“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
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.
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