Zobaczyłem, jak wygląda przyszłość motoryzacji. Wiem już, co potrafi samochodowy superkomputer

W Centrum Inżynieryjnym ZF w Łodzi sprawdziłem, jak tworzy się systemy, które ułatwiają jazdę samochodem i porozmawiałem o tym, czego możemy spodziewać się w przyszłości. Nie tylko w najdroższych samochodach.

Nowoczesna technologia codziennie pomaga kierowcom tak, by jeździło im się łatwiej i bezpieczniej. Kto kilka razy przejedzie się autem uzbrojonym w zaawansowane systemy wspomagające, potem niechętnie wróci do starszych konstrukcji. Kamery monitorujące znaki drogowe i podpowiadające, jakie mamy ograniczenie prędkości, automatyczne światła drogowe, gasnące, gdy ktoś jedzie z przeciwka, utrzymywanie pasa ruchu, monitorowanie martwego pola… to tylko przykłady układów, kryjących się za tajemniczymi, trzyliterowymi skrótami. Jedni kochają je wszystkie, inni niektóre z nich wyłączają. Ale łatwo się do nich przyzwyczaić.

Jak się je tworzy?

Kto odpowiada za wspomniane systemy radarów, kamer, czujników i komputerów? Producenci aut raczej nie zajmują się tym we własnym zakresie. Zamiast tego, zlecają to podwykonawcom. Na przykład firmie ZF, która jest znanym i utytułowanym producentem części i rozwiązań technologicznych.

Nie ukrywam, iż zawsze ciekawiło mnie, jak powstają „ułatwiacze” jazdy. Kto odpowiada za dopracowywanie asystenta pasa ruchu? Jak „nauczyć” kamerę, by odpowiednio rozpoznawała i interpretowała znaki drogowe? Dlatego bardzo ucieszył mnie telefon, który pewnego dnia odebrałem. „Może chciałbyś wpaść do nas, do centrum inżynieryjnego?” – zapytała mnie przedstawicielka ZF. Zacząłem szykować się na wycieczkę do Niemiec. To błąd!

Centrum inżynieryjne ZF, które odwiedziłem, mieści się w Łodzi

Koncern mocno inwestuje i działa w naszym kraju. Ma zakłady i centra inżynieryjne w Częstochowie, Bielsku-Białej, Gliwicach, Wrocławiu, Warszawie i właśnie w Łodzi. „Jednostka prowadzi działalność badawczo-rozwojową w obszarze projektowania i testowania aktywnych systemów bezpieczeństwa. Zadaniem projektowanych rozwiązań jest zapobieganie wystąpieniu niebezpiecznych zdarzeń drogowych oraz wspieranie kierowcy w podejmowaniu decyzji na drodze. Inżynierowie Centrum rozwijają systemy wizyjne i radarowe dedykowane pojazdom osobowym i specjalistycznym, współpracują z wiodącymi producentami samochodów na świecie” – tak ZF opisuje łódzkie centrum na swojej stronie. Pojechałem zobaczyć, jak to wygląda w praktyce.

Najpierw kilka faktów: Centrum Inżynieryjne w Łodzi zatrudnia 250 osób, ale całe ZF w Polsce ma już ponad 10 000 pracowników. Nasz kraj jest największym ośrodkiem tej marki w tej części Europy. Firma inwestuje aż 7,8% dochodu ze sprzedaży w badania i rozwój – co oznacza, iż inżynierowie, testerzy czy programiści mają co robić.

Najpierw popatrzyłem, jak wygląda przeszłość, teraźniejszość i przyszłość technologii wspomagających

Mówiąc w skrócie, systemy można podzielić na takie, które wspomagają komfort i te, których „działka” to bezpieczeństwo. Te pierwsze to np. asystent pasa ruchu czy aktywny tempomat. Drugie to np. system hamowania awaryjnego czy omijania przeszkody. Układy działające na rzecz bezpieczeństwa działają przez cały czas w tle i wkraczają do gry w sytuacji awaryjnej.

Jak wyglądało ich działanie i kooperacja dawniej?

Dawniej różne komponenty – czyli np. radary i kamery – były od siebie oddzielone. Nie komunikowały się i każdy miał po prostu swoją funkcjonalność. Później zaczęto łączyć je w obszary powiązane tematycznie, takie jak np. infotainment albo te związane z hamowaniem. Potrafiły już ze sobą „rozmawiać” i mogły analizować dane. Teraz mamy do czynienia zwykle właśnie z takimi rozwiązaniami. A co będzie w przyszłości? Jak powiedzieli mi specjaliści w Centrum Inżynieryjnym, idziemy w stronę megakomputerów o wielkiej mocy obliczeniowej, które będą łączyć się z elementami o ograniczonych funkcjach. Na przykład z kamerami. „Będą takie… głupkowate” – tłumaczy mi z uśmiechem jeden z przedstawicieli firmy. To oznacza, iż zadaniem kamery będzie tylko obserwacja, zbieranie danych – natomiast kwestią analizy i decyzji zajmie się tylko komputer.

W Centrum Inżynieryjnym ZF zobaczyłem różne sprzęty

Oglądałem kamery różnego typu – zarówno „głupkowate”, obserwujące, stanowiące część większego układu, jak i kamery smart, które rozpoznają to, co widzą. To znaczy, iż „wiedzą”, czy przed autem znajduje się człowiek, samochód czy znak drogowy – a w przypadku tego ostatniego wiedzą też, jaki to znak i co oznacza. Mają wbudowany procesor, podejmują decyzję i wysyłają ją do reszty samochodu, aby ten wykonał odpowiedni manewr.

Widziałem także radary i dowiedziałem się, w jakich sytuacjach z danym zadaniem lepiej poradzi sobie radar, a kiedy lepiej postawić na kamerę. Przykładowo, po ciemku lepiej z wykrywaniem przeszkód radzi sobie radar, ale kamera daje większe możliwości, gdy jest jasno. Jak to pogodzić? Systemy w nowoczesnych autach zbierają dane z obydwu źródeł i dopiero gdy je porównają, samochód odpowiednio reaguje.

Co jeszcze robiłem? Oglądałem, jak uczy się kamery interpretowania znaków. Robi się to m.in. dzięki ekranów z odpowiednią grafiką. Przypomina trochę obrazki z drogą, balonem i domkiem, który zna każdy, kto był kiedyś u okulisty. Szczęśliwi ci, którzy nie mają pojęcia, o co chodzi! Poza tym, porozmawiałem z programistami o ich pracy, a potem poszedłem przejechać się zamaskowanym samochodem uzbrojonym w najnowocześniejsze systemy. O tym jednak jeszcze opowiem. Póki co, czas na inną kwestię.

Dowiedziałem się, jak działa superkomputer i do czego służy

Inżynierowie ZF zwykle żyją już w przyszłości, projektując systemy, z których „zwykli” kierowcy skorzystają dopiero za kilka lat. Tym razem, przyglądając się superkomputerowi, ja też mogłem zajrzeć w przyszłość. Jak odległą? Sprzęt trafi do seryjnej produkcji w 2024 roku. Póki co znajdzie się na pokładzie (a raczej: pod pokładem) bardzo luksusowego i drogiego samochodu. Marka póki co pozostaje dla mnie tajemnicą.

Jakie możliwości daje superkomputer?

„Ten sprzęt przetwarza bardzo dużo danych w bardzo krótkim czasie” – usłyszałem. Jak dużo i w jak krótkim czasie? Mówimy o wyniku na poziomie 10 Gb danych na sekundę – czyli dziesięciokrotnie szybciej niż w przypadku najszybszych internetowych łączy światłowodowych znanych z domów i to tylko w przypadku jednego z wielu interfejsów dostępnych na pokładzie tego superkomputera. Sprzęt ma potencjał na rozwój, można też łączyć kilka komputerów ze sobą, by uzyskać jeszcze lepsze rezultaty. Jeden procesor „ogarnia” tu 250 bilionów operacji na sekundę. Trudno mi doliczyć się zer w tej liczbie.

Po co stosuje się high performance computer, jak nazywają go specjaliści z ZF? To najważniejszy krok w stronę osiągnięcia autonomii na poziomie piątym. Co to oznacza? W takim samochodzie kierowca (czy raczej „człowiek siedzący z przodu po lewej”) może zając się czytaniem gazety. O ile oczywiście prasa papierowa przetrwa najbliższych kilka lat, do czasu aż legislacja dogoni technologię i jazda bez udziału kierowcy będzie możliwa nie tylko technicznie, ale i prawnie.

Superkomputer, wyglądający po prostu jak sporej wielkości skrzynka, przetwarza dane z wielu źródeł. Można połączyć z nim aż 12 kamer, a do tego LIDAR-y, czujniki i radary. Sprzęt może być chłodzony radiatorami, ale w swojej najbardziej wydajnej odsłonie (klient decyduje, czego mu potrzeba) za utrzymywanie adekwatnej temperatury odpowiada ciecz.

„Ten sprzęt jest przygotowany na technologie i przepisy, o których jeszcze nie mamy pojęcia” – usłyszałem. Faktycznie, normy prawne są istotnym czynnikiem wpływającym na rozwój technologii i sprawiającym, iż niektóre elementy musiały stać się w autach standardem. Spodziewany cykl życia urządzenia jest długi, obejmujący choćby kilkanaście lat. W tym czasie komputer będzie aktualizował się zdalnie, a także cały czas uczył, za sprawą modułu AI. Sztuczna inteligencja z funkcją deep learning pozwoli na wyciąganie wniosków z obserwacji otoczenia i działań. Sprzęt nie tylko zbierze informacje z czujników i kamer, a następnie je zinterpretuje (to on jest „mózgiem” układu), ale i odbierze informacje od innych aut. Dzięki komunikacji car2car samochód „wie” np. o oblodzeniu za zakrętem, którego nie mają jak wykryć sensory.

Czy superkomputer pojawi się w autach niższej klasy?

Niemal na pewno tak, ale to wymaga czasu. Być może stanie się to za 10 lat. To kwestia skali – im bardziej popularne staną się takie rozwiązania, tym niższe koszty produkcji będzie można uzyskać.

Tak właśnie wygląda przyszłość. Nowa rzeczywistość to odejście od smart sensorów w kierunku dużej jednostki obliczeniowej, która skupia na sobie odpowiedzialność za działanie pewnego obszaru samochodu, a jej funkcjonalności można elastycznie konfigurować. Miło było to zobaczyć i porozmawiać z ludźmi, dzięki którym motoryzacja będzie ciekawa, a przy okazji bezpieczniejsza. To był dobry dzień.