Scaling RoboTaxis: ทำไม High-Performance Digital Solid-State LiDAR ถึงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้

การพัฒนาของ LiDAR และรถแท็กซี่หุ่นยนต์มีความเกี่ยวข้องกันอย่างลึกซึ้ง การก้าวหน้าร่วมกันของทั้งสองเป็นตัวอย่างสำคัญของการขับเคลื่อนระหว่างการพัฒนาเทคโนโลยีและการยอมรับเชิงพาณิชย์ในภาคอุตสาหกรรมขับขี่อัตโนมัติ LiDAR สามารถรับรู้สภาพแวดล้อมโดยการส่งลำแสงเลเซอร์ ทำให้สามารถได้รับข้อมูลระยะทางและความโค้งของวัตถุรอบข้างด้วยความแม่นยำสูง เพื่อสร้างแผนที่สภาพแวดล้อมสามมิติที่เชื่อถือได้ ความสามารถนี้ทำให้ LiDAR เป็นเซ็นเซอร์หลักในระบบการรับรู้ของรถแท็กซี่หุ่นยนต์

ในระบบขับขี่อัตโนมัติระดับ L4 ขึ้นไป LiDAR โดดเด่นด้วยความแม่นยำและความน่าเชื่อถือสูง มันเสริมการทำงานของกล้อง เรดาร์คลื่นมิลลิเมตร และเซ็นเซอร์อื่น ๆ ในการสร้างระบบการรับรู้ที่ครอบคลุม ทำให้ยานพาหนะสามารถตัดสินใจได้อย่างปลอดภัยในสถานการณ์จราจรที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่สำคัญเรื่องความปลอดภัยของรถแท็กซี่หุ่นยนต์ ข้อมูลสภาพแวดล้อมสามมิติที่แม่นยำจาก LiDAR เป็นปัจจัยสำคัญในการบรรลุการขับขี่โดยไม่มีคนขับ

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ด้วยการแนะนำกฎระเบียบการขับขี่อัตโนมัติทั่วโลกอย่างค่อยเป็นค่อยไป ภาคอุตสาหกรรมรถแท็กซี่หุ่นยนต์กำลังเข้าสู่ระยะเร่งความเร็วในการพาณิชย์บทความนี้ติดตามการพัฒนาเทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้ LiDAR ในภาคอุตสาหกรรมรถแท็กซี่หุ่นยนต์ เปิดเผยว่าทั้งสองสาขาได้ขับเคลื่อนการเติบโตของกันและกันอย่างไร และวิเคราะห์แนวโน้มสำหรับการพาณิชย์ในวงกว้าง

ระยะที่ 1: การปรากฏตัวของเทคโนโลยีและการสำรวจในระยะเริ่มต้น (2004–2015)

การพัฒนาของทั้ง LiDAR และรถแท็กซี่หุ่นยนต์ได้ก้าวหน้าจากการตรวจสอบทางเทคนิคผ่านโครงการนำร่องจนถึงการขยายเชิงพาณิชย์

การใช้งาน LiDAR ในระบบขับขี่อัตโนมัติเริ่มต้นจากงานวิจัยทางวิชาการและการแข่งขันท้าทาย:

•ผลกระทบกระตุ้นจาก DARPA Challenges: การแข่งขันยานพาหนะอัตโนมัติสามครั้งที่จัดโดย DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) ระหว่างปี 2004 ถึง 2007 เป็นตัวกระตุ้นทางเทคโนโลยีที่สำคัญ ในกิจกรรมที่สอง ทีมจากสแตนฟอร์ดเป็นทีมแรกที่ใช้ LiDAR และสามารถจบเส้นทางได้ พอถึงกิจกรรมที่สามในปี 2007 ห้าทีมจากหกทีมที่จบเส้นทางใช้ LiDAR แบบหมุนกลไกของ Velodyne ทำให้เทคโนโลยีนี้มีบทบาทสำคัญในระบบขับขี่อัตโนมัติ

•LiDAR แบบหมุนกลไกเป็นที่นิยม: LiDAR แบบหมุนกลไก 64 ลำแสงของ Velodyne (เช่น HDL-64E) กลายเป็นเซ็นเซอร์มาตรฐานสำหรับงานวิจัยและทดสอบระบบขับขี่อัตโนมัติในระยะเริ่มต้นขณะที่ความสามารถในการสแกนแบบ 360 องศาในแนวนอนเป็นการปฏิวัติทางเทคโนโลยี แต่ก็มีข้อจำกัดหลักสามประการคือ ขนาดใหญ่ ราคาแพง (สูงถึงแปดหมื่นดอลลาร์ต่อหน่วย) และความทนทานและเชื่อถือได้น้อยกว่าผลิตภัณฑ์ระดับยานยนต์

•การแสวงหาทองคำของโรโบแท็กซี่: ตั้งแต่ปี 2009 ถึง 2015 ผู้บุกเบิกอย่างโครงการรถขับเองของ Google (ภายหลังกลายเป็น Waymo) Cruise และ Zoox ก่อตั้งขึ้น ทำให้การพัฒนาโรโบแท็กซี่กลายเป็นแนวหน้าทางเทคโนโลยีระดับโลก ฝูงทดสอบของพวกเขาเติบโตเป็นหลายร้อยคัน โดยมีเป้าหมายหลักคือการพัฒนาเทคโนโลยี—ที่ความต้องการประสิทธิภาพของ LiDAR มากกว่าการพิจารณาเรื่องค่าใช้จ่ายอย่างมาก

ระยะที่สอง: การดำเนินงานทดลองและการปรับปรุงโซลูชัน (2016–2024)

ในช่วงเวลานี้ โรโบแท็กซี่เปลี่ยนจากการวิจัยและพัฒนาไปสู่การดำเนินงานทดลองในภูมิภาค นอกจากนี้เทคโนโลยี LiDAR ยังมีการหลากหลายมากขึ้น ในขณะที่ความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจกลายเป็นความท้าทายสำคัญ

•การเปิดตัวการทดลองทั่วโลก: 

ในปี 2016 Uber เปิดตัวการทดลองโรโบแท็กซี่ในเมืองพิตต์สเบิร์ก และ NuTonomy เสนอบริการในสิงคโปร์ ในเดือนธันวาคม 2018 Waymo เปิดบริการแท็กซี่อัตโนมัติเชิงพาณิชย์ครั้งแรกของโลก "Waymo One" ในฟีนิกซ์ บริษัทจีนเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว เช่น Baidu Apollo, Pony.ai, WeRide, DiDi และ Enjoy ของ SAIC ทำการทดสอบและโปรแกรมทดลองในเมืองต่างๆ ทั่วโลก

•การเพิ่มประสิทธิภาพและการครอบคลุมจุดบอด: 

การดำเนินงานทดลองต้องการประสิทธิภาพที่สูงขึ้นจาก LiDAR จำนวนลำแสงเพิ่มขึ้นจาก 64 เป็น 128 (เช่น Hesai Pandar128, RoboSense Ruby Plus) พร้อมระยะตรวจจับสูงสุดเกิน 250 เมตร LiDAR สำหรับครอบคลุมจุดบอด (เช่น RoboSense RS-Bpearl) ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางเพื่อกำจัดเขตบอดใกล้เคียง โดยมีการกำหนดค่าทั่วไปคือ "LiDAR หลัก 1 ตัว + LiDAR จุดบอด 4 ตัว"

•การมาถึงของโซลูชันกึ่งของแข็งและการปรับปรุงความคุ้มค่า: 

เพื่อแก้ไขปัญหาค่าใช้จ่ายสูงและความเชื่อถือได้น้อยของ LiDAR แบบกลไก LiDAR กึ่งของแข็งระดับยานยนต์ (เช่น Hesai AT128, RoboSense M1) เข้าสู่ตลาด การนำมาใช้ LiDAR อย่างกว้างขวางในระบบ ADAS ของรถยนต์หลังปี 2021 ช่วยปรับปรุงความคุ้มค่าและความทนทานอย่างมากความก้าวหน้านี้ช่วยให้นักพัฒนารถโรโบแท็กซี่สามารถแทนที่ไลดาร์เชิงกลแบบเดี่ยวด้วยชุดไลดาร์กึ่งสถานะแข็งสี่ชุด ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนได้อย่างมาก

ระยะที่ 3: การขยายตัวทางการค้าและการปฏิวัติดิจิทัล (เริ่มปี 2025)

ปี 2025 ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการขยายตัวทางการค้า้าของรถโรโบแท็กซี่ โดยความก้าวหน้าด้านนโยบายและเทคโนโลยีได้ร่วมกันผลักดันอุตสาหกรรมเข้าสู่ระยะการใช้งานรถนับหมื่นคัน

ความก้าวหน้าหน้าด้านนโยบายและกฎระเบียบ: 

• จีนได้ออกกฎระเบียบการขับขี่อัตโนมัติเพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับการขยายตัวทางการค้า ตัวอย่างเช่น กฎระเบียบยานยนต์ขับขี่อัตโนมัติของปักกิ่งซึ่งมีผลบังคับใช้ในเดือนเมษายน 2025 ให้พื้นฐานทางกฎหมายสำหรับรถยนต์ขับขี่อัตโนมัติระดับ L3 ในการใช้งานบนถนนสาธารณะ 

• กระทรวงคมนาคมสหรัฐอเมริกาได้เผยแพร่กรอบกฎระเบียบใหม่สำหรับยานยนต์อัตโนมัติในเดือนเมษายน 2025 ซึ่งช่วยผ่อนคลายข้อจำกัดและทำให้กระบวนการอนุมัติมีประสิทธิภาพมากขึ้น

การเปลี่ยนแปลงของความต้องการ: จากความสำคัญด้านประสิทธิภาพสู่การพิจารณาแบบองค์รวม: 

หลังจากการเปลี่ยนสู่การขยายตัวทางการค้า รถโรโบแท็กซี่ถูกจัดการเป็นสินทรัพย์ในการดำเนินงาน ความต้องการไลดาร์ได้พัฒนาสู่สามประการคือ ประสิทธิภาพสูง ต้นทุนต่ำ และความน่าเชื่อถือสูง ผู้ให้บริการต้องหลีกเลี่ยงการหยุดให้บริการหรืออุบัติเหตุจากความล้มเหลวของฮาร์ดแวร์ การเพิ่มประสิทธิภาพมุ่งเน้นที่การอัปเกรดการรับรู้ โดยความน่าเชื่อถือระดับมาตรฐานยานยนต์ (หรือสูงกว่า) กลายเป็นข้อกำหนดสำคัญ 

การพัฒนาซ้ำทางดิจิทัลและเทคโนโลยีสถานะแข็ง: 

ไลดาร์ระดับมาตรฐานยานยนต์รุ่นใหม่ที่ใช้สถาปัตยกรรมดิจิทัลแบบชิป SPAD-SoC ได้เข้าสู่การผลิตจำนวนมาก จำนวนลำแสงเพิ่มขึ้นเป็นกว่า 500 ลำ ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการตรวจจับสิ่งกีดขวางขนาดเล็กและระดับต่ำได้อย่างมีนัยสำคัญ (เช่น การสร้างภาพก้อนหินขนาด 13x17 ซม. จากระยะ 130 เมตรได้อย่างชัดเจน) ไลดาร์จุดบอดแบบสถานะแข็งสมบูรณ์ (เช่น RoboSense E1) กำลังเข้ามาแทนที่ไลดาร์เชิงกล gradually โดยให้ความน่าเชื่อถือที่มากขึ้น ขนาดที่เล็กกว่า และลดต้นทุนลงถึงระดับสองร้อยดอลลาร์สหรัฐ 

วิวัฒนาการของโซลูชันหลัก:

การรวมกันของ "ไลดาร์หลักดิจิทัลระดับมาตรฐานยานยนต์ที่มีลำแสงกว่า 500 ลำ และไลดาร์จุดบอดดิจิทัลแบบสถานะแข็งสมบูรณ์" กำลังกลายเป็นการกำหนดค่าค่าการรับรู้หลักใหม่สำหรับการขยายตัวทางการค้า้าของรถโรโบแท็กซี่ แทนที่การตั้งค่าค่าก่อนหน้านี้ผู้เล่นระดับโลกชั้นนำเช่น Waymo, Cruise, Baidu และ DiDi กำลังใช้โซลูชันนี้ในการอัปเกรดกองเรือของตน

แนวโน้มและทิศทางในอนาคต

การพัฒนาในอนาคตของ LiDAR และ Robotaxi จะมีลักษณะดังต่อไปนี้: 

เทคโนโลยี: เทคโนโลยีแบบแข็งและดิจิทัลเป็นแนวโน้มที่ชัดเจนLiDAR แบบแข็งเต็มรูปแบบไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ มีข้อได้เปรียบอย่างมากในด้านความน่าเชื่อถือ ขนาด และศักยภาพของต้นทุน ทำให้กลายเป็นทิศทางหลักในอนาคต ผู้ผลิตชั้นนำกำลังใช้เทคโนโลยีเช่น SPAD-SoC เพื่อรวมเข้ากับชิป ลดจำนวนชิ้นส่วนและลดเวลาการผลิตลง 95% ซึ่งลดต้นทุนและเพิ่มความน่าเชื่อถืออย่างมาก ในขณะเดียวกัน การดิจิทัลช่วยให้ระบบ LiDAR หลักสามารถบรรลุความละเอียดเกิน 500-beam ปรับปรุงการตรวจจับวัตถุขนาดเล็กและเพิ่มความปลอดภัยของทรัพย์สินยานพาหนะ

ต้นทุน: การลดต้นทุนอย่างต่อเนื่องส่งเสริมการยอมรับที่กว้างขวางขึ้น ผู้ผลิตจีนกำลังนำ “ปฏิวัติค่าใช้จ่าย” ใน LiDAR โดยมีโซลูชันประสิทธิภาพสูงราคาประมาณ 200 ดอลลาร์ประกาศแล้วและเตรียมสำหรับการผลิตมวลชนภายในปี 2025 ซึ่งจะเร่งการยอมรับของ Robotaxi และฟังก์ชัน ADAS ให้มากขึ้น

การประยุกต์ใช้: เข้าสู่ยุคใหม่ที่ขับเคลื่อนด้วย “สองทาง”LiDAR กำลังได้รับการใช้งานอย่างกว้างขวางในภาคยานยนต์และหุ่นยนต์ทั่วไป ตลาดใหม่เช่น การส่งของไร้คนขับ เครื่องตัดหญ้าหุ่นยนต์ และหุ่นยนต์มนุษย์กำลังกลายเป็นเส้นโค้งการเติบโตที่สองสำหรับบริษัท LiDAR ซึ่งทำให้ Robotaxi มีระบบนิเวศเทคโนโลยีที่กว้างขวางขึ้นและมีศักยภาพในการลดต้นทุนมากขึ้น ในสาระสำคัญ Robotaxi ได้รับประโยชน์จากการเติบโตของอุตสาหกรรมที่ขับเคลื่อนโดยทั้งภาคยานยนต์และหุ่นยนต์

สรุป: การสนับสนุนซึ่งกันและกันเพื่อนาคตร่วมกัน 

การพัฒนาของ LiDAR และ Robotaxi ได้รับแรงขับเคลื่อนจากพลังงานร่วมระหว่างนวัตกรรมเทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้เชิงพาณิชย์

LiDAR เป็น "ตา" ของ Robotaxis: มันมอบความปลอดภัยที่จำเป็นและความสามารถในการรับรู้อย่างแม่นยำสำหรับการควบคุมอัตโนมัติข้ามสถานการณ์ ทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ที่ขาดไม่ได้ในการบรรลุระดับ L4 

Robotaxis เป็น "ตัวเร่ง" สำหรับ LiDAR: ความต้องการที่ใหญ่และเข้มงวดของการใช้งาน Robotaxi ได้ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีอย่างรวดเร็วใน LiDAR ทำให้การปรับปรุงประสิทธิภาพและการลดต้นทุนเร็วขึ้น พร้อมกับการเพิ่มมาตรฐานความน่าเชื่อถือ (ระดับรถยนต์ แข็งเต็มรูปแบบ) และความสามารถ (โครงสร้างดิจิทัลหลายลำแสง)

เมื่อมองย้อนกลับไป ตั้งแต่การใช้งานครั้งแรกในท้าทายของ DARPA จนถึงการปรับปรุงทางเทคนิคและการควบคุมต้นทุนในช่วงการทดลองระดับโลก และการขึ้นมาของโซลูชันดิจิทัลและแบบโซลิดสเตทในยุคของการพาณิชย์อย่างกว้างขวาง—ผู้ผลิต LiDAR จากจีนได้กลายเป็นผู้เล่นหลักในตลาดโลก ทำให้เกิดการพัฒนาอย่างน่าทึ่งจากผู้ตามมาเป็นผู้นำอุตสาหกรรม

ในอนาคต เมื่อ LiDAR ปฏิบัติตามกฎของมัวร์ในการเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนในระดับชิปอย่างทวีคูณ มันจะไม่เพียงแค่ส่งเสริมการพาณิชย์อย่างกว้างขวางของ Robotaxi และเปลี่ยนแปลงการเดินทางของมนุษย์เท่านั้น แต่ยังเป็นส่วนสำคัญในการรับรู้ที่สนับสนุนการเปลี่ยนแปลงทางอัจฉริยะของอุตสาหกรรมหลากหลาย LiDAR จะกลายเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญของสังคมอัจฉริยะในอนาคต