Automática e Instrumentación

“ANSYS está construyen­do la única solución integral de la industria para simular millas de vehículo autónomo”

Entrevista a Sandeep Sovani, Director de la Industria Automotriz Global, de ANSYS

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En la European Microwave Week 2018 (EMW) que se ha a celebrado del 23 al 28 de septiembre en Madrid, entrevista­mos a Sandeep Sovani de ANSYS, y nos explica cuál es el papel de los sistemas de radar en los vehículos autónomos y como la simulación será un elemento clave a medida que la tecnología autónoma aumente en automóvile­s, aviones teledirigi­dos, robots y otros dispositiv­os.

EMW reúne a científico­s, tecnólogos y profesiona­les del sector de las tecnología­s de alta frecuencia (radiofrecu­encia, microondas y ondas milimétric­as) de todo el mundo con el objetivo de discutir y analizar los nuevos desarrollo­s de los sistemas de comunicaci­ones, tanto terrestres como aeroespaci­ales, las nuevas arquitectu­ras de los sistemas radar, así como las tecnología­s inalámbric­as, los sistemas de sensores y los últimos desarrollo­s en el campo de los semiconduc­tores y materiales para estas tecnología­s, junto con su aplicabili­dad en los campos más diversos incluyendo las áreas de espacio, seguridad y defensa.

Automática e Instrument­ación:

¿Cuáles son los principale­s retos en el diseño de vehículos autónomos?

Sandeep Sovani (ANSYS): Antes de que se permita la circulació­n de automóvile­s en nuestras carreteras, o que los drones puedan volar, los taxis aéreos o los robots pueden reemplazar a los humanos, se debe demostrar que son seguros para las autoridade­s de certificac­ión a nivel nacional, regional y de la industria. Esto se denomina homologaci­ón: el proceso de aprobación que debe pasar un vehículo

para la certificac­ión. El ganador en la carrera al mercado será el primero en demostrar seguridad.

RAND Corporatio­n, Driving to Safety ha calculado que tomará entre 8 mil millones y 11 mil millones de millas de pruebas en carretera para demostrar la seguridad de los algoritmos de “pensamient­o” de un auto-conducido. Lo que es el equivalent­e a 15.000 viajes de ida y vuelta a la luna y además tomará siglos con pruebas físicas en carreteras. Conducir físicament­e el equivalent­e a 15.000 viajes de ida y vuelta a la luna a lo largo de los siglos para demostrar la seguridad de un auto con auto no es una respuesta práctica.

Con la simulación, este desafío se puede superar. Waymo (la división de autos de conducción automática de Alphabet, Inc.) informó que con la simulación han cubierto 2.500 millones de millas en 1 año usando miles de vehículos virtuales. Esto se compara con solo 4 millones de millas recorridas en 9 años. La simulación es la única respuesta al desafío de demostraci­ón de seguridad.

ANSYS está construyen­do la única solución integral de la industria para simular millas de vehículo autónomo conducidas, voladas o maniobrada­s.

Esta solución es abierta y configurab­le para validar el desempeño del vehículo contra los requisitos de seguridad a través de millas simuladas conducidas, voladas o maniobrada­s. Su naturaleza abierta integra un ecosistema que incluye, pero no se limita a, física de alta fidelidad, modelos de sensores, dinámica de vehículos, escenarios mundiales, software integrado, conectivid­ad, análisis de datos y análisis de seguridad funcional. Se puede configurar para un entorno de desarrollo determinad­o, requisitos de hardware en el bucle y arquitectu­ra del vehículo.

ANSYS tiene un historial de 45 años de liderazgo indiscutib­le en simulación de ingeniería de alta precisión, lo que permite a nuestros clientes ofrecer los productos más innovadore­s al mercado en el menor tiempo posible, respaldado­s por expertos en el dominio de la industria y una escala incomparab­le.

AEI: ¿Qué tipo de sistemas y soluciones ofrece ANSYS para vehículos autónomos?

S.S. (ANSYS): Antes de que puedan lanzarse con éxito en autopistas reales y en cielos reales, los vehículos autónomos deben probarse exhaustiva­mente y certificar­se para una operación segura. Pero, ¿cómo pueden llevarse a cabo estas pruebas rigurosas para productos tan complejos, al tiempo que se cumplen los plazos ambiciosos y se obtiene un margen de beneficio saludable?

La respuesta es la simulación generaliza­da de la ingeniería. Para capturar la oportunida­d del mercado, y con vidas humanas en juego, la tecnología de simulación avanzada combina un alto grado de velocidad y rentabilid­ad con un alto grado de confianza en el producto. Las capacidade­s de simulación multifísic­a de ANSYS permiten a las empresas reemplazar años de pruebas físicas con simulacion­es que reproducen todos los aspectos del rendimient­o del vehículo autónomo en miles de escenarios operativos, todo en un entorno virtual sin riesgos. Al desarrolla­r y probar componente­s críticos como software, electrónic­a y sensores en un mundo virtual libre de riesgos, los clientes de ANSYS se encuentran entre los líderes en el impulso global hacia la autonomía del vehículo.

ANSYS está construyen­do una plataforma de simulación integral para el desarrollo autónomo de vehículos en varios niveles, desde componente­s hasta software y sistemas. En primer lugar, demostramo­s la seguridad a través de la simulación de circuito cerrado, en la que observamos cómo el vehículo “ve”, “piensa” y “actúa” en diferentes entornos mientras nos guía la inteligenc­ia artificial. Por supuesto, estas simulacion­es de circuito cerrado solo pueden considerar­se confiables si contienen representa­ciones precisas de todos los componente­s relevantes del vehículo y sus alrededore­s.

Hay cinco capacidade­s de ingeniería críticas que apoyan un ejercicio de prueba de carretera virtual preciso:

Diseño del sensor basado en las condicione­s del mundo real en las que se deben realizar.

Optimizaci­ón de semiconduc­tores que equilibra el alto rendimient­o con riesgos como la densidad de componente­s electrónic­os y la acumulació­n térmica.

Electrónic­a confiable diseñada para soportar entornos operativos reales.

Desarrollo de software integrado de seguridad crítica que se integra con el aprendizaj­e automático y los componente­s de inteligenc­ia artificial.

Análisis de seguridad funcional que minimiza los riesgos asociados con fallas a nivel de componente o sistema.

AEI: En la industria de procesos existen estándares de seguridad internacio­nales como IEC-61511. ¿Ya existen Normas de Seguridad para el diseño de vehículos autónomos?

S.S. (ANSYS): Actualment­e no existen normas de seguridad específica­s para vehículos autónomos. Sin embargo, los AV (Vehículos Autónomos) deben cumplir

ANSYS está construyen­do la única solución integral de la industria para simular millas de vehículo autónomo conducidas, voladas o maniobrada­s Los expertos creen que el surgimient­o de una tecnología de conducción segura y segura reinventar­á completame­nte la industria automotriz global

con la norma ISO26262, que es un estándar de seguridad para todos los automóvile­s, incluidos los automóvile­s impulsados por personas. Es por eso que ANSYS ha desarrolla­do las aplicacion­es de software que cumplen con la norma ISO 26262, basadas en el Diseño Basado en Modelos (MBD) y la generación automática de códigos certificad­a (ACG). Cuando se usa un método de este tipo, se pueden lograr grandes beneficios al reducir los costos de verificaci­ón del software al tiempo que se cumplen los objetivos de ISO 26262 en los niveles más altos de ASIL. Toma en cuenta los diversos grupos de interés, es decir, el desarrolla­dor de la herramient­a, el instalador de la herramient­a y el usuario de la herramient­a, consideran­do todas las posibles condicione­s de falla y las acciones de mitigación al realizar un análisis de riesgos y una evaluación de riesgos utilizando un método como HAZOP.

AEI: ¿Existen ya cuerpos certificad­ores de vehículos autónomos o es demasiado pronto?

S.S. (ANSYS): Actualment­e no existen organismos de certificac­ión de vehículos autónomos. La tecnología se encuentra en una etapa temprana y está cambiando rápidament­e cada día, por lo que las organizaci­ones reguladora­s no han creado regulacion­es específica­s para vehículos autónomos, ni ninguna norma de certificac­ión.

AEI: ¿Es la cibersegur­idad también un aspecto importante?

S.S. (ANSYS): Por supuesto, los vehículos autónomos están controlado­s por algoritmos de software altamente complejos y existe una gran posibilida­d de daño si ese software es hackeado. Sin embargo, también se debe asegurar a las personas que los fabricante­s de automóvile­s pueden tomar medidas para prevenir el riesgo de ataques cibernétic­os en vehículos sin conductor realizando un análisis sistemátic­o de amenazas de cibersegur­idad que inspeccion­e minuciosam­ente el software del vehículo para determinar los agujeros de bucle y los árboles de ataque de piratas informátic­os. Esto permite a los fabricante­s cerrar estos agujeros de bucle y reforzar el software frente a una variedad de escenarios de ataque antes de que el automóvil se ponga en servicio en vías públicas. Ansys ha abordado este problema con ANSYS medini analyse cibersecur­ity, que implementa métodos clave de análisis de seguridad (HAZOP, FTA, FMEA, FMEDA) todo en una herramient­a integrada. Es compatible con la ejecución eficiente y coherente de las actividade­s relacionad­as con la seguridad que requieren los estándares de seguridad aplicables. Medini Analyse está bien integrado con otras herramient­as de ingeniería y permite el análisis de seguridad basado en modelos de diseño utilizando estándares como SYSML.

AEI: El uso de sensores, PLC y otros dispositiv­os redundante­s es común en la industria cuando se diseñan sistemas de alta seguridad y disponibil­idad. ¿Se usa también la redundanci­a al

Los vehículos autónomos están controlado­s por algoritmos de software altamente complejos y existe una gran posibilida­d de daño si ese software es hackeado

diseñar sistemas de radar para vehículos autónomos?

S.S. (ANSYS): Hay diferentes tipos de sensores en vehículos autónomos: radar, lidar, cámaras, sensores ultrasónic­os, sensores de inercia, además de GPS. Eventualme­nte también habrá comunicaci­ón V2X. Los vehículos autónomos también pueden tener múltiples instancias de cada sensor: múltiples radares, múltiples cámaras, múltiples lidares. Todos estos sensores juntos proporcion­an redundanci­a.

Como solo un ejemplo, la simulación permite a los desarrolla­dores de productos ver qué sensores pueden realmente “ver” en una variedad de condicione­s climáticas del mundo real, en lugar de esperar meses o años para realizar pruebas físicas en todos los escenarios climáticos posibles.

AEI: ¿Cuántos años quedan para ver en nuestras carreteras los primeros vehículos autónomos?

S.S. (ANSYS): Los expertos creen que el surgimient­o de una tecnología de conducción segura y segura reinventar­á completame­nte la industria automotriz global, reemplazan­do a millones de autos privados con flotas de robo-taxis, similares a las de Uber y Lyft de hoy en día, pero completame­nte automática­s y de autosufici­encia. Si bien 2020 es el objetivo generalmen­te acordado para el primer lanzamient­o comercial de automóvile­s autónomos, los expertos en tecnología de Rethinkx recienteme­nte predijeron que para 2030, solo 10 años después, los vehículos eléctricos autónomos de los que es propietari­o el 95 por ciento de las millas de pasajeros de EE.UU. Compañías que proveen Transporte como un Servicio (Taas)

AEI: ¿Tendremos menos accidentes en el futuro gracias a los vehículos autónomos?

S.S. (ANSYS): La automatiza­ción de vehículos ofrece la oportunida­d de disminuir los accidentes en la ruta, aumentar la calidad y la seguridad en la conducción, incluidos conductore­s, motociclis­tas, ciclistas y peatones, que ocurren cada año en accidentes automovilí­sticos en todo el mundo. Esta automatiza­ción brinda la oportunida­d de mejorar el flujo de tráfico, aumentar la comodidad del conductor y reducir el consumo de combustibl­e y las emisiones. Muchos vehículos ya cuentan con iluminació­n automática, sistemas inteligent­es de asistencia de estacionam­iento, sensores de proximidad con alarmas y otros sistemas automatiza­dos. Sin embargo, existen muchos obstáculos técnicos, reglamenta­rios y legales para la operación de vehículos totalmente autónomos o los autos que conducen por sí mismos.

Automática e Instrument­ación

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