Toenemende niveaus van autonomie in voertuigen zorgen voor een grotere vraag naar nieuwe technologie. Consumenten geven om de elektronica in hun voertuigen, zowel voor de veiligheid als voor het gemak, en deze functies zijn van invloed op zowel aankoopbeslissingen als nieuwe voertuigontwerpen.
Naarmate voertuigen steeds geavanceerder worden met geavanceerde rijhulpsystemen, elektrificatie of alternatieve brandstofbronnen, zullen gepersonaliseerde voertuigen de ultieme consumentenapparaten worden. En wanneer volledige autonomie uiteindelijk de mainstream bereikt, zullen gebruikers nog meer om de rijervaring geven, omdat ze zich niet op de weg hoeven te concentreren.
"Als klanten autorijden, willen ze veilig zijn en willen ze dezelfde rijervaring als normaal, maar dan met een mobiele telefoon en computer", zegt Susie Gao, senior director global application marketing and management bij Infineon Technologies. “Dit vereist aanzienlijke veranderingen in de E/E-architectuur van het voertuig, van gescheiden ECU-systemen tot een gecentraliseerd 'servicegericht' cockpitsysteem, dat meer displays met hoge resolutie, detectiefuncties en eersteklas audiosystemen toevoegt. Dit betekent dat OEM's en gelaagde automobieltoeleveranciers toegang moeten hebben tot betrouwbare en zeer efficiënte oplossingen voor de cockpit, waaronder mens-machine-interfacedetectie, veilige draadloze SoC's, voedingen, evenals krachtige controllers en geheugens.”
Autorijden is nu een high-input-omgeving, net als de cockpit van een vliegtuig. Het verschil is dat wegen veel meer verkeer hebben dan de lucht, met veel meer mogelijke en vaak onvoorspelbare interacties.
"Mensen zijn vatbaar voor fouten", zegt Simon Rance, vice-president marketing bij Cliosoft. “Maar met een omgeving met veel input, zoals de voertuigen van vandaag en morgen, wordt veilig rijden een prioriteit voor autosystemen. Dit is een van de belangrijkste redenen waarom de gebruikerservaring de toekomstige vereisten voor autosystemen bepaalt, en dit gebeurt op twee belangrijke manieren: het minimaliseren van de afleiding van de bestuurder en het ondersteunen van de bestuurder met actuele informatie en een plezierige ervaring. Het ontwerp van de gebruikerservaring is een belangrijke factor in autosystemen omdat het ongewenste effecten helpt voorkomen, zoals afleiding van de bestuurder of verlies van controle bij het besturen van een voertuig in de autonome modus. Bij het ontwerpen van een zelfrijdende auto moeten ontwerpers rekening houden met veiligheidsvoorzieningen die ervoor zorgen dat bestuurders niet snel worden afgeleid of autorijden helemaal vergeten. Om deze situaties te voorkomen, moeten ontwerpers systemen ontwerpen die de focus op het rijden stimuleren, zelfs wanneer externe factoren zoals muziek hen van de taak kunnen afleiden.”
Hoe dit evolueert, blijft op dit moment onduidelijk. "In de verre toekomst zal het heel leuk zijn als alles volledig autonoom is, alles is verbonden en alle auto's met elkaar kunnen praten", zegt Steven Woo, mede- en vooraanstaande uitvinder bij Rambus. "Met dat soort ervaringen hoef je je veel minder zorgen te maken, en de variabiliteit van het hebben van zoveel mensen die bij elke situatie betrokken zijn, verdwijnt. De toekomst op kortere termijn is moeilijk omdat er auto's zullen zijn die autonoom zullen zijn, en sommige auto's niet, en er is een overgangsperiode. Dus dingen moeten behoorlijk geavanceerd zijn.”
Inactieve tijd in een rijdend voertuig
Een deel van wat alle complexiteit rond autonoom rijden voedt, is uitzoeken wat de inzittenden van een voertuig kunnen doen als ze het voertuig niet echt besturen. Hoe willen consumenten hun vrije tijd onderweg doorbrengen?
"Deze twee helften zijn waar we aan denken vanuit de prestatiekant", legde Woo uit. “Hoe moet worden omgegaan met de eisen voor autonome voertuigen? Deze vragen veel bandbreedte en veel rekencapaciteit. Het andere deel is wat doen de bewoners en hoe vermaken we ze? Video is een grote, en we zien al video in auto's, in de entertainmentunits zelf. Ze zijn niet klein in termen van de vereisten, vooral geheugen en de verbindingsprestaties, omdat je videofeeds hebt en de auto een soort IoT-apparaat is. Het is zowel een eindpunt als een hub. Er is connectiviteit die erg handig kan worden als je alleen alomtegenwoordige connectiviteit krijgt. Welke films je ook streamt of games die je speelt, je hebt mogelijk interactie met mensen in andere auto's en hebt spontaan netwerken gegenereerd die zich vormen. Hier is de vraag wat mensen gaan willen doen. Het is redelijk veilig om te zeggen dat mensen het soort dingen willen doen dat ze al doen op dingen zoals pc's, posten of games spelen. Of we willen nieuws ontvangen en met mensen praten om de tijd te doden. Met sommige van de vereisten die we zien in apparaten zoals telefoons of computers, hebben we al een heel goed idee van wat er mogelijk nodig is."
Het uitgangspunt voor deze verschuiving is het vaststellen van key performance indicators. "Een daarvan is bijvoorbeeld het meten van het momentum van de passagiers versus het momentum van het voertuig met een traagheidsmeting", zegt David Fritz, senior director voor autonoom en ADAS bij Siemens Digital Industries-software. “Als de delta van de traagheidsbeweging tussen de passagiers en het voertuig te groot is, is dat niet erg comfortabel. Je stoot je hoofd tegen het stuur of tegen een raam of het dashboard. Inertiële bewaking van de inzittenden, evenals het voertuig, is een belangrijk nieuw ding, en dit begint te worden ontworpen in stoelen waarbij de stoel het verschil meet tussen de massa van u in rust en de massa van u als voertuig maakt een verandering in het momentum. Dat laat zien hoeveel je naar voren gooit, of je wordt naar achteren of opzij gedrukt, en er komen sensoren beschikbaar om dat te doen. Dan zijn de vereisten van de OEM's zelf - die vervolgens worden ingevoerd in het ADAS- en het AV-besluitvormingsproces als een extra input als het voertuig besluit om uw acties als bestuurder te negeren, te negeren of zich eraan te houden - dat is een onderdeel van wat er wordt meegewogen.”
Tegelijkertijd worden er camera's verspreid over het interieur van voertuigen die gevoelig en goedkoop zijn, zei Fritz. “De waarde daarvan is een beter begrip van wat de inzittenden doen, en dat hebben we al gezien met bestuurdersbewakingssystemen. Als je begint weg te dromen, zal het het weten. Dat zijn gewoon simpele dingen. Maar wetende dat de kinderen op de achterbank Monopoly spelen of iets dergelijks, dat is iets anders. Het besluitvormingsproces, en hoe je reageert op situaties, kan die input gebruiken.”
Het toevoegen van nieuwe functies is echter niet altijd zo eenvoudig. "Als we beginnen te praten over het ontwerp van deze intelligente voertuigen, zijn er veel verschillende manieren om de intelligentie te 'ontwerpen en te implementeren'," zei hij. "Sommige van hen zijn meer geschikt voor het nemen van dit soort input dan andere. Als een OEM bijvoorbeeld een wiskundig rigoureuze methodologie heeft om veiligheid te bewijzen, maar het implementeren van die wiskunde in silicium ongelooflijk moeilijk is, ook al heeft het een vooraf gedefinieerde set invoer waarmee het werkt, hoe voegen ze dan 'klantcomfort' toe aan de mix? Aan de andere kant kan een op AI en machine learning getraind systeem zich gemakkelijk aanpassen aan de extra input. Maar hoe bewijs je dan dat ze veilig zijn, omdat ze wiskundig niet rigoureus zijn? Niemand heeft die balans gevonden. Je gaat de ene of de andere kant op. En uiteindelijk gaan we uitzoeken welke zich het snelst aanpast.”
Verder, merkte Rance van Cliosoft op, om de ongewenste effecten van autonome auto's te voorkomen, moeten ontwerpers er ook voor zorgen dat hun voertuigen geen controleverlies veroorzaken wanneer ze autonoom rijden. "Een manier waarop dit kan worden bereikt, is door interfaces te ontwerpen waarmee bestuurders terug kunnen schakelen naar de handmatige modus zonder dat ze voor elke kleine taak onderweg volledig op technologie hoeven te vertrouwen."
Maar het opsporen van die eisen is erg complex en veiligheid staat voorop.
"Als je aan functionele veiligheid doet, of als je aan kwaliteit in het algemeen bezig bent, bewandel je dat pad met verschillende eisen in de architectuur", zegt Benoit de Lescure, CTO bij Arteris-IP. "In ontwerp is dit codering, ontwikkelingsmodellering, EDA-eenheidstests, EDA tot en met integratie tot QA. Je gaat heen en weer langs deze lijn, zodat wanneer je een wijziging aanbrengt en zegt dat je iets niet gaat testen dat je had moeten testen, die vereiste nu helemaal langs de lijn moet gaan. Je moet ervoor zorgen dat de mensen van het ontwerp ervan op de hoogte zijn. 'De specificatie is veranderd, de eisen zijn veranderd, en die eis gaan we niet meer doen.' Het komt ook voor dat het ontwikkelteam zelf kan besluiten om iets niet te doen vanwege de planning. Hoe beïnvloedt dat de architectuur? Voldoe je nog aan de eisen? Weten de mensen in het testteam dat ze er niet op moeten testen? En omdat u heen en weer gaat, wanneer het QA-team de QA-tests doet, baseren ze het dan op de vereisten? 'In het begin hebben we gezegd dat we dit gaan doen. Hebben we dat gedaan?' Het integratieteam werkt aan de productarchitectuur en de subsysteemtests van het unitmodel, kijkt naar de ontwerpspecificaties en vraagt of ze alles hebben verantwoord?”
Dus hoe zorg je ervoor dat alles wat je onderweg ontdekt op elk ander punt wordt weerspiegeld?
"Dat is het grote probleem," zei de Lescure. "Er zijn hiaten tussen de verschillende systemen die worden gebruikt, die mogelijk API's hebben die u kunt gebruiken om informatie in Microsoft Word of FrameMaker te dumpen, als u wijzigingen aanbrengt in die informatie. Maar het wordt niet noodzakelijk automatisch weerspiegeld in uw vereistensysteem. Als gevolg hiervan worden deze lacunes meestal verholpen door handmatige inspectie. Wat dat betekent is vergaderen. Wat nodig is, is een tool die weergeeft of er een wijziging wordt aangebracht in het architectuurdocument, waarbij de vereisten worden gekoppeld aan wat er in dat architectuurdocument gebeurt, dat op een hoog niveau kan zeggen: 'De vereisten zijn gewijzigd'. Vervolgens kan het op detailniveau zeggen welke specifieke wijzigingen er zijn aangebracht in de vereisten.”
Het begrijpen van gebruikersvereisten wordt essentieel in de automobielsector. Technologie helpt de merkbekendheid te vergroten en helpt consumenten weloverwogen aankoopbeslissingen te nemen, volgens een consumentenonderzoek uitgevoerd door Cadence.
"Een van de dingen die we eindgebruikers hebben gevraagd, is hoe belangrijk deze technologieën zijn voor hun aankoopbeslissingen", zegt Frank Schirrmeister, senior group director voor Solutions & Ecosystem bij Cadans. “Soms hebben deze zaken de aankoopbeslissing juist beïnvloed. Er zijn drie elementen van belang als het gaat om gebruikerservaring. Ten eerste, in het algemeen, maar specifiek in de auto-industrie, zijn er proactieve functies die de autofabrikant inbrengt, die functies verkopen. Ten tweede zijn er de indirecte kenmerken die voor de gebruiker niet zo duidelijk zijn. Ze zijn opzettelijk verborgen, maar de gebruiker is zich er misschien niet van bewust omdat ze niet in je gezicht staan. Het derde element, dat waarschijnlijk veel om data draait, is het idee van wat er gebeurt als een gebruiker beseft wat er gebeurt en ongelukkig is.”
Fig. 1: Hiërarchie van technologie die door consumenten wordt gewaardeerd. Bron: Cadans
De uiteindelijke aankoopbeslissing komt neer op vertrouwen, samenwerking en gemak, zei Schirrmeister. “Geeft een functie als een heads-up display me duidelijk meer veiligheid omdat ik niet afgeleid word door alles te bekijken? Is dat de extra investering echt waard? Sommige kenmerken zijn in je gezicht, andere realiseer je je na verloop van tijd. Er zijn anderen die verborgen zijn en je realiseert je niet dat ze er zijn. We gebruiken onze auto maar voor één ding, en dan krijgen we aan het eind van de maand een e-mail met een rapport over onze reizen, rijgewoonten en waar onze auto geparkeerd staat. Het is voor goede bedoelingen, zoals het kunnen delen van deze gegevens met de dealer zodat ik op de hoogte ben als er iets gerepareerd moet worden. Maar als het om verzekeringen gaat, wil ik dan echt dat de verzekeringsmaatschappij weet dat ik door een stoplicht ben gereden? Nee. Dit zijn de dingen die mogelijk een post-realisatie-ervaring kunnen hebben, en als je er niet goed over nadenkt, zoals wat er met de gegevens gebeurt, dan zou je er achteraf een negatieve reactie op kunnen hebben.”
Conclusie
Naarmate auto's meer verbonden raken, gaan ze meer lijken op geavanceerde consumentenelektronica. "Dit betekent dat auto's een veel geavanceerdere gebruikerservaring nodig hebben", zegt Rance van ClioSoft. “De manier waarop we onze auto's gebruiken, verandert, en ook de manier waarop we onze smartphones gebruiken. Je kunt deze ontwikkelingen zien als een evolutie van taakgericht naar doelgericht ontwerpen. Gebruikerservaring stuurt de systeemvereisten om ervoor te zorgen dat voertuigen gemakkelijker en intuïtiever in gebruik worden, terwijl de systemen complexer en geavanceerder worden. Dit zal op zijn beurt de samenwerking en systeemvereisten tussen ontwerpers van autosystemen en big tech stimuleren. Ontwerpers van autosystemen weten hoe ze autosystemen moeten ontwerpen, terwijl big tech weet hoe ze de gebruikerservaring voor technologie visueel (scherm, HUD), spraak en aanraking moeten ontwerpen.”
Tegelijkertijd vereisen al deze functies meer beveiliging. "Hoe meer connectiviteit je hebt, hoe meer streams je binnenkomt, en vooral hoe meer verschillende dingen je moet vertrouwen bij het in- en uitstappen van de auto, hoe groter de beveiligingsvereisten", zegt Woo. "En het feit dat het een softwaregedefinieerd voertuig is, waar je software-over-the-air-updates en dergelijke kunt doen, vergroot de behoefte aan beveiliging nog verder."
De post Wat kunt u nog meer doen tijdens het autorijden? verscheen eerst op Semiconductor Engineering.
