۶ فناوری پرطرفدار در عصر جدید خودرو

تحرک یکی از پر جنب و جوش ترین صنایع امروزی است که فضای زیادی برای رشد فناوری و بازار دارد. از آنجایی که به داشتن دستگاه‌های هوشمند و اتصال به اینترنت در هر کجا که می‌رویم عادت کرده‌ایم، ادغام قدرت محاسباتی و اتصال در محیط خودرو و تحرک اجتناب‌ناپذیر می‌شود.

تمرکز صنعت تحرک این است که تجربه کاربران جاده را لذت بخش و اکوسیستم تحرک را کارآمد و پایدار کند. برای دستیابی به این اهداف، کسب‌وکارها در زمینه‌های مختلف سرمایه‌گذاری‌ها و منابعی را به صنعت، از جمله خودرو، حمل‌ونقل، الکترونیک، انرژی، فناوری اطلاعات و ارتباطات، نیمه‌رساناها، محاسبات و نرم‌افزار سرازیر کرده‌اند. در حال حاضر، شکی نیست که رونق نوآوری بعدی صنعت خودرو و حمل و نقل را در بر خواهد گرفت.

فن آوری های کلیدی که این رونق نوآوری را هدایت می کند چیست؟ با بررسی تمام جنبه‌های اکوسیستم تحرک، شش فناوری عمیق و پرطرفدار را مشاهده کردیم که در سال‌های آینده بر جاده‌های ما حکومت خواهند کرد.

مطالعه بیشتر: باشگاه فناوری در قلب پایتخت استارتاپی اروپا

۱: هوش مصنوعی

هوش مصنوعی (AI) یک فناوری حیاتی است که طیف گسترده‌ای از نوآوری‌های حرکتی، به‌ویژه رانندگی خودکار را هدایت می‌کند. اول، ADAS (سیستم های پیشرفته کمک راننده) وجود دارد که بسیاری از آن به عنوان خلبان خودکار یاد می کنند. اگرچه اغلب می گوییم که ADAS مبتنی بر دوربین ها و حسگرها است، محاسبات اساسی توسط هوش مصنوعی انجام می شود. دوربین ها فقط تصاویر را ثبت می کنند، در حالی که هوش مصنوعی داخلی اشیاء گرفته شده را بر اساس شکل ها و الگوهای حرکتی آنها شناسایی می کند، سپس به وسیله نقلیه دستور می دهد تا با استفاده از مدل سازی هوشمند واکنش مناسب نشان دهد.

بعد، ارتباط V2X (خودرو به همه چیز) وجود دارد که به عنوان پلی به سمت رانندگی خودکار با همکاری زیرساخت خودرو (VICAD)، مجموعه ای از ویژگی های لازم برای سطوح بالاتر اتوماسیون رانندگی عمل می کند. V2X یک فناوری ارتباطی بی‌سیم است که وسایل نقلیه را قادر می‌سازد پیام‌ها را در زمان واقعی با سایر وسایل نقلیه (V2V)، زیرساخت‌های جاده‌ای (V2I) و عابران پیاده (V2P) منتقل کنند. مجدداً، این پیام‌ها توسط هوش مصنوعی خوانده و پردازش می‌شوند و به هر کاربر جاده اجازه می‌دهند پاسخ دهند و در زمان واقعی همکاری کنند.

علاوه بر نقش هوش مصنوعی در رانندگی خودکار، برای بهبود تجربه کاربر برای طیف وسیعی از خدمات حرکتی، از جمله پلتفرم‌های اشتراک‌گذاری خودرو، اشتراک‌گذاری سواری، و پلتفرم‌های سواری، که در آن الگوریتم‌ها به مطابقت تقاضا و عرضه در زمان و مکان مناسب کمک می‌کنند، استفاده می‌شود.

۲: داده های بزرگ

در هر لحظه، داده ها توسط صدها میلیون وسیله نقلیه و خدمات حرکتی در سراسر جهان تولید می شود. اینها شامل داده های پانل با اطلاعاتی در مورد وضعیت خودرو، رفتار رانندگی، مکان، بار ترافیک، استفاده از خدمات و بسیاری موارد دیگر است. علاوه بر این، پیش‌بینی می‌شود که تعداد وسایل نقلیه متصل مورد استفاده در سراسر جهان به ۱۲۰ میلیون در سال ۲۰۲۵ و به ۷۰۰ میلیون تا سال ۲۰۳۰ برسد. این وسایل نقلیه متصل به حجم عظیمی از داده‌های بزرگ کمک خواهند کرد که برای دو هدف اصلی استفاده خواهند شد: اتوماسیون و بهینه‌سازی.

کلان داده سوختی است که هوش مصنوعی و رانندگی خودران را تقویت می کند. با وجود اینکه یادگیری رانندگی بر اساس قوانین برای یک وسیله نقلیه خودمختار بسیار آسان است، اما در جاده، موقعیت‌های بی‌شماری وجود دارد که قوانین توسط موقعیت‌ها و محیط‌های غیرمعمول شکسته می‌شوند. برای اطمینان از اینکه وسایل نقلیه می توانند به هر موقعیت غیرمعمولی به طور ایمن پاسخ دهند، باید حجم عظیمی از داده ها به فرآیند یادگیری ماشینی وارد شود. محققان دانشگاه میشیگان در تحقیقات خود ادعا کردند که باید ۱۷.۷ میلیارد کیلومتر اطلاعات رانندگی خودران جمع آوری شود تا ثابت شود وسایل نقلیه بدون راننده می توانند با فاصله اطمینان ۸۰ درصد ایمن کار کنند. اگر بخواهیم آن را در منظر قرار دهیم، این ۱۱۸ برابر فاصله زمین تا خورشید است.

یکی دیگر از کاربردهای کلان داده، بهینه سازی محصول و خدمات است. بسیاری از OEM های خودرو، از جمله گروه BMW، داده های خودرو را از ناوگان خودروهای خود با رضایت مشتریان خود جمع آوری می کنند. این به آنها امکان می دهد کیفیت خودرو و خدمات تعمیر و نگهداری را بهبود بخشند و همچنین بر اساس بازخورد رفتاری مشتریان، ویژگی ها را بهبود بخشند. به عنوان مثال، با ردیابی مسافت پیموده شده و داده های استفاده، هر زمان که نیاز به تعمیر و نگهداری دوره ای باشد، به مشتریان اطلاع داده می شود. همچنین، با تجزیه و تحلیل داده ها در مورد تعداد دفعاتی که یک ویژگی فعال می شود، OEM می تواند بهبود ویژگی های خاص را در اولویت قرار دهد و برخی از ویژگی های استفاده نشده را حذف کند. در مورد BMW، این شرکت همچنین داده‌های ناوگان خود را با سایر مشاغل در منطقه اقتصادی اروپا (EEA) که مایل به استفاده از داده‌ها برای مدل‌های کسب‌وکار نوآورانه هستند، مانند بیمه‌نامه‌های پرداخت به‌اندازه شما، به اشتراک می‌گذارد. سایر ارائه دهندگان خدمات مانند اپراتورهای Mobility-as-a-Service (MaaS) می توانند از داده های استفاده تولید شده از پلتفرم های خود بیاموزند تا خدمات سواری کارآمدتر و پاسخگو را ایجاد کنند.

۳: ارتباطات نسل بعدی

همانطور که قبلا ذکر شد، اتصالات بی سیم مورد استفاده برای رانندگی خودران به طور کلی به عنوان V2X نامیده می شود، که شبکه ad-hoc خودرو (VANET) را تشکیل می دهد، یک شبکه تلفن همراه که انتقال مستقیم و غیر مستقیم پیام ها را تسهیل می کند. V2X را می توان با چندین پروتکل ارتباطی مختلف، با استفاده از استانداردهای Wi-Fi، LTE و ۵G تسهیل کرد. پروتکل مبتنی بر Wi-Fi توسط مؤسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) ایجاد شد و برای اولین بار در نسخه IEEE 802.11p معرفی شد که به طور گسترده به عنوان DSRC (ارتباط کوتاه برد اختصاصی) یا WAVE (دسترسی بی سیم در محیط های خودرو) شناخته می شود. ) به وسایل نقلیه اجازه می دهد تا با استفاده از فناوری Wi-Fi مستقیماً با سایر OBU و RSU در جاده ارتباط برقرار کنند.

پروتکل‌های مبتنی بر LTE و ۵G توسط ۳GPP که در مجموع با نام C-V2X (V2X سلولی) شناخته می‌شوند، توسعه داده شدند. این را می توان بیشتر به C-V2X مستقیم تقسیم کرد که از رابط PC5 استفاده می کند. و غیر مستقیم C-V2X، با استفاده از رابط Uu. مانند WAVE، رابط PC5 به کاربران جاده اجازه می دهد تا با استفاده از اتصال LTE و ۵G تعبیه شده به طور مستقیم با سایر وسایل نقلیه و زیرساخت های اطراف ارتباط برقرار کنند. از سوی دیگر، رابط Uu کاربران جاده را به شبکه سلولی متصل می‌کند و به همه شرکت‌کنندگان اجازه می‌دهد به‌طور غیرمستقیم با اینترنت به عنوان یک رسانه ارتباط برقرار کنند. چنین C-V2X غیر مستقیم گاهی اوقات V2N (خودرو به شبکه) نامیده می شود.

در حالی که استانداردهای ۳G و ۴G LTE عمدتاً برای تلفن‌های هوشمند و ارتباطات سیار توسعه یافته‌اند، استانداردهای ارتباطی نسل بعدی مانند ۵G و ۶G بر تامین نیازهای اینترنت اشیا و ارتباطات خودرو تاکید دارند. بنابراین، ما همچنان شاهد فناوری‌های سریع‌تر و مطمئن‌تر ICT در آینده خواهیم بود که نوآوری‌ها را برای یک تجربه جابجایی یکپارچه و ایمن پیش می‌برد.

۴: سخت افزار/نرم افزار تعبیه شده

معماری E/E (الکتریکی/الکترونیکی) وسایل نقلیه در حال آزمایش‌ها و بهبودهای مداوم است. به طور سنتی، قدرت محاسباتی یک وسیله نقلیه معمولی به طور کامل توسط میکروکنترلرهایی به نام واحدهای کنترل الکترونیکی (ECU) – معمولاً تا ۱۰۰ عدد از آنها – که هر یک عملکرد خاصی را انجام می دهند، تأمین می شود. برخی اجزای مکانیکی را کنترل می کنند در حالی که برخی دیگر سیستم اطلاعات سرگرمی را کنترل می کنند. با این حال، قدرت محاسباتی این ECU ها به طور فزاینده ای برای وسایل نقلیه کامپیوتری جدید تعریف شده با نرم افزار ناکافی می شود. در نتیجه، OEM ها با اتخاذ یک معماری متمرکز تر، راه های خلاقانه تری را برای چیدمان سیستم داخل خودرو معرفی می کنند. بسیاری در حال آزمایش قرار دادن یک یا دو CPU در سیستم هستند تا ده ها عملکرد را بتوان توسط یک کامپیوتر مرکزی کنترل کرد. این تغییرات نیاز به چیپست‌ها و ماژول‌های نرم‌افزار بیشتر با قابلیت محاسباتی و عملکرد بیشتر را افزایش داده است. اگرچه تراشه‌ها و قطعات خودرو زمانی برای بسیاری از شرکت‌های نیمه‌رسانا به دلیل مقادیر کم خرید و حاشیه سود کم، تجارت غیرجذابی محسوب می‌شد، این نیاز رو به رشد به قطعات پیچیده‌تر، تراشه‌سازان و تامین‌کنندگان نرم‌افزار بیشتری را به سمت بازی‌های موبایل سوق می‌دهد.

۵: پیشرانه نسل بعدی

برقی شدن در حال متحول کردن سیستم انتقال قدرت خودرو است. همه می دانند که وسایل نقلیه الکتریکی (EV) انتشار کربن کمتری نسبت به خودروهای ICE تولید می کنند، اما این دو پیشرانه مختلف از نظر عملکرد چگونه با هم مقایسه می شوند؟ شاید دو تفاوت عمده در راندمان موتور و ذخیره انرژی باشد. ابتدا با نگاهی به پیشرانه های ICE، موتورهای احتراق داخلی به طور شگفت انگیزی ناکارآمد هستند، که در آن هنگام سوزاندن سوخت و تبدیل آن به نیرو، انرژی اضافی زیادی به شکل گرما هدر می رود. با این وجود، نکته مثبت این است که ذخیره سازی بنزین بسیار آسان است. از طرف دیگر، موتورهای الکتریکی بسیار کارآمدتر هستند و بیشتر انرژی را با اتلاف حرارت بسیار کم به نیرو تبدیل می کنند. با این حال، حفظ انرژی در باتری، به ویژه در دماهای انجماد، بسیار دشوارتر است. از قضا، از آنجایی که موتورهای الکتریکی آنقدر کارآمد هستند که گرمای بسیار کمی تولید می شود، در زمستان مشکل ساز می شود، زیرا برای حفظ عملکرد کافی باید تمام گرما به باتری منتقل شود، و هیچ گرمای باقیمانده ای برای کابین باقی نماند (به این معنی که برق اضافی وجود دارد. برای برق بخاری مصرف می شود).

بنابراین، تحقیقات و پیشرفت‌های کنونی در صنعت خودروسازی بر فناوری باتری، به‌ویژه راه‌هایی برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش تخلیه غیرضروری به حداقل می‌رسد. شرکت های انرژی به افزایش کارایی باتری و کاهش انتشار کربن در فرآیند تولید باتری اختصاص داده شده اند، در حالی که OEM ها در حال کار بر روی بهبود سیستم انتقال قدرت برای توزیع بهینه انرژی در داخل خودرو هستند.

یکی دیگر از صنایع مرتبط، صنعت شارژ EV است. در حال حاضر، فرآیند شارژ می‌تواند بسیار پیچیده باشد زیرا کاربران باید برنامه‌هایی را برای هر ارائه‌دهنده شارژ دانلود کنند و به عنوان عضو ثبت نام کنند. فناوری Plug&Charge (PnC) به گونه ای توسعه یافته است که کل فرآیند شارژ استاندارد و خودکار می شود. کاربر فقط باید شارژر خود را وصل کند و پرداخت به طور خودکار به ارائه دهنده شارژ مربوطه انجام می شود.

۶: امنیت

از آنجایی که اکوسیستم تحرک به طور فزاینده ای با اشتراک گذاری داده ها در زمان واقعی مرتبط می شود، امنیت سایبری باید در هر کجا که داده ها وجود دارد اجرا شود تا از سرقت و دستکاری در امان بماند. با توجه به حجم بالای داده های شخصی و خودرویی در این صنعت، زمان زیادی است که عوامل تهدید راه های ما را هدف قرار دهند.

خوشبختانه، دولت‌ها و گروه‌های کاری صنعتی با وضع مقرراتی مانند به‌روزرسانی‌های WP.29 که تأیید نوع امنیت سایبری را برای وسایل نقلیه و زیرساخت‌ها و همچنین استانداردها و پروتکل‌هایی برای تأیید کاربر و رمزگذاری پیام‌ها الزامی می‌کند، گامی جلوتر از بازی برداشته‌اند. سیستم مدیریت اعتبار امنیتی (SCMS).

AUTOCRYPT یک فناوری عمیق امنیتی پیشرو در صنعت است. راه حل امنیتی AutoCrypt IVS در خودرو برای رفع نیازهای نظارتی WP.29 با ارائه طراحی امنیتی، آزمایش، پیاده سازی و نظارت برای OEM ها طراحی شده است. این سیستم یک سیستم تشخیص نفوذ پیشرو در صنعت (IDS) را با قابلیت های حفاظتی ECU و یک vSOC (مرکز عملیات امنیت خودرو) ترکیب می کند که ایمنی ناوگان را در زمان واقعی نظارت می کند.