Die Automobilbranche erlebt…
…eine Software-definierte Revolution
OEMs investieren massiv in autonome Fahrtechnologien und nutzen Simulationen und digitale Zwillinge, um die tiefen neuronalen Netzwerke im Fahrzeug zu trainieren, zu testen und zu validieren. Der Software-definierte Ansatz verändert aber noch mehr: die Art und Weise, wie Kunden ihre Autos erleben.
Die Zukunft der Mobilität ist Software-definiert
Das Zeitalter der Geräte mit fester Funktion ist vorbei. Ob Smart-TVs oder Telefone - die Verbraucher erwarten heute Produkte, die durch Software-Updates immer besser werden. In ähnlicher Weise wird die nächste Generation von Software-definierten Fahrzeugen die Automobilindustrie radikal verändern.
Herkömmliche Fahrzeugarchitekturen sind nicht für einen Software-first-Ansatz ausgelegt, mit verteilten Steuergeräten, die nach dem Einbau in ein Fahrzeug nur schwer zu aktualisieren sind. Die Fahrzeuge der Zukunft brauchen eine zentrale, hochleistungsfähige Computerplattform, auf der die komplexe Software läuft, die die fortschrittlichsten intelligenten Funktionen ermöglicht, sowohl für das autonome Fahren als auch für das Infotainment im Fahrzeug. Dieses System muss auch über genügend Rechenleistung verfügen, um künftige, noch nicht vorgesehene Anwendungen ausführen zu können.
Diese programmierbaren Autos werden während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs neue Funktionen bieten, die alle über »Over-the-Air«-Updates verfügbar werden, von automatisierten Fahrfunktionen bis hin zu digitalen Assistenten in der Kabine. Während ein herkömmliches Auto im Laufe der Zeit an Wert verliert, wird das Software-definierte Fahrzeug am Tag der Auslieferung auf dem Basisniveau sein und im Laufe der Zeit immer besser werden. Der Wert des Fahrzeugs kann auch steigen, indem es neue Fähigkeiten bekommt, die es vorher nicht hatte.
Die Software-definierte Architektur eröffnet den Automobilherstellern auch neue Geschäftsmodelle, da die Einnahmen sowohl am Verkaufsort als auch während der Lebensdauer des Fahrzeugs realisiert werden können. Neue Funktionen können kostenlos, einmalig, nutzungsabhängig oder im Abonnement angeboten werden.
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Intelligente Fahrzeuge für die reale Welt zu entwickeln bedeutet, Zeit in einer virtuellen Welt zu verbringen
Die Entwicklung Software-definierter Fahrzeuge ist ein ausgesprochen zeit- und kostenaufwändiger Prozess, an dem Teams auf der ganzen Welt mitwirken müssen. Traditionell erstrecken sich die Produktentwicklungszyklen in der Automobilindustrie über viele Jahre, um diesen Aufwand zu bewältigen.
Skalierbare, offene Plattformen wie NVIDIA Omniverse eröffnen neue Möglichkeiten zur Rationalisierung des Design-Prozesses, um die Effizienz und Produktivität der Arbeitsabläufe zu steigern.
Designer und Ingenieure können interaktive, gemeinsame Konzepttests durchführen und Fahrzeugmodelle und Simulationen mit hoher Genauigkeit bewerten. Teams können Probleme frühzeitig im Design-Prozess erkennen und schneller Entscheidungen über kritische Faktoren wie Leistung und Aussehen treffen.
Darüber hinaus können Projektteams durch die Überprüfung von Fahrzeugentwürfen auf der virtuellen Plattform sowohl die Kosten senken als auch die Produktionszeitpläne für den Entwurfs- und Fertigungsprozess beschleunigen.
Dieselbe Technologie kann auch verwendet werden, um potenziellen Kunden die neuesten Modelle in virtuellen Ausstellungsräumen zu präsentieren. Das Fahrzeug kann einfach virtuell konfiguriert werden, und das neueste Design kann im Detail betrachtet werden - von den Nähten auf den Ledersitzen über die Reflexionen in der Lackierung bis hin zu den fortschrittlichen Funktionen des Fahrzeugmodells. Dies führt dazu, dass die Kunden mehr Vertrauen in ihren Kauf haben, da sie sich ihre Wahl besser vorstellen können.
Virtuelle Versuchsfelder für autonome Fahrzeuge
Neben einem umfassenden Entwurfsprozess müssen autonome Fahrzeuge (AVs) in großem Maßstab entwickelt und in einer Vielzahl von Szenarien getestet werden, bevor sie auf öffentlichen Straßen eingesetzt werden können.
Um die enormen potenziellen Sicherheitsvorteile nutzen zu können, müssen autonome Fahrzeuge in der Lage sein, auf die unterschiedlichsten Situationen auf der Straße zu reagieren, z. B. auf Rettungsfahrzeuge, Fußgänger, schlechte Witterungsbedingungen und eine praktisch unendliche Anzahl anderer Hindernisse - darunter auch Szenarien, die zu gefährlich sind, um sie in der realen Welt zu testen.
Es gibt weder eine praktikable Möglichkeit, Fahrzeuge in all diesen Situationen auf der Straße zu testen, noch sind Straßentests ausreichend kontrollierbar, wiederholbar, vollständig oder schnell genug. Deshalb ist die Simulation so wichtig, denn sie ermöglicht es den Entwicklern, all diese Möglichkeiten in der virtuellen Welt zu testen, bevor AVs in der realen Welt eingesetzt werden.
Dank der jüngsten Durchbrüche im Bereich der künstlichen Intelligenz können Entwickler nun Simulationen direkt aus realen Daten erstellen, was die Genauigkeit erhöht und gleichzeitig wertvolle Zeit und Kosten spart.
Die neue KI-Pipeline, die so genannte »Neural Reconstruction Engine, extrahiert automatisch die wichtigsten Komponenten, die für die Simulation benötigt werden, darunter die Umgebung, 3D-Assets und Szenarien. Diese Teile werden dann zu Simulationsszenen rekonstruiert, die den Realismus von Datenaufzeichnungen haben, aber vollständig reaktiv sind und nach Bedarf manipuliert werden können. Dieses Maß an Detailreichtum und Vielfalt von Hand zu erreichen, ist kostspielig, zeitaufwändig und nicht skalierbar.
Die Generierung synthetischer Daten ist ebenfalls eine Schlüsselkomponente zur Beschleunigung der AV-Entwicklung in der Simulation. Durch die Generierung physikalisch basierter Sensordaten für Kamera, Radar, Lidar und Ultraschall zusammen mit der entsprechenden »Basiswahrheit« ist es nun möglich, diese Daten für das Training von KI-Wahrnehmungs-Netzwerken für AVs zu verwenden.
Die Verwendung synthetischer Daten reduziert den Zeit- und Kostenaufwand, ist immer genau und liefert Grunddaten, die Menschen nicht kennzeichnen können, wie Tiefe, Geschwindigkeit und verdeckte Objekte. Außerdem werden Trainingsdaten für seltene und gefährliche Szenen generiert, um reale Daten für einen gezielten Ansatz zur Lösung einiger der größten Herausforderungen von AVs zu ergänzen.
Mit physikalisch genauen Simulationsplattformen, die in der Lage sind, synthetische Daten zu generieren, können AV-Entwickler ihre Produktivität, Effizienz und Testabdeckung verbessern und so die Markteinführung beschleunigen, während sie gleichzeitig die Fahrzeiten in der Praxis minimieren.
Auf dem Weg in eine sicherere, intelligentere und maßgeschneiderte autonome Zukunft
Künstliche Intelligenz ist dabei, die Automobilindustrie zu verändern. Die Automobilhersteller nutzen bereits Simulationsplattformen, um autonome Fahrzeuge zu bauen, und die Autos werden als »Software-first« neu konzipiert, um autonome Fahrfunktionen und andere intelligente Dienste anzubieten. Die Kunden werden bald von diesen Technologien profitieren können, da Automobilhersteller wie Mercedes Benz und Jaguar Land Rover planen, in naher Zukunft mit der Produktion von hochautomatisierten, Software-definierten Fahrzeugen zu beginnen.
Mit der zunehmenden Elektrifizierung und Automatisierung des Individualverkehrs wird die Zeit im Fahrzeug immer mehr zu einem Lebensraum und nicht mehr zu einem nervenaufreibenden Arbeitsweg. Mit einer zentralisierten Architektur der nächsten Generation werden zentralisierte Rechenplattformen nahtlos Fahrerinformationen, Cockpit- und Infotainment-Funktionen orchestrieren. Automobilhersteller können ihre IVI-Angebote leicht anpassen und skalieren, um jedem Fahrgast ein personalisiertes Erlebnis zu bieten.
Letztendlich muss die Sicherheit an erster Stelle stehen. Wenn es um Menschenleben geht, wollen wir nicht nur sicherstellen, dass wir es richtig machen, sondern auch, dass wir es nie falsch machen. Wir sind der festen Überzeugung, dass die nächste Generation des Transports autonom sein wird. Deshalb haben wir es uns bei NVIDIA zur Aufgabe gemacht, selbstfahrende Technologien zu entwickeln, die ein sichereres, komfortableres und angenehmeres Erlebnis für alle bieten, indem wir die Sicherheit in jeden Schritt des Entwicklungsprozesses einbeziehen - einschließlich Design, Produktion und Fahrzeugbetrieb.
Autor:
Danny Shapiro, Vice President Automotive bei NVIDIA
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