Las tecnologías de conducción autónoma dependen en gran medida de la conectividad del vehículo y la gestión de esta interacción se está volviendo más importante que nunca.
Se espera que la tecnología de conducción autónoma tenga un impacto significativo en Internet de los automóviles, ya que los vehículos sin conductor generarán una cantidad significativa de tráfico (y los automóviles recibirán más datos de entrada). El siguiente gráfico es mi predicción de cómo los vehículos autónomos afectarán el flujo de datos en los vehículos en red. Este pronóstico es una descripción general de la industria de Internet del automóvil y destaca los principales segmentos del mercado. La línea de tiempo presentada también cubre solo los principales casos de uso de vehículos autónomos (a pesar de que el marco de tiempo para el despliegue de estos vehículos es bastante borroso). La siguiente línea de tiempo es, en mi opinión, bastante optimista.
El gráfico utiliza códigos de colores para indicar escenarios de uso de vehículos no tripulados. Los sistemas ADAS (incluidos los sistemas Tier 2 y 3) están marcados en negro. Los vehículos no tripulados para el transporte de mercancías están marcados en azul claro, los taxis robóticos en azul oscuro. Los camiones no tripulados están marcados en verde. Los vehículos no tripulados de ruta fija y los vehículos no tripulados personales están marcados en rojo. Finalmente, algunas preguntas relacionadas con casos de uso de vehículos autónomos se resaltan en amarillo en el lado derecho del gráfico.
Cada categoría contiene dos bloques, con datos que ingresan al vehículo y datos transmitidos desde el vehículo. Estos bloques representan muchos tipos de datos, todos los cuales se analizarán en detalle a continuación. Como era de esperar, los diferentes casos de uso de vehículos autónomos serán igualmente importantes para toda la industria, ya que utilizan tecnologías similares.
Coches con ADAS
Las funciones de los sistemas ADAS en la parte inferior del gráfico ya están comenzando a influir en la industria. Para automóviles con sistemas ADAS y funcionalidad de 2 y 3 niveles de autonomía, el factor de ciberseguridad es especialmente importante, lo que aumenta la capacidad del mercado de Internet del automóvil. Para los vehículos con sistemas ADAS, las actualizaciones de software por aire también son cada vez más importantes, ya que los informes de la Asociación Estadounidense del Automóvil requieren mejoras significativas en estos sistemas. Actualmente se están lanzando varias actualizaciones funcionales para los sistemas ADAS, y con el tiempo esta dirección solo se desarrollará. Este desarrollo en la industria indica la siguiente tendencia: los sistemas ADAS se actualizarán con más frecuencia que las unidades de control electrónico.
También se espera que aumente la cantidad de datos generados por vehículos con sistemas ADAS. Los vehículos de nivel 2 y 3 requieren información de tráfico y navegación. Los sistemas Road Experience Management y Roadbook de Mobileye son cada vez más importantes.
Debido a que existe una gran incertidumbre sobre cómo los conductores utilizan las capacidades de ADAS, es importante recopilar y analizar los patrones de uso de las capacidades de ADAS. Este factor también puede afectar la frecuencia de las actualizaciones de software.
Es probable que los sistemas ADAS modernos tengan soporte para V2X (redes de vehículos), a pesar de que la batalla es entre V2X-DSRC y C-V2X, dos tecnologías de redes de vehículos en competencia. El tiempo y el ritmo de implementación de estos sistemas no están claros, pero es probable que V2X amplíe la gama de casos de uso de Internet para automóviles.
Vehículos no tripulados para el transporte de mercancías
Una de las consecuencias de la pandemia de Covid-19 ha sido el hecho de que el transporte de mercancías mediante vehículos no tripulados se está convirtiendo en uno de los principales segmentos del mercado de vehículos no tripulados. Hay dos tipos de vehículos no tripulados para el transporte de mercancías: los dispositivos que se mueven por las aceras y los vehículos que circulan por la vía pública. Dado que estos vehículos no tienen pasajeros, muchas de las funciones habituales de transporte en red ya no son necesarias. Sin embargo, las unidades de control electrónico requerirán una amplia funcionalidad de red (especialmente las unidades de control autónomas).
Todo esto significa que las actualizaciones de OTA (así como las actualizaciones de funcionalidad) serán especialmente importantes. Los operadores de flotas pueden utilizar vehículos autónomos para el transporte de mercancías, cuyos vehículos pueden regresar regularmente a la base (normalmente esta necesidad surge varias veces al día). En este caso de uso, las actualizaciones de seguridad se pueden instalar en la estación de mantenimiento del hogar. Las tecnologías inalámbricas seguirán siendo la columna vertebral de las redes, aunque también se puede utilizar una conexión por cable para algunas funciones.
Los problemas de ciberseguridad también serán muy importantes para las empresas operadoras.
Es probable que los datos operativos de dichos vehículos sean de gran importancia. Son estos datos los que pueden ser la clave para mejorar el software y el hardware de los vehículos autónomos (mediante un análisis exhaustivo).
Los vehículos autónomos utilizarán sistemas de navegación de mapas y datos de carreteras para transportar mercancías, y estos datos deben actualizarse periódicamente. Por lo tanto, las actualizaciones de los datos de las carreteras se recopilarán mediante dispositivos de mensajería no tripulados, y estas actualizaciones se distribuirán por toda la flota según sea necesario.
Para los clientes de dichos servicios, los datos sobre qué mercancías se cargan en el automóvil y cuándo se entregarán serán cruciales.
Vehículos no tripulados con rutas fijas
La pandemia de Covid-19 ha afectado negativamente a los vehículos no tripulados con rutas fijas (y variables), ya que compartir dichos vehículos se ha vuelto indeseable. La lista de posibles escenarios para el uso de vehículos no tripulados con rutas fijas incluye viajes en áreas cerradas y varias rutas de autobús. Las perspectivas para el uso de tales automóviles deberían recuperarse (tal vez la comprensión de esta norma cambie) dentro de uno o dos años.
La funcionalidad clave de los vehículos de ruta fija se superpone con la funcionalidad de los dispositivos de entrega. Las unidades de control electrónico dependerán de una conexión de red estable y la frecuencia de las actualizaciones funcionales aumentará notablemente.
Además, para cada uno de los pasajeros de dicho automóvil, el problema de la seguridad cibernética se agudizará: se requerirán actualizaciones de software importantes para mejorar la confiabilidad de varios sistemas de seguridad (incluido el software a bordo deberá monitorear cuidadosamente cualquier actividad sospechosa).
Los datos operativos de vehículos con rutas fijas tendrán la máxima prioridad: se utilizarán para mejorar la seguridad y la funcionalidad del software y el hardware de estos vehículos.
Se pedirá a los usuarios de vehículos de ruta no tripulados que accedan a datos sobre la disponibilidad y la hora de llegada de dichos vehículos en tiempo real. La precisión de estos datos determinará la satisfacción del usuario y la frecuencia del uso del servicio.
Los cambios en los datos de las carreteras también se recopilarán y registrarán, pero en este segmento de mercado no son tan importantes debido a que los viajes se realizarán en un número limitado de rutas.
Camiones no tripulados
Como resultado de la pandemia Covid-19, existe una gran demanda de servicios para el transporte de diversos bienes. La situación actual del mercado estimula las inversiones en el campo de los camiones autónomos. La industria del transporte de carga no tripulada se divide en diferentes direcciones: transporte entre centros de transporte, camiones para áreas cerradas y transporte por rutas fijas.
La conectividad es fundamental para los camiones autónomos. Las ECU de estos camiones requerirán una conexión inalámbrica estable, y las actualizaciones de funciones y por aire se publicarán con frecuencia.
La ciberseguridad en varios niveles es importante para todos los vehículos autónomos, especialmente para camiones, dado el daño que pueden causar los ataques de piratas informáticos. La mayoría de los camiones autónomos serán flotas de ciberseguridad que van desde una amplia gama de software de seguimiento del flujo de trabajo a bordo hasta centros de operaciones basados en la nube.
Para los camiones autónomos, los datos operativos de otros vehículos autónomos serán muy importantes: pueden ser la clave para garantizar la seguridad y la funcionalidad del software y el hardware.
El seguimiento de las tendencias de seguridad a lo largo de los años requerirá datos y análisis adicionales sobre el funcionamiento de las flotas de camiones autónomos. Este enfoque es necesario en todos los casos de uso de vehículos autónomos, pero su implementación es especialmente importante en el caso de dispositivos diseñados para reemplazar vehículos controlados por humanos. Todos estos datos son necesarios para demostrar la seguridad de los vehículos no tripulados en comparación con los conducidos por una persona; los datos le permitirán evaluar varias métricas numéricas, analizar las condiciones de conducción y otros datos similares.
Los datos sobre el estado de la carga y los camiones son importantes hoy en día, pero serán fundamentales en la futura cadena de suministro (impulsada por vehículos autónomos). En el futuro, aumentarán los requisitos tanto para los detalles de estos datos como para la frecuencia de su actualización.
Robotaxi
La mayoría de las pruebas de taxis robóticos se llevaron a cabo al comienzo de la pandemia Covid-19, luego hubo retrasos y cancelaciones de pruebas. Casi todas las pruebas del robotaxi fueron atendidas por un conductor humano que monitoreó la seguridad del sistema. Aproximadamente el 5% de las pruebas de manejo de Waymo en Phoenix fueron sin conductor. La ley de California permite la conducción de prueba sin conductor, pero requiere control remoto. Las autoridades chinas también están comenzando a permitir vehículos autónomos sin conductor en algunas regiones del país.
Robotaxi presenta requisitos mucho más importantes para el funcionamiento de una conexión inalámbrica, en comparación con los vehículos no tripulados, que se discutieron anteriormente. Al igual que en otras áreas de la industria, la electrónica de control de vehículos requiere conectividad inalámbrica de alta velocidad para actualizaciones frecuentes y mejoras de software.
Además, los taxis robóticos necesitan amplias capacidades de ciberseguridad. La mayoría de los robotaxis formarán parte de flotas que venden viajes, y estos vehículos tendrán protecciones integradas de hardware y software. Los centros de operaciones en la nube rastrearán, analizarán y compararán las operaciones de comunicación de la red para encontrar patrones inusuales de modo que puedan investigar y tomar medidas cuando sea necesario.
Se espera que Robotaxi ofrezca a sus pasajeros una amplia gama de contenido, incluido contenido de video que antes no podían consumir los conductores de automóviles habituales. Este fenómeno a menudo se conoce como "economía de pasajeros": celebra el hecho de que el conductor también se ha convertido en pasajero y puede consumir contenido de video. Cuando se usa video, los requisitos de ancho de banda aumentan significativamente y el trabajo en este tema comenzará en el campo de los robotaxi después del inicio de la implementación de los servicios.
El Roadbook de Mobileye es una hoja de ruta alineada con carriles (Fuente: Mobileye)
Los datos operativos serán especialmente importantes para la operación de taxis robóticos; se pueden obtener de varias matrices de datos que surgen durante la operación de flotas de vehículos. El análisis de estos datos podría ser clave para garantizar la seguridad y la funcionalidad del hardware y software del robotaxi.
Se utilizará información adicional y análisis de las operaciones de la flota para mejorar los sistemas de seguridad de los taxis robóticos durante décadas. Dichos datos y su análisis serán necesarios para demostrar que los taxis robóticos serán más seguros que las empresas de taxis existentes con conductores humanos. Es importante determinar las condiciones de conducción más adecuadas para la operación de taxi robótico. Si la industria puede determinar qué datos vale la pena rastrear y cómo usarlos, será posible formular estándares de la industria para analizar y comparar los resultados (así como los resultados en sí mismos que promoverán la seguridad de los vehículos autónomos en una perspectiva global).
Los vehículos de prueba ya están recopilando información sobre el tráfico y cambios en las condiciones de la carretera, y estos procesos continuarán y ganarán impulso a medida que se sigan desplegando los servicios.
La economía de pasajeros, a su vez, aumentará la necesidad de datos estadísticos sobre el consumo de contenido en robotaxi. La pregunta clave es qué configuraciones de privacidad puede controlar el usuario.
Vehículos personales no tripulados
Los vehículos personales no tripulados del 4º nivel aparecerán muy pronto y las perspectivas para su desarrollo y despliegue son muy borrosas. El mejor escenario es el siguiente: los vehículos no tripulados personales utilizarán plataformas de software utilizadas en flotas de robotaxi y podrán proporcionar servicios similares para uso personal. Por lo tanto, los vehículos personales no tripulados necesitarán las mismas tecnologías de Internet para automóviles que los taxis robóticos.
La economía de pasajeros en los automóviles autónomos será más avanzada que en los taxis robóticos, ya que los pasajeros pasarán más tiempo en dichos vehículos, lo que conducirá a un consumo de contenido más extenso y un aumento de la carga en los canales de comunicación inalámbrica.
Otros problemas en la industria de los vehículos no tripulados
Hay una serie de desafíos en el mercado de vehículos autónomos, que están marcados en los cuadros amarillos de la figura. Todos estos desafíos se relacionan con las capacidades de conectividad inalámbrica de los vehículos autónomos.
El control remoto es una tecnología que se puede aplicar en varios casos. Su esencia es que el vehículo será controlado remotamente por un operador que verá lo que ven los sensores del vehículo. Esta tecnología se puede utilizar durante un tiempo breve en determinadas condiciones (o como alternativa en caso de problemas de software). El control remoto requiere un ancho de banda inalámbrico significativo para transmitir la información del sensor al operador.
Las conexiones inalámbricas son fundamentales para todos los vehículos, lo que plantea una cuestión clave. ¿Algunos vehículos no tripulados necesitan un canal de respaldo para garantizar la comunicación en un momento dado? Hay una pregunta similar: ¿el sistema de ciberseguridad necesita su propia conexión inalámbrica para aumentar el nivel de seguridad? Creo que la segunda pregunta puede responderse afirmativamente. Si es necesario, se puede utilizar un canal inalámbrico adicional como canal de comunicación de respaldo para la transmisión de datos.
Casi todos los automóviles vendidos en los EE. UU. Tienen una caja negra que registra información clave de la ECU en caso de accidente. Sin embargo, recuperar esos datos es difícil y costoso. Creo que los datos sobre accidentes que involucran vehículos autónomos deben almacenarse en una caja negra y también transferirse inmediatamente a una parte neutral para su almacenamiento y análisis. Estos datos se pueden transmitir a través de conexiones inalámbricas existentes.
El V2X continúa su viaje hacia la industria automotriz a pesar del enfrentamiento entre el V2X-DSRC y el C-V2X. Los vehículos autónomos no requieren soporte V2X, aunque esta tecnología tiene capacidades y beneficios de integración muy prometedores. V2X se convertirá en otro canal para las comunicaciones inalámbricas con vehículos (y otras instalaciones) a medida que la tecnología se despliegue durante los próximos 3-5 años.
Además, cualquier vehículo puede usar datos de flujo de tráfico y beneficiarse de ellos, todo lo cual será aún más significativo con V2X. ¿Existe la posibilidad (o probabilidad) de que los vehículos autónomos puedan interactuar con los sistemas de gestión del tráfico, al menos a nivel local o regional? Si es posible, ¿se implementará dicha tecnología en 10, 15 años o en el futuro?
Finalmente, echemos un vistazo a un par de preguntas más para expandir el Internet de los automóviles. La primera pregunta es cuándo aparecerán los estándares para vehículos no tripulados , cuántos habrá y a qué niveles afectarán.
Las ciudades inteligentes utilizan datos de automóviles conectados, pero los macrodatos de varios casos de uso de vehículos autónomos serán aún más útiles. Darán resultados que mejorarán la productividad de todo el transporte urbano. ¿Cuántos datos se necesitan para esto y cuándo se organizará esta interacción?
Los vehículos autónomos generan enormes cantidades de datos, especialmente a partir de sensores en lidars, radares y cámaras. La mayoría de los datos de los sensores son de corta duración y nunca salen del vehículo. Surge la pregunta: ¿qué parte de los datos de los sensores enviará el coche a la nube? Creo que es muy pequeño, pero la cantidad total de estos datos seguirá siendo grande.
Entonces surge otra pregunta. El almacenamiento de datos se utiliza a menudo como un compromiso con la transmisión inalámbrica debido a preocupaciones de costos. La memoria de los dispositivos que almacenan datos se borra después de conectarse a una red cableada o inalámbrica. Creo que la memoria integrada en los coches autónomos se utilizará para almacenar temporalmente la mayoría de los datos procedentes de los sensores.
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