Автомобильная промышленность: инновации, движимые электроникой

Когда вы думаете об автомобиле, вы можете представить шасси, колеса, фары, руль и многое другое. Возможно, вы видите работающего под капотом механика с гаечным ключом в руке. Однако ваше видение отрасли, вероятно, претерпит значительные изменения в следующем десятилетии. Автомобильная промышленность переживает драматический сдвиг, поскольку интеграция более сложной автомобильной электроники и программного обеспечения набирает обороты.  По этому поводу для описания автомобиля, в котором программное обеспечение существенно влияет на работу пользователя, даже термин особый появился – «программно-определяемый автомобиль» (SDV – software-defined vehicle).

Программное обеспечение и электроника все больше и больше влияют на новые автомобили во многих областях: навигация, управление питанием, мультимедиа, климат-контроль и проч. Самый свежий тренд в этой сфере – активная интеграция искусственного интеллекта в функциональные процессы и технологическую поддержку на всех этапах жизненного цикла транспортного средства от момента создания до финальной утилизации. О самых свежих разработках мы и хотим вам рассказать в этой публикации.

Гонка чипов

Intel, не так давно заявившая, что будет внедрять искусственный интеллект в каждую платформу, которую создаст компания, представила чип искусственного интеллекта, который технический гигант определил как «программно-определяемую автомобильную систему на чипе первого поколения с улучшенным искусственным интеллектом».

Как и большинство IT-новаторов, Intel считает, что автомобили будущего станут комплексной программной платформой. В основе концепции – безопасность, поскольку, по мнению Intel, искусственный интеллект намного эффективнее работает на ПК, чем в Интернете. Новый чип улучшит эту платформу, улучшит навигацию, голосовых помощников и управление автомобилем. Первым заказчиком Intel в мировом автопроме является принадлежащая Geely компания Zeekr, которая планирует применить чип искусственного интеллекта Intel уже в конце этого – начале следующего года.

Таким образом, тенденция SDV получает дополнительный импульс – использование устройств с программным управлением в инновационных автомобилях позволяет улучшать возможности транспортных средств с помощью программного обеспечения вместо замены конкретных физических деталей. Поскольку подключенные технологии выводят современный автомобиль на новый уровень, встроенные или дополнительные программные возможности будут играть решающую роль в повышении эффективности и безопасности.

Более того это позволит создавать оптимизированную электронную архитектуру, сокращая количество бортовых блоков управления, которых на современных легковых машинах может насчитываться более 100. Идеальный сценарий – оставить только один или два, но позволяющих всем  функциям работать бесперебойно. Это повысит надежность техники, будет способствовать снижению аппаратной нагрузки и сокращению ее стоимости.

NVIDIA, один из основных конкурентов Intel, также занята разработкой технологий искусственного интеллекта, связанных с SDV, и объявила, что Li Auto будет использовать в своих автомобилях следующего поколения централизованный автомобильный компьютер NVIDIA DRIVE Thor. Кроме того, китайские бренды Great Wall Motors, Zeekr и Xiaomi адаптируют платформу NVIDIA DRIVE Orin для своих интеллектуальных автоматизированных систем вождения.

А Polestar уже представил Polestar 3, оснащенный центральным компьютером NVIDIA DRIVE Orin, который включает систему мониторинга водителя (DMS), стандартную для Polestar 3. В передовых технологиях безопасности используются камеры наблюдения и программное обеспечение, разработанное Smart Eye. Они отслеживают даже движения век водителя и запускают предупреждения в случае возникновения рисков.

У Mercedes-Benz также есть опыт сотрудничества с NVIDIA. Еще в 2020 г. они начали совместную работу над компьютерами следующего поколения для автомобилей, позволяющих расширить возможности автономного вождения, управление по воздуху (OTA) и мониторинг водителя. В этом году был показан концептуальный CLA Class, с использованием NVIDIA Drive Orin для улучшения интеграции SDV. 

«Гиперперсонализированный пользовательский опыт»

Кстати, о Mercedes-Benz. Производитель обновил свой автомобильный голосовой ассистент MBUX Virtual Assistant, который будет работать на новейшей операционной системе MB.OS – ее разработка собственными силами с нуля заняла несколько лет. Усовершенствованный виртуальный ассистент может вести непринужденную беседу с водителем и предлагать подробную информацию на основе запроса водителя. Виртуальный ассистент предоставит сведения о выбранном маршруте, включая парковку и даже меню близлежащих ресторанов. Ассистент, впервые представленный в 2018 году, также может быть настроен в соответствии с предпочтениями водителя, включая стиль речи.

Виртуальный ассистент MBUX, обладающий четырьмя различными эмоциями, использует генеративный искусственный интеллект и упреждающий интеллект, чтобы сделать жизнь, как считают в МВ, легкой удобной и комфортной. Система объемной навигации MBUX Surround Navigation также использует возможности MB.OS и продвинутую графику игрового движка 3D, которая органично сочетает в себе руководство маршрутом и помощь при вождении. 

 Первым Mercedes-Benz, продемонстрировавшим MB.OS, стал все тот же концепт CLA Class. Разработанный на основе новой модульной архитектуры Mercedes-Benz – ММА, он переопределяет весь класс благодаря инновационному электроприводу и перспективной устойчивости. Концепт CLA Class – это новый гипермиллер для эпохи электромобилей. Прогнозируемый запас хода без подзарядки составляет более 750 км (WLTP1) при потреблении энергии около 12 кВт *ч / 100 км. Это достигается благодаря новому электроприводу (MB.EDU), который имеет 800-вольтовую архитектуру и 93% КПД аккумулятора. Он обеспечивает мощную зарядку постоянным током мощностью свыше 300 кВт, что позволяет пополнять энергетический запас электромобиля, до уровня достаточного для прохождения 400 км, за 15 минут. Всего на базе MMA будет представлено четыре модели – четырехдверное купе, шутинг-брейк и два внедорожника.

Не садись в автомобиль без очков

Закадычный коллега-конкурент штутгардцев из Мюнхена, напротив, уже довольно давно имеет собственную операционную систему. В этом году он запустил уже девятую ее версию, дополненную для улучшения информационно-развлекательной среды функциями искусственного интеллекта и даже дополненной реальности (AR). Эта версия операционной системы BMW OS фокусируется на трех возможностях: развлечениях в автомобиле, дополненной реальности и улучшенном голосовом помощнике.

BMW Digital Premium позволяет клиентам BMW (с OS 9) получать доступ ко многим развлекательным приложениям из магазина BMW ConnectedDrive, включая музыку и аудиовизуальные новости. Кроме того, приложение AirConsole, дающее возможность в автомобиле играть в игры, расширено для больших возможностей выбора. Модельный ряд, который может получить доступ к приложению Videp через BMW Digital Premium, теперь включает еще BMW X2 и семейство MINI. BMW ожидает, что ее кропотливая работа в области дополненной и смешанной реальности (MR) принесет плоды в ближайшие годы, поскольку очки XREAL Air 2 AR предлагают довольно масштабный спектр сервисов, начиная от инструкций по навигации и до получения информации о зарядных станциях.

Благодаря системе слежения в очках, которая получает данные от датчиков автомобиля, демонстрируемые изображения остаются надежно закрепленными в пространстве даже в сложных дорожных ситуациях. Правда, BMW не упомянула, когда такая технология может быть доступна покупателям автомобилей, и с какими юридическими препятствиями она может столкнуться в различных регионах. Но пока ее потенциал, безусловно, впечатляет.

Еще один проект, находящийся в стадии разработки – это модель Large Language Model (LLM), работающая на базе Alexa LLM. Созданный Amazon, интеллектуальный персональный ассистент BMW будет обеспечивать бережное отношение к людям, предоставлять быстрые инструкции и ответы по функциям автомобиля, а также управлять некоторыми из этих функций.

Голосовой помощник на базе ChatGPT

Другой немецкий автопроизводитель, уже не из семейства премиальных, а, наоборот, самый что ни на есть народный – Volkswagen, представил первые автомобили, в которых чат-бот ChatGPT на основе искусственного интеллекта интегрирован в голосовой помощник IDA.  Новый чат-бот предлагается в сочетании с информационно-развлекательной системой последнего поколения в следующих моделях: ID.7, ID.4, ID.5, ID.3, а так же в новых Golf, Tiguan и Passat. Благодаря интеграции ChatGPT в серверную часть голосового помощника Volkswagen, поддерживаемой Cerence Chat Pro, появляется множество новых возможностей, которые выходят далеко за рамки прежнего голосового управления. Например, голосовой помощник IDA можно использовать для управления информационно-развлекательной системой, навигацией и кондиционером, а также для ответов на общие вопросы. В будущем ИИ будет предоставлять дополнительную информацию в ответ на вопросы, выходящие за эти рамки.

 VW считает, что внедрение технологии ChatGPT в свои автомобили призвано не только обеспечить более естественную беседу между водителем и голосовым ассистентом, но и позволить функции громкой связи обогащать разговоры, прояснять вопросы, взаимодействовать на интуитивно понятном языке, получать информацию о конкретном автомобиле и многое другое без помощи рук. Чтобы воспользоваться функцией ChatGPT, владельцу VW нужно всего лишь сказать «Привет, ИДА», не устанавливая приложения и не открывая учетную запись.

 IDA автоматически определяет приоритеты, следует ли выполнять функцию автомобиля, искать пункт назначения или регулировать температуру. Если система Volkswagen не может ответить на запрос, он анонимно пересылается в искусственный интеллект, и знакомый голос Volkswagen отвечает.

При этом ChatGPT не получает доступа ни к каким данным об автомобиле; вопросы и ответы немедленно удаляются для обеспечения максимально возможного уровня защиты данных. Этому способствует Cerence Chat Pro, который использует множество источников, включая ChatGPT, чтобы позволить IDA предоставлять точные и релевантные ответы практически на любой мыслимый запрос. Эта функция также уделяет приоритетное внимание безопасности и бесшовной интеграции с множеством возможностей IDA, обеспечивая простоту использования для водителей.

Sony и Honda представляют AFEELA

Возможно, это не самое звучное название, но Sony и Honda полны решимости двигаться дальше с концептом, впервые анонсированным на выставке CES в 2023 году. В этом году совместный проект показал уже предсерийную (как заявлено) версию, которая оснащена литий-ионным аккумулятором мощностью 91 кВт * ч и двумя синхронными двигателями с постоянными магнитами мощностью 180 кВт (PMSM). Седан будет обладать мощностью быстрой зарядки до 150 кВт.

Впрочем, очередным электромобилем сегодня уже никого не удивить. Ключевая особенность AFEELA, выделяющая его в ряду себе подобных, заключается в том, что Sony Honda Mobility (СП обеих компаний) сотрудничает с крупными игровыми компаниями, предлагая уникальные функции для развлечений в автомобиле. AFEELA, которая вышла на сцену и управлялась контроллером PlayStation 5, использует AR на движке Unreal Engine. Электромобиль оснащен ультра-широкоэкранной приборной панелью, а также сверхширокополосными датчиками и камерами – одних камер более 40 штук. 

Это дает возможность преобразовывать данные, полученные из окружающей среды, в 3D-объекты в режиме реального времени, позволяя водителю видеть их местоположение под любым углом. Автономная парковка и тематический салон, который может автоматически менять освещение, звук и отображение, являются другими футуристическими особенностями AFEELA. Электромобиль должен поступить в продажу в начале 2026 года по цене около 45 000 долларов.

Знать о колесе все

Новаторское решение BANF для коммерческого транспорта (пока) направлено на мониторинг состояния шин в режиме реального времени. Система  использует беспроводную зарядку и связь, 3-осевой датчик акселерометра и адаптивный алгоритм искусственного интеллекта для получения важных данных о шинах в режиме реального времени, измерения протектора шин, анализа состояния дороги, оптимизации выравнивания колес и определения состояния ослабленных гаек. Затем эта информация анализируется с помощью машинного обучения, чтобы предоставить водителям и менеджерам автопарков критически важные сведения.

Ключевые особенности технологии Smart tire от BANF:

• Мониторинг шин в режиме реального времени: постоянное отслеживание давления в шинах, температуры и износа протектора.
• Центровка колес и устойчивость гайки: обеспечивает надежное крепление колес для предотвращения опасного отсоединения.
• Измерение нагрузки и состояния дорожного покрытия: предоставляет данные о распределении нагрузки и предупреждает водителей о потенциальных опасностях, таких как выбоины, горячий асфальт и гололед.
• Оптимизация топливной экономичности: снижает сопротивление качению для повышения топливной экономичности.

В следующем году, по обещанию разработчиков, должна появиться функция прогнозирования отказа тормозов. Она позволяет заранее выявить потенциальные проблемы с тормозами для профилактического обслуживания.

Оснащая грузовики этой передовой технологией, BANF стремится повысить безопасность, снизить количество несчастных случаев и повысить общую эффективность коммерческих грузовых перевозок. Поскольку BANF продолжает расширять партнерские отношения с крупнейшими транспортными компаниями, мы можем ожидать, что вскоре и на наших дорогах появятся грузовики с этими «умными шинами», спасающими жизнь.

«Умные» шины

Goodyear и ZF так же работают с шинами в проекте Tire Intelligence, но в несколько иной плоскости, нежели BANF. Для улучшения управления движением транспортных средств они решили сделать их «умными» за счет  интеграции интеллектуальных технологий Goodyear Sightline и ZF cubiX.

В результате сотрудничества Goodyear SightLine (набор технологий интеллектуального управления шинами), внедряется в экосистему ZF cubiX (масштабируемое программное обеспечение для управления движением автомобиля, которое координирует все параметры динамики автомобиля). Это позволяет передавать дополнительные данные о шинах и дороге в систему шасси, улучшая качество вождения, повышая комфорт, управляемость и эффективность.

Благодаря исследованиям, виртуальному моделированию и тестированию в реальных условиях Goodyear и ZF выявили потенциал интегрированного решения для повышения эксплуатационных характеристик и безопасности автомобиля. Решение Goodyear SightLine способно заблаговременно определять частичное аквапланирование и предлагать рекомендации по оптимальной скорости для повышения управляемости автомобиля. Более того, при обнаружении повышенной сложности аквапланирования программное обеспечение cubiX, оснащенное данными Tire Intelligence, может применить корректирующие меры, стабилизирующие автомобиль.

Кроме того, синергия возможностей Goodyear SightLine и cubiX может обеспечить повышенную отзывчивость автомобиля, более прямое и линейное рулевое управление, улучшенную реакцию при повороте, повышенную устойчивость, снизить нагрузку на контроллер и свести к минимуму навязчивые вмешательства.

Круговой обзор

Компания Hesai Technology представила на выставке IAA Transportation в Ганновере свое новое мощное лидарное решение OT128. OT128 от Hesai, по утверждению производителя, является самым совершенным лидаром дальнего действия 360 ° на рынке и способствует быстрому развитию возможностей всестороннего зондирования автономных транспортных средств.

OT128 может достигать дальности обнаружения до 200 метров при 10% отражающей способности, удовлетворяя жестким требованиям автономного вождения 4-го уровня (L4) и других высокоточных приложений. Благодаря угловому разрешению 0,1 ° x 0,125 ° и скорости передачи данных, превышающей 3,45 миллиона точек в секунду, OT128 фиксирует детали окружающей среды с уровнем четкости, который намного превосходит требования автомобильной промышленности, поддерживая точное распознавание в сложных сценариях.

За счет меньшего на 66% количества деталей по сравнению с продуктом предыдущего поколения, OT128 имеет значительно менее сложную архитектуру. Это означает, что устройство может производиться серийно на автоматизированной производственной линии, сокращая время изготовления единицы более чем на 95% по сравнению с механическим лидаром предыдущей генерации.

Универсальный лидар OT128 может четко обнаруживать объекты как вблизи, так и на расстоянии. OT128 также обеспечивает достойное обнаружение поверхности, даже объектов, которые с трудом распознаются камерами – таких как, например,  черные автомобили.