تشخیص وضعیت فنی خودرو با تلفن همراه

[نگار]

گروهی از پژوهشگران دانشگاه MIT، در حال ساخت اپلیکیشنی هستند که وضعیت فنی خودرو را از طریق تلفن همراه با تحلیل صداها و تکان‌های خودرو، به سرنشینان گزارش می‌دهد. 

تصور کنید در آینده‌ای نزدیک، هنگام سوار شدن به خودروهای سرویس‌های تاکسی شخصی (مانند اوبر یا نمونه‌های داخل ایرانی) با یک نگاه به تلفن همراه هوشمند خود، به مشکلات فنی خودرو، مانند وضعیت باد تایرها، سلامت فیلتر هوا یا حتی کارکرد شمع‌های موتور دست پیدا کنید. شاید در یک یا دو سال آینده این کار امکان‌پذیر باشد تا با سوار شدن به هر خودرو، در عرض چند دقیقه بتوانیم مشکلات فنی آن را متوجه شویم. نیازی به دانستن سابقه‌ی تعمیرات خودرو یا وصل شدن به سیستم خاصی نیست؛ فقط با استفاده از میکروفن و شتاب‌سنج‌ تلفن همراه هوشمند و با تحلیل صداها و تکان‌های خودرو، وضعیت فنی آن مشخص می‌شود.

این فناوری، حاصل تفکر گروهی از پژوهشگران دانشگاه MIT است که مطالعات آن‌ها در چند سری مقاله و اخیرا در شماره‌ی آبان‌ماه مجله‌ی «کاربردهای مهندسی هوش مصنوعی» منتشر شده است. پژوهشگرانی چون جاشوا سیگل، سانجی سارما، فرد فورت فلاورز و دنیل فورت فلاورز در این مطالعه نقش داشته‌اند. سیگل معتقد است که برنامه‌ی ساخته‌شده توسط این تیم، با استفاده از چندین سیستم تشخیص وضعیت خودرو، می‌تواند سالانه تا ۱۲۵ دلار در هزینه‌های راننده صرفه‌جویی کند و موجب بهبود وضعیت مصرف سوخت خودرو شود. بدون در نظر گرفتن مزیت‌های این برنامه در جلوگیری از تعمیرات اساسی کامیون‌ها، سالانه تا ۶۰۰ دلار در جیب راننده‌ی کامیون باقی خواهد ماند.

سیگل (Josh Seigel) با اشاره قابلیت‌های موجود در تلفن‌های همراه هوشمند مدرن می‌گوید:
" حساسیت تلفن‌ همراه‌های امروزی در تشخیص سیگنال‌ها به قدری بالا است که اصلا نیازی به یک ارتباط به‌خصوص با خودرو نیست."

البته برای تشخیص بهتر و دقیق‌تر، قرار دادن تلفن همراه روی داشبورد توصیه می‌شود. دقت سیستم‌های تشخیص فعلی این برنامه، تا ۹۰ درصد است و در آزمایش‌های تشخیص خطای جرقه، این برنامه موفق عمل کرده است. ایده اساسی این برنامه، ارائه‌ی اطلاعات لازم از مشکلات یا تعمیرات مورد نیاز خودرو است تا از خرابی‌های اساسی جلوگیری شود. در آخرین پژوهش این گروه، تمرکز اصلی بر فیلتر هوا بود که این برنامه با بررسی صدای پیشرانه، قابلیت تعیین وضعیت فیلتر هوا را خواهد داشت تا در صورت نیاز، فیلتر هوا تعویض شود. سیگل اشاره می‌کند که برخلاف سرویس‌های دوره‌ای، تعویض زودهنگام فیلتر هوا به اندازه‌ی تعویض دیرهنگام آن مشکل‌ساز است؛ چرا که در فیلتر هوای بدون کارکارد و جدید، در ابتدا ذرات بیشتری از فیلتر عبور می‌کنند تا هنگامی که ذرات به اندازه‌ی کافی عبور کنند و روزنه‌های فیلتر به اندازه‌ی مطلوب برسد (کوچک‌تر می‌شود) و پوشش کاملی به دور فیلتر مهیا شود. هر چه فیلتر بیشتر کار کند، بهتر می‎شود.

با کارکرد بیشتر فیلتر، روزنه‌های آن به قدری کوچک می‎شوند که در جریان هوای مورد نیاز موتور اختلال ایجاد می‌کنند و باعش کاهش کارایی می‌شوند. در این لحظه است که تعویض فیلتر هوا با افزایش کارایی پیشرانه، از هزینه‌های کلی می‌کاهد. اما چطور یک تلفن همراه وضعیت فیلتر هوا را تشخیص می‌دهد؟

سیگل می‌گوید:
"ما به صدای خودرو و نفس کشیدن آن توجه می‌کنیم و منتظر تغییر وضعیت در صدای آن هستیم. با  کارکرد بالای فیلتر و بسته شدن جریان هوا، صدای خودرو به چیزی مانند سوت کشیدن تبدیل می‌شود. به صدای خودرو گوش کنید؛ شما نمی‌توانید صدای آن را از دیگر صداهای آن تشخیص دهید، اما تلفن همراه این قابلیت را خواهد داشت."

برای تست انواع سیستم‌های تشخیص وضعیت فنی خودرو مانند خطای جرقه (Misfire)  که نشان‌دهنده‌ی مشکل در شمع‌ها یا تنظیم موتور است، سیگل و همکاران وی، داده‌های انواع مختلف خودرو، از خودروهای سالم تا خودروهای با وضعیت فنی نامناسب را آزمایش کردند.

حتی برای آزمایش‌ برخی وضعیت‌ها، افراد تیم خودروهای مختلف کرایه می‌کردند، به‌صورت عمدی شرایط مورد نیاز را در آن‌ها به وجود می‌آوردند و سپس دوباره خودروها را تعمیر می‌کردند. برای جمع‌آوری داده‌های مورد نیاز، خودروهای کرایه‌ای راکه وضعیت فنی خوبی داشتند دست‌کاری می‌کردیم و البته پس از آزمایش، طوری آن را تعمیر می‌کردیم که از وضعیت قبل آن هم بهتر می‌شد. حتی من قبل از تحویل خودرو، باد لاستیک‌ها را تنظیم و فیلتر هوا و روغن موتور را تعویض می‌کردم.

برخی سیستم‌های تشخیصی این برنامه چندفرآیندی هستند. به‌عنوان مثال، برای تشخیص کم‌باد بودن یا پرباد بودن لاستیک‌ها، پژوهشگران، ترکیبی از مجموعه داده و آنالیز را به‌ کار بردند. ابتدا با استفاده از GPS تلفن همراه، سرعت واقعی خودرو تعیین و بعد با استفاده از داده‌های لرزش و تکان‌ها، میزان چرخش چرخ‌ها مشخص می‌شود. سپس می‌توان با تعیین اندازه‌ی قطر تایر و مقایسه‌ی آن با وضعیت مطلوب، کم باد یا پرباد بودن آن را گزارش داد.

بسیاری از موارد موجود در سیستم تشخیص این برنامه، با استفاده از فرآیندهای مکانیکی برای مقایسه‌ی صداها و لرزش‌های ثبت‌شده از خودروهای با وضعیت فنی خوب و بد، ساخته شده است که بنابراین کوچک‌ترین تفاوت‌ها آشکار می‌شود. برای مثال سیگل اشاره می‌کند که الگوریتم طراحی‌شده برای تشخیص وضعیت بالانس چرخ‌ها، در مقایسه با راننده‌های تست شرکت‌های بزرگ خودروسازی، عملکرد بهتری دارد.

نمونه‌ی اولیه‌ی این اپلیکیشن در حال ساخت است و تا ۶ ماه آینده برای آزمایش میدانی آماده خواهد شد. نسخه‌ی نهایی و تجاری آن یک سال پس از تست میدانی به بازار عرضه خواهد شد.

این اپلیکیشن توسط استارتاپ Data Driven که توسط خود سیگل تأسیس شده است، عرضه خواهد شد.