخت که توانست در خیابان های منهتن بدون راننده رانندگی کند. در این زمان بود که شرکت ها و کمپانی های بزرگ خودرو سازی نظیر جنرال موتور، بنزو .. شیفته ی این ایده جنون آمیز شدندو شروع به سرمایه گزاری کردند .تا سال 1986 ، یک مهندس المانی به نام ارنس دیکنس به همراه تیمش ، در دانشگاه مونیخ ، یک ون کاملا خودران را در شرایط بدون ترافیک آزمایش کردند و با توسعه این پروژه در سال 1987 توانست سرعت ون خودران را به 60 کیلومتر بر ساعت برساند .اما ارنس تنها کسی نبود که مجذوب این دنیای عجیب و غریب شده بود در همان سال 1986 در دانشگاه Carnegie Mellonاولین نمونه خودرو های خودران با نام navlab1 با سرعت 30 کیلومتر بر ساعت با موفقیت ازمایش شد و در سال 1990 نسخه توسعه یافته یعنی navlab2 تونست در شرایط عادی و بدون ترافیک با حداکثر سرعت 110 کیلومتر بر ساعت رانندگی کند.navlab2تا به امروز مسیر رسیدن به خودرو های کاملا خودران موفقیت ها و شکست های گوناگونی را دیده است . امروزه تکنولوژی خودرو های خودران عموما مبتنی بر سیستم های کامپیوتری هستندو این سیستم های کامپیوتری ، سیستم های کنترلی ، خودرو را خودکار وارد عمل می کنند .اما جالب است بدانید سطوح مختلفی از خودرو های خودران وجود دارد .طبق استاندارد J3-016انجمن مهندسین خودرو ، 5 سطح برای خودرو های خودران در نظر گرفته شده .سطح صفر هیچ حالت اتوماتیکی در خودرو وجود ندارد و همه عملیات توسط راننده انسان اتفاق می افتد .سطح اول خودرو های خودران فقط وقتی که خودرو در یک مسیر مستقیم حرکت می کند یا فقط در حالتی که در حال حرکت به طرفین است به راننده کمک می کند مثل سیستم های کروز کنترل که وقتی فعال شود سرعت خودرو رو به طور مستقیم کنترل می کند ولی همچنان دست های راننده باید روی فرمان باشد تا خودرو را کنترل کند یا سیستم کنترل رانندگی بین خطوط Lane Keeping Assist که با سنسور های مادون قرمز و دوربین برای تشخیص خطوط جاده استفاده می شود و درصورت خروج از خطوط هشدار lane departure warning می دهد .سطح دوم خودرو های خودران ، کنترل طولی و جانبی خودرو توسط سیستم های خودران انجام می شودمثال این سیستم ها میشه ، Nissan ProPILOT Assist System معرفی کرد. بزارید بیشتر توضیح بدم نیسان در این سیستم کنترل پدال گاز و ترمز و کلاچ را برعهده می گیرد و تنها کاری که از شما می خواد انجام بدید این است که دست هاتون روی فرمان قرار بدید . این سیستم ها مخصوص بزرگراه ها و حتی در ترافیک نیز به شما کمک می کند . در این نوع سیستم هنوز وجود راننده الزامی هست و به محض برداشتن دست ها از فرمان به شما هشدار داده می شود .در سطح سوم ، شما با مبحثی به نام Object and Event Detection and Response به معنی تشخیص اشیا و اتفاقات و پاسخگویی به ان ها می باشد . در این سطح خودرو تا درجه خاصی ازحساسیت می توانند اشیا و اتفاقات اطراف را با استفاده از رادار ها و دوربین ها بررسی کنند و سیگنال های لازم را به ماشین ارسال می کنند و درصورت نیاز به مجموعه ای اعمال جهت جلوگیری یا کنترل ماشین شروع به اجرا می شود . بزرگترین تفاوت سطح دو و سه در این است که در سطح دو حضور راننده به طور کامل جهت کنترل شرایط الزامی است اما در سطح سوم نیازی به چک کردن لحظه به لحظه نیست و درصورت نیاز در شرایط بحرانی به راننده جهت مداخله و به دست گرفتن خودرو اطلاع داده می شود .در سطح چهارم ، با سیستم های پیچیده تری جهت کنترل ماشین روبه رو هستیم . در این سطح ، در شرایط بحرانی یا حتی قبل از شرایط بحرانی ازراننده درخواست برای به دست گرفتن خودرو داده نمی شود بلکه خودرو سعی می کند شرایط بحرانی را کنترل کند و فقط در بعضی شرایط از راننده درخواست هایی می شود تا دنهایت نیاز به توقف ضروری نشود . کاملا واضح است که در این مرحله با درصدی از خطر همراه است . تا سال 2020 تنها شرکت های وایمو و تسلا این سطح از خودران ها را بر محصولات خود جهت استفاده عموم مردم پیاده کرده اند.در سطح 5 و اخر ، سطحی کاملا اتوماتیک است که در این سطح خودرو در هر دامنه عملیاتی قادر به فعالیت کردن است که البته تا کنون هیچ کمپانی محصولی در این سطح به صورت رسمی وارد بازار نکرده است . در طی ده های گذشته ماشین های مختلفی با سطوح مختلف خودران بودن به بازار های عمومی عرضه شدند . و همواره تا به امروز با موانع بسیاری از قبیل ، امنیت ، نبود جاده های استاندارد ، داشتن سیستم های گران قیمت و.......روبهرو شده اند .البته نیاز به یادآوری است که تا به امروز اجازه حرکت به خودرو های خوردان ، تنها در شرایط خاص و عموما در بزرگراه ها داده شده استحال که با سطوح مختلف آشنا شدیم ، بیاید نگه دقیق تری به ساختار های ماشین های خودران بیاندازیم و ببینیم که برای داشتن ماشین هوشمند به چه چیز هایی نیاز داریم .بیاید با یک مثال شروع کنیم ؛ وقتی می خواهیم رانندگی یادبگیریم ، به عنوان یک انسان باید به کلاس های اموزش رانندگی بریم و در این کلاس ها مجموعه ای از اطلاعات که شامل قوانین راهنمایی رانندگی ، دانش کار کردن با یک ماشین و همچنین دانش پیشبینی اتفاقات پیش رو را بدست بیاوریم . حال که می خواهیم یک ماشین را بجای خود پشت فرمان قرار بدیم باید بتوانیم این اطلاعات را در دسترس و قابل فهم برای ماشین کنیم اما ماشین یک انسان نیست ، او حتی نمی تواند زبان انسان ها بفهمد پس به وسایلی نیاز داریم که بتواند قوانین و دانش ها و اطلاعات انسانی را برای ماشین قابل فهم کند . اینجا است که به سراغ حسگر ها می رویم .حسگر ها ، ابزار هایی هستند که قادر به ادراک، شناسایی محیط با جزئیات و متعلقات محیط هستند و در واقع اطلاعات محیط که برای انسان قابل فهم است برای ماشین قابل فهم می کند .حسگر های ماشین های خودران بسیار متنوع هستند از دوربین ها تا لیدار ، رادار و ..... هستند . مغز ماشین این اطلاعات را دریافت می کند و بر اساس تجزیه و تحلیل کردن این اطلاعات ، دستور های لازم جهت کنترل ماشین را صادر می کند .توجه کنید برای تجزیه و تحلیل و صدور دستور ، نیاز به الگوریتم های مختلف و پیچیده ای داریم . از روش های بسیار معمول و مورد استفاده در یادگیری عمیق به منظور پیاده سازی در رانندگی خودران می توان به شبکه های عصبی پیچشی و شبکه های عصبی بازگشتی و یادگیری تقویتی عمیق اشاره کردهمان طور که در زیر مشاهده می کنید یک ماشین خودران نیازمند ادراک محیط و پیشبینی اتفاقات اینده است .نمونه نحوی شناسایی اجسام در ماشین های تسلادر پایان ، خوب است یادآور شویم که ایده خودرو های خودران در واقع باعث پیوند خوردن دو رشته مهندسی خودرو و هوش مصنوعی است که نتیجه آن ایجاد سطح جدیدی از تکنولوژی می شود .منابع :کتاب Introduction to Self-Driving Vehicle Technology سایت https://www.statista.com/topics/3708/road-accidents-in-the-us/#dossierKeyfiguresنگار نقدیاننگار نقدیانTue, 07 Jun 2022 11:09:21 +0430https://virgool.ir/@naghdian.negar/سیستم-های-فازی-و-منطق-فازی-از-گذشته-تا-کنون-چگونه-دنیای-مارا-تغییر-دادند-mgzmnuqyxq2kسلام من نگار نقدیان هستم دانشجوی کارشناسی علوم کامپیوتر در دانشگاه آزاد واحد تهران مرکز و این اولین مقاله‌ی فعالیت کلاسی درس طراحی اصول نرم‌افزار استاد حاجی‌اسمعیلی است. دومین مقاله با عنوان خودرو های خودران ، سطح جدیدی از تکنولوژی بشر را میتونید در لینک ارجاع داده شده بخوانید.در این بخش می خواهیم در مورد مبحثی بسیار جالب و شاید دور از انتظار صحبت کنیم ، مبحث منطق فازی .قبل از اینکه وارد این مبحث و توضیح و تفسیر بخش های اون بشیم ، بیاید کمی قبل تر بریم . زمانی که در کلاس های درس ریاضی استاد تخته سیاه کلاس را پر می کرد از قوانین و فرمول های مختلف و جورواجور و شروع به اثبات آن ها می کرد اما نقطه اشتراک تمامی این قواعد و اصول در این بود که ثابت می شد یک چیز یا درست است ویا نادرست .این موضوع دقیقا اتفاقی است ک در ریاضی کلاسیک و در مبحث منطق ارسطویی اتفاق می افتد . طبق منطق کلاسیک ،(قاعده اصل طرد شق وسط یا طرد شق ثالث)، یک گزاره یا اثبات می‌شود یا رد، حالت سومی ندارد ب عبارت دیگر یک چیز یا درست است یا غلط و حد وسطی وجود ندارد ، یک چیز یا سیاه است یا سفید و .... اما این نگاه سیاه و سفید ،(نگاه صفر و یکی)و این نظام دو ارزشی مربوط به دوران گذشته است . نتیجه منطق ارسطو ميتواند مطالب رياضي و پردازش رايانهاي را ساده كند.گرچه شایدبتونیم تا مدت ها مثال ها و مواردی بیابیم ک منطق ارسطویی در آن ها صدق می کند اما همواره با مواردی رو برو می شویم ک منطق ارسطویی در بیان ان ناتوان است . نمی توان چون قانونی برای موارد خاص قابل بیان است به تمام پدیده ها و موارد دیگر نسبت داده شود . ما در دنیای زندگی می کنیم که سیل عظیمی از پدیده های اطرافمان که آن ها را "صحیح" می پنداریم ، درواقع "نسبتا صحیح " هستند و هرچند کم ،عدم قطعیت و عدم اطمینان در ان ها وجود دارد. به عبارتي ديگر پديده های اطراف ما تنها سياه يا سفيد نيستند، بلكه می تونند گستره ای از رنگ های "خاكستري" میباشند .فازی یعنی چه ؟فازی (fuzzy) در لغت به معنی مبهم ، ناواضح ، تیره و غیر شفاف (indistinct; blurred; not clear) میباشد .بیاید کمی به پدیده های اطراف خود با دقت بیشتر بنگریم؛ شاید به وفور این جمله را شنیده باشیم :«امروز بسیار زیبا شدی . » در ابتدا این جمله ، یک جمله ساده و روزمره بنظر می رسد اما اگر کمی بیشتر دقت کنیم ؛به این سوال می رسیم چه چیزی باعث شد که زیبا بنظر برسم ؟ اصلا معیار «زیبا بودن» چیست که با داشتن ان شما زیبا هستید و با نداشتنش زشت ؟ آیا مرز مشخصی وجود دارد ؟حال بیاید جمله دیگری را مطرح کنیم : «نگار دختر خوبی است . » در این جمله هم «خوب بودن » ویژگی است که با عدد نمی توان نشان داد و مرز مشخصی بین خوب و بد بودن وجود ندارد .پدیده های طبیعی از این موضوع مستثنا نیستند مثل سرما و یا گرما؛ بسیاری از این پدیده ها مرز های مشخصی ندارند و اصطلاحا مرز های بین آن ها مبهم است اما در بسیاری علوم مانند منطق (کلاسیک) و ریاضیات فرض بر این گرفته می شود ک مرز ها کاملا مشخص هستند ، یک قضیه یا درست است و یا نادرست .اولین نشانه های تزلزل منطق ارسطویی:برتراندراسل فیلسوف قرن 20 و هایزنبرگ فیزیکدان آلمانی جز اولین کسانی بودند ک منطق ارسطویی را زیر سوال برندند .هایزنبرگ با کشف « اصل عدم قطعیت » تاثیر بسیاری در نوع نگاه به پدیده های طبیعی داشت .همانطور که از نام این اصل مشخص است ؛ به زبان ساده بیان کردکه نمی توان بطور قطع ویژگی های یک جسم را تشخیص داد بلکه باید «حدی » وجد داشته باشد . اتفاقی که شاید با دیدگاه منطق ارسطویی مغایرت داشت . پیش از ان دانشمندان فکر می کردند ما در یک لحظه مشخص می توانیم تمام ویژگی های یک جسم را بررسی کنیم .برتراندراسلاولین قدم های منطق فازی :همانطور ک مشاهده کردید، دانشمندان حال متوجه ناکارآمدی علم کلاسیک در توصیف پدیده های طبیعی نظیر سرد و گرم و ... شدند. این موضوع موجب شد تا ماکس بلک مبحثی بنام منحنی« عضویت» را بیان کند .منحنی عضویت ، مقیاس اندازهگیری عضویت عناصر در مجموعه A یا مجموعه نقیض A می باشد .بلک نشان داد ک یک عنصر تاحدی می تواند جز A و تا حدی جزی نقیض A باشد . مبحثی که بعد ها لطفی زاده پرفسور ایرانی از اون با نام « درجه عضویت Membership degree« نام برد .لطفی زاده سیستم های فازی:حال که دانشمندان کمی بیشتر با منطق فازی آشنا شده اند . کم کم سر و کله سیستم های فازی و چالش های جدید آن ها پیدا می شود .سیستم های فازی ، سیستم هایی هستند که با استفاده از تکنیک ها و روش های فازی به پردازش اطلاعات می پردازند مخصوصا در جایی که مجموعه ها و قوانین کلاسیک کاربردی ندارند .سیستم های فازی ، غالبا مجموعه ای از چندین قانون «اگر-آنگاه» هستند . فرض کنید می خواهیم کنترل کننده ای طراحی کنیم که دمای اتاق را بوسیله شوفاژ خودکار کنترل کند . این کار معمولا به وسیله کنترل کننده های معمول مثل کنترلر دما انجام می شود . اما در روش دیگر سعی می کنیم رفتار خودمان را برای گرم و سرد تر کردن یک اتاق شبیه سازی کنیم .ما از سه قاعده اگر انگاه استفاده می کنیم اما به یاد داشته باشید برای پدیده های طبیعی تعداد قواعد بسیار بیشتر است1. اگر دمای اتاق پایین است ، آنگاه دمای شوفاژ را افزایش بده .2. اگر دمای اتاق بالا است ، آنگاه دمای شوفاژ را کاهش بده .3. اگر دمای اتاق متوسط است ، آنگاه دمای شوفاژ را تغییر نده .همانطور ک مشاهده کردید ما کلماتی نظیر متوسط و بالا و پایین را در توابع بکار بردیم و یک کنترلر فازی ساختیم .همانطور که مشخص شد آولین قدم برای ساخت سیستم های فازی بدست آوردن قوانین آگر آنگاه است .ما سه نوع سیستم فازی داریم :1. سیستم های فازی خالص2. سیستم های فازی TSK3. سیستم های فازی ساز و غیر فازی سازیتلاش همه این انواع سیستم های فازی تبدیل این قواعد اگر انگاه به توابع ریاضی است ک در طول دوران سعی در تکمیل نقض های یکدیگر کردند .کاربرد سیستم های فازی :رد پای سیستم های فازی تقریبا امروزی در بسیاری از تکنولوژی ها از پردازش سیگنال ، ساخت سیستم های خبره ، پزشکی ، بازرگانی و حتی در لوازم خانه نیز دیده می شود از سوی دیگر شاید بتونیم بزرگترین سهم رشد هوش مصنوعی را مدیون منطق فازی و سیستم های فازی بدونیم چرا که هدف هوش مصنوعی شبیه سازی دقیق تر رفتار های انسانی و تفکر و تعقل انسانی است و منطق فازی در های پیشرفت بشریت در این حوضه را برای ما گشود.حال بیاید از دو نمونه سیستم های فازی مشهور در دنیا که حتی امروزه بطور کامل در دسترس مردم عادی قرار گرفته و زندگی عادی ما را تغییر داده صحبت کنیم .مشهور ترین نمونه سیستم های فازی ، کنترل فازی قطار های زیزمینی سندایی در ژاپن است .این سیستم دارای 4 پارامتر مهم است : ایمنی ، راحتی سرنشین ها ، دقت ترمز و سرعت رسیدن .این سیستم از دو بخش کنترلر سرعت و توقف هم تشکیل شده ؛ بخش کنترلر سرعت از قواعد زیر تشکیل شده :ایمنی: اگر سرعت قطار به حال حداکثر سرعت نزدیک می شود ، آنگاه بیشترین حالت ترمز .راحتی سرنشینان : اگر سرعت در محدوده مجاز باشد ، آنگاه تغییری در ترمز ایجاد نشود .قوانین سیستم کنترلر توقف :راحتی سرنشینان: اگر قطار درمنطقه مجاز متوقف خواهد شد آنگاه عمل کرد کنترل ترمزراتغییرندهید.ایمنی: اگر قطار در منطقه مجاز قرار دارد آنگاه عمل کرد کنترل ترمزرا از حالت شتاب به حالت ترمز تغییر دهید.البته توجه کنید که در حالت واقعی تعداد پارامتر ها و قوانین بسیار بیشتر است . امروزه این سیستم قطار های زیرزمینی یکی از پیشرفته ترین سیستم های فازی دنیا محسوب می شود .ماشین شستشوي فازي: سیستم فازي مورد استفاده یک سیستم سه پارامتری با یک خروجی است : نوع کثیفی و مقدار اندازه گیري شده کثیفی وحجم لباس بوده و خروجی تعداد دورهاي مناسب شستشو میباشد. سنسورهایی نوری در این سیستم قرار گرفته شده که میزان نوري را که از طرف مقابل ساطع شده و از آب عبور کرده اندازه گیري می نمایند. سنسور نوري همچنین میتواند معین کند که نوع کثیفی چیست لباس گل آلود است یا چرب؟ گل درآب سریعتر حل می شود بنابراین اگر نور دریافتی بسرعت کاهش پیدا کند، در آن صورت لباس گل آلود است. در حالی که اگر لباس روغنی باشد کندتر در آب حل شده و نور دریافتی کندتر دریافت خواهد شد. ماشین همچنین داراي یک سنسور بار می باشد که حجم لباس ها را ثبت می کند واضح است که تعداد لباس هاي بیشتر زمان بیشتري براي شستشو لازم دارد. حال می توان در تعدادي قاعده اگر- آنگاه فازي براي ساخت یک سیستم فازي استفاده بشن .امیدوارم تا به اینجای کار ، اطلاعات جالبی از دنیای عجیب سیستم های فازی و علم منطق فازی در اختیارتون قرار گرفته باشد .ممنون از همراهی تون .منابع :کتاب منطق فازی و کاربرد های آن نوشته اسفندیار اسلامی کتاب نخستین درس در نظریه های مجموعه های فازی نوشته دکتر سید علی موسوی کتاب منطق ارسطو ترجمه ادیب سلطانی https://parsmodir.com/mcdm/fuzzy-md.phpنگار نقدیاننگار نقدیانMon, 14 Mar 2022 21:58:25 +0330