Auto w sieci
Koncerny takie jak General Motors, Ford, Tesla, Nissan, BMW i wiele innych coraz śmielej wprowadzają i rozszerzają gamę usług sieciowych, od tzw. infotainmentu (ang. zbitka słów information i entertainment - rozrywka) czy transmisji multimedialnych, przez nawigację, po synchronizację urządzeń mobilnych, smartfonów, tabletów i aplikacje użytkowe. Wszystko to oczywiście w chmurach obliczeniowych (1). Technika w aucie nie tylko uwalnia kierowcę od coraz trudniejszych decyzji, lecz także oferuje
Według badań amerykańskiej firmy IHS, do 2017 r. aż 86% samochodów w USA będzie połączonych z Internetem, zaś do 2021 r. w sieci znajdą się wszystkie amerykańskie auta.
Koncerny takie jak General Motors, Ford, Tesla, Nissan, BMW i wiele innych coraz śmielej wprowadzają i rozszerzają gamę usług sieciowych, od tzw. infotainmentu (ang. zbitka słów information i entertainment - rozrywka) czy transmisji multimedialnych, przez nawigację, po synchronizację urządzeń mobilnych, smartfonów, tabletów i aplikacje użytkowe.
Wszystko to oczywiście w chmurach obliczeniowych (1). Technika w aucie nie tylko uwalnia kierowcę od coraz trudniejszych decyzji, lecz także oferuje nowe połączenia między człowiekiem i maszyną. Volvo za pomocą aplikacji Volvo on Call używa telefonu komórkowego jako rozbudowanego wyświetlacza i urządzenia do zdalnego sterowania.
Użytkownik może sterować z daleka ogrzewaniem fotela, sprawdzić stan akumulatora i ocenić przejechany dystans albo zużycie paliwa - w celu nadzorowania pojazdu możliwy jest dostęp do nadajnika GPS. Kompatybilne powinny być wszystkie pojazdy tego producenta, które zjechały z taśmy od roku 2012. Jeszcze o krok dalej chce pójść Ford.
Producent udostępnił przez otwarty interfejs (API) zestaw narzędzi do programowania (SDK), które mogą być używane także przez innych wytwórców samochodów oraz programistów. Celem jest stworzenie jednolitej i wspólnej dla różnych aut platformy zawierającej również aplikacje - porównywalnej z Androidem Google’a.
Smartfon może być uzupełnieniem samochodu, ale przewidziana została też inna sytuacja - to samochód staje się uzupełnieniem smartfonu! Obraz z ekranu aparatu wyświetlany byłby wówczas na konsoli pojazdu, a samo sterowanie smartfonem stawałoby się możliwe za pośrednictwem systemu pokładowego.
Nvidia i motoryzacja
W modelach S firmy Tesla zmienia się oprogramowanie. Teraz auta te będą mogły jeździć same, przywołane za pomocą sieci i komputera. Na razie tylko po autostradach, gdyż nie są jeszcze w stanie odpowiednio szybko zareagować na zmieniającą się sytuację w miejskim ruchu.
Marzeniem Elona Muska, szefa Tesli, tak samo jak szefów Forda, jest pokonanie Google’a i podbój rynku samochodów sterowanych komputerowo. Musk idzie ręka w rękę z producentem chipów graficznych Nvidia. Ta zademonstrowała niedawno płytę Drive PX (2), która stanowić ma serce samochodów sterowanych komputerowo.
Dzięki temu producent aut z kamerami, radarami i systemami LIDAR wszystkie pochodzące z nich dane przesyłać może do chmury analitycznej. Tam rozwijana jest sieć neuronowa, w taki sposób, by samochody rozumiały zachowania i sytuacje na drodze oraz potrafiły odpowiednio na nie zareagować.
Platforma Drive PX została wyposażona w 10 GB pamięci DRAM (Dynamic Random Access Memory) i łączy w sobie kilka elementów: technologię przestrzennego widzenia komputerowego, zaawansowane techniki deep learning oraz aktualizacje OTA (over-the-air). Dzięki temu wszystkiemu odmieniony ma zostać sposób, w jaki samochody "widzą, myślą i uczą się".
Jeśli auto "nie wie, co zrobić", to platforma Drive PX pozwala na przesyłanie obrazu i innych danych na żywo do chmury, gdzie dokonywane są odpowiednie obliczenia. Pojazd otrzymać ma szybką odpowiedź, a przy następnej takiej sytuacji będzie już umiał zareagować. Rozwinięta sieć neuronowa jest transferowana do bazujących na procesorze Tegra X1 komputerów pokładowych w samochodach.
Pojazdy są dzięki temu w stanie natychmiastowo i poprawnie przeanalizować obraz rejestrowany na żywo. Uczenie maszynowe sprawić ma, że poruszające się po drogach samochody będą odpowiednio przygotowane i dadzą radę podejmować decyzje w ułamkach sekund - szybciej niż kierowca-człowiek.
Walka systemów w samochodzie
Głównymi konkurentami w walce o samochodową "tablicę rozdzielczą" przyszłości są obecnie Google i Apple. Obie te firmy chcą zostać także producentami samochodów. Pierwsza rozwija platformę Android Auto, już dostępną w sklepie z aplikacjami, dla użytkowników wersji Android Lollipop w USA, Wielkiej Brytanii i Australii. Koncern spod znaku nadgryzionego jabłka ma z kolei ofertę systemową dla aut o nazwie CarPlay (3), zintegrowaną z iPhone’ami.
Podczas ubiegłorocznej konferencji deweloperskiej Google I/O 2014, Android Auto przedstawiane było jako zintegrowana platforma zapewniająca zaawansowane funkcje nawigacji GPS, zarządzanie głosem oraz dostęp do zewnętrznych aplikacji innych producentów. Wprowadzona po kilku miesiącach do użytku wersja systemu współpracuje na razie tylko z urządzeniami firmy Pioneer.
Wymagane jest połączenie samochodowego sprzętu z urządzeniem mobilnym za pomocą USB. Początki skromne, ale ma być lepiej. Jak informował niedawno "New York Times", umowy na integracje sprzętu z platformami Google lub Apple podpisało już dwudziestu czterech producentów.
Integracja platform mobilnych z elektroniką samochodową ma swoje niezaprzeczalne zalety. Pierwsza z nich jest nieco paradoksalna - otóż sprzęt połączony z systemami samochodowymi sprawia, że kierujący nie musi się rozpraszać, odrywać od kierowania, aby obsłużyć np. własny smartfon.
Inna zaleta integracji polega na połączeniu wszystkich rozproszonych dotychczas urządzeń, np. GPS-u lub kamery samochodowej, w jedno. Sparowanie auta z platformą mobilną może nawet pomóc w lokalizacji samochodu w przypadku kradzieży. Są też oczywiście wady. Posiadacz auta będzie np. związany z jednym systemem. I ewentualna chęć odejścia od platformy mobilnej może oznaczać konieczność wymiany całej elektroniki w desce pojazdu, albo wręcz wymiany pojazdu.
Firma Volvo poinformowała już prawie dwa lata temu o zamiarach wprowadzenia do swoich aut nowego systemu pokładowego, Sensus Connected Touch.
Pozwala on sterować funkcjami auta za pomocą dotykowego ekranu i poleceń głosowych. Do wyboru są też tradycyjne przyciski. Rozwiązanie oparte jest na platformie Android.
Centrum systemu stanowi siedmiocalowy ekran dotykowy typu multi- touch, umieszczony na środku deski rozdzielczej. Sensus Connected Touch daje też swobodny dostęp do serwisu Spotify, oferującego strumieniowe transmisje muzyki.
Wystarczy wypowiedzieć nazwę utworu, by go posłuchać. Połączony z Internetem system współpracuje ze sklepem z aplikacjami Google Play.
Obsługuje Google Maps, aplikację streamingową TuneIn i nawigację iGo. Ekran dotykowy może służyć do przeglądania Internetu, korzystania z mediów społecznościowych, a nawet do grania w gry znane ze smartfonów. Ze względów bezpieczeństwa część aplikacji angażujących uwagę kierowcy nie jest aktywna w trakcie jazdy. Sieć może być też udostępniana pasażerom samochodu - wówczas nasze Volvo zamieni się w hot-spot.
Przejrzysta maska
Typowym nowoczesnym gadżetem i jednocześnie aplikacją dostępną już dla każdego kierowcy jest Mobileye 560 (4). Służy do prewencji kolizyjnej i ogranicza skutki ewentualnych wypadków. System jest wyposażony w "inteligentną" kamerę, umieszczaną wewnątrz samochodu, na przedniej szybie.
Urządzenie generuje ostrzeżenia wizualne i dźwiękowe w sytuacjach krytycznych, w czasie rzeczywistym, bezpośrednio na smartfonie i na wyświetlaczu EyeWatch. Wykorzystuje technologie, które wykrywają pojazdy, pasy ruchu, ograniczenia prędkości i pieszych, rozpoznają znaki drogowe, pozwalają utrzymywać bezpieczną odległość od innych pojazdów na drodze, a w razie potrzeby ostrzegą kierowcę i pozwolą uniknąć poważnych wypadków drogowych.
Oprogramowanie w aktualnej wersji można pobrać z Internetu. A może by takie dodatkowe oko wzbogacić o jeszcze nowsze technologie i pozwolić mu przejrzeć przez rzeczy normalnie nieprzezroczyste? Firma Land Rover proponuje zastosowanie w samochodach technologii, dzięki której kierowca będzie mógł zobaczyć w trakcie jazdy, co znajduje się pod autem, bez zatrzymywania, wychodzenia i sprawdzania.
Maska stanie się prześwitująca tylko dla niego - osoby z zewnątrz oczywiście widzieć będą normalny samochód. System działa dzięki rozmieszczonym pod podwoziem samochodu kamerom, rejestrującym obraz z dołu i przekazującym go do wyświetlacza na szybie pojazdu (5). Rozwiązanie to zaliczane jest do tzw. rozszerzonej rzeczywistości (augmented reality).
Zegarek zamiast kluczyków do samochodu
Rozruch samochodu za pomocą inteligentnego zegarka? To nie tylko możliwe, ale - zdaniem przedstawicieli firmy Audi - także całkiem wygodne rozwiązanie. Zaproponowano je wraz z prezentacją nowej wersji całego systemu zarządzania pojazdem, nazywanego "wirtualnym kokpitem", w koncepcyjnym modelu Audi Q7.
Smartwatch został wyprodukowany przez LG Electronics i pracuje w systemie Android, podobnie jak cały system. Zarządzany głosem system prezentuje na wyświetlaczach informacje o stanie pojazdu i o otoczeniu. Zintegrowane są z nim m.in. usługi Google Earth i Street View.
Pasażerowie na tylnych siedzeniach mają do dyspozycji dwa tablety z filmami, multimediami i dostępem do Internetu. Smartwatch wyłącza również auto, będąc czymś w rodzaju pilota, za pomocą którego można sterować samochodem bez kierowcy, na znacznych dystansach. Koncern samochodowy Nissan postanowił z kolei zaproponować kierowcom Nismo Watch (6), czyli noszone na ręku urządzenie z interfejsem do komunikowania z samochodem.
Zegarek ma pokazywać dane na temat stanu technicznego pojazdu, informować o wydajności silnika oraz stanie paliwa. Smartwatch Nissana zbiera i wyświetla również dane o człowieku za kierownicą, np. o jego ciśnieniu krwi, tętnie itp. Gdy system zaniepokoi się parametrami zdrowia kierowcy, zasugeruje mu zmniejszenie prędkości lub nawet zatrzymanie pojazdu.
Zegarek podaje też informacje o warunkach atmosferycznych na drodze i łączy się z portalami społecznościowymi. Jeśli już jesteśmy przy monitorowaniu stanu kierowcy, to może warto rozważyć zastosowanie wynalazku o nazwie U-Wake (7). Działa on ni mniej, ni więcej tylko jako elektroencefalograf (EEG), który rejestruje ludzkie fale mózgowe.
Gdy wyczuwa zapadanie w sen użytkownika, alarmuje go o tym. Urządzenie wykorzystuje sygnały wibracyjne jako ostrzeżenia w celu utrzymania kierowcy w stanie świadomości. Jest też sprzężone ze smartfonem, w którym specjalna aplikacja przesyła automatycznie SMS-y do wskazanych osób, przyjaciół, członków rodziny itd., mogących w takiej sytuacji pomóc.
Zasięg znany co do (kilo)metrów
"Benzynowcom" i "ropniakom" proponujemy teraz powstrzymać się z ironicznymi uśmieszkami - lepiej niech przyznają szczerze, czy ich dymiące maszyny potrafią coś takiego. Czy potrafią miano - wicie oszacować co do kilku kilometrów, jak daleko jeszcze zajadą bez k onieczności tankowania?
Elektryczne samochody być może już wkrótce będą w stanie to zrobić, dzięki oprogramowa - niu stworzonemu na Stanowym Uniwersytecie Karoliny Północnej. Oczywiście, aby oszaco - wać, jak daleko dojedziemy, program potrzebuje informacji o celu podróży.
Dopiero wówczas, gdy zestawi szacowaną odległość z mapą, wzniesie - niami po drodze, informacjami o utrudnieniach, jakości dróg, pogodzie, skrzyżowaniach, mijanych miejscowościach i ograniczeniach prędkości, może podać realną liczbę kilometrów, którym da jeszcze radę akumulator. Margines błędu programu wynosi nie więcej niż 5%.
Celem jest minimalizowanie charaktery - stycznego dla kierowców aut elektrycznych lęk u przed rozładowaniem akumulatora. Rozwiązanie zostało oficjalnie publicznie zaprezentowane pod - czas 40. konferencji Stowarzyszenia Elektroniki Przemysłowej IEEE, w Dallas, w USA.
Z myślą o problemach "elektryków" zespół inżynierów z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego opracował algorytm, który w założeniu ma pozwolić na tzw. modularną wymianę akumulatorów w samochodach elektrycznych - poprzez kontrolę poziomu naładowania, zmian chemicz - nych, wieku i innych cech modułów ak umulatora.
Zamiast dość kłopotliwej i trwającej nawet pół godziny wymiany całych baterii, kierowca wy - mieniałby jedynie ich części, co byłoby szybsze i wygodniejsze. Młodzi konstruktorzy zaprezentowali swoje rozwiązanie na ubiegłorocznym kongresie Międzynarodowej Federacji Automatyki Kontrolnej (IFAC) w Kapsztadzie.
Komunikacja "auto-auto" w chmurze
Podczas trwającego w Barcelonie Mobile World Congress firma Volvo zaprezentowała swoją, opartą na przetwarzaniu w chmurze obliczeniowej, koncepcję systemu komunikujących się wzajemnie samochodów. Sygnały o zagrożeniach dla bezpieczeństwa jazdy mają być w nim przesyłane automatycznie z auta, które wykrywa zagrożenie, np. pokrywę lodową na jezdni, do chmury, z której synchronicznie pobierają dane inne pojazdy w systemie.
System ten oparty jest na technologii chmury prywatnej, opracowanej dla Volvo przez Ericssona. W odróżnieniu od znanych już rozwiązań tego rodzaju, np. Waze (społecznościowej aplikacji informującej o korkach), komunikacja w szwedzkiej technologii ma się dokonywać automatycznie.
Sensory, w które wyposażone będą pojazdy, same mają rozpoznawać niebezpieczeństwa i innego rodzaju utrudnienia, np. blokady ruchu. Oczywiście wymaga to stałego i niezawodnego połączenia aut z Internetem. Istotnym elementem będzie więc odpowiednia infrastruktura telekomunikacyjna.
W USA Volvo chciałoby rozwijać swój system we współpracy z operatorem AT&T, na zasadzie usług dla subskrybentów. W logikę kojarzenia pojazdów z Internetem wpisują się działania władz USA. Tamtejszy federalny departament transportu proponuje przepisy wprowadzające obowiązek komunikacji "auto-auto".
Dotyczyć mają na razie jedynie lekkich pojazdów. Oznacza to, że auta jeżdżące po drogach będą musiały być wyposażone w urządzenia nadawczo-odbiorcze, umożliwiające przekazywanie sygnałów pomiędzy jadącymi pojazdami (V2V). Według urzędników z tamtejszego zarządu dróg, wprowadzenie komunikacji "auto-auto" o 80% zmniejszy liczbę wypadków na drogach, bez wliczania tych spowodowanych przez alkohol.
Bezpieczeństwu ogólnemu sprzyja również pomysł używania w tablicach rejestracyjnych elektronicznego tuszu (e-ink). Zrodził się zresztą jako konsekwencja myślenia o samochodzie połączonym z siecią. Elektroniczne tablice pozwoliłyby stróżom prawa znacznie szybciej sprawdzić, czy auto nie jest kradzione i czy ma ważne ubezpieczenie.
Tabliczka byłaby bowiem połączona z systemem wydziału komunikacji i na żądanie funkcjonariusza natychmiast wyświetlano by status auta. Tablice mają być pokryte przezroczystą powłoką, panelem fotowoltaicznym, służącym do zasilania całej elektroniki. Poważnym minusem tej innowacji jest póki co jej kilkanaście razy wyższy od tradycyjnych tablic koszt.
Carhacking
Opisane wyżej rozwiązania oferują bezpieczeństwo i komfort nie tylko w ruchu drogowym - auto w sieci narażone jest przecież także na zupełnie nowe niebezpieczeństwa. Pojazd staje się swoistym mobilnym komputerem i w związku z tym jest - tak samo jak PC i smartfony - narażony na cyberataki.
Badaniem tzw. carhackingu (8) od kilku lat poważnie zajmują się naukowcy. Uniwersytety Kalifornijski w San Diego i Waszyngtoński testowały m.in. różnorodne scenariusze, w jaki sposób auto może zostać zainfekowane i jak dalece napastnik może nim potem manipulować. Wyniki ich badań nie napawają optymizmem.
Okazało się, że niektóre pojazdy, podłączone do Internetu, mogłyby w każdej chwili zostać zdalnie przejęte przez włamywaczy. Możliwy jest także atak przez port OBD 2 (autodiagnostyki pokładowej). System diagnostyczny sterowany przez oprogramowanie teoretycznie powinien wykrywać błędy w funkcjonowaniu pojazdu, ale posłużyć również może do wprowadzenia złośliwego oprogramowania do pamięci komputera pokładowego.
Aby zasymulować takie działanie, naukowcy zainfekowali w notebooku samo oprogramowanie analityczne, a ten przeszmuglował szkodliwy program przez port do auta. Ponieważ taka metoda wymaga bezpośredniego dostępu do pojazdu, przeniesienie malware’u byłoby dla hakera bardzo pracochłonne. Jednak badacze i tutaj opracowali niebezpieczny scenariusz.
Otóż gdyby opanować software analityczny w serwisach samochodowych, można by szybko zainfekować dziesiątki aut w trakcie… przeglądu. A kiedy szkodliwe oprogramowanie trafi już do samochodu, można nim niemal dowolnie manipulować.
Naukowcom udało się np.: podsłuchać rozmowę przez zintegrowany z samochodem mikrofon, korzystać z systemu GPS, aby śledzić przejazd auta, i wreszcie otworzyć zamki w drzwiach. Dlatego po wprowadzeniu do powszechnego użytku zupełnie autonomicznego samochodu mogą zdarzać się sytuacje, w których to nie złodziej przyjedzie po samochód, ale samochód… sam przyjedzie do złodzieja.
