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स्वायत्त कारें: प्रौद्योगिकियों का एक ढेर

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मानवरहित वाहनों का उद्योग 100 साल पहले पारंपरिक ऑटोमोबाइल उद्योग की तुलना में परिपक्वता के स्तर पर है। हेनरी फोर्ड ने मॉडल टी फैक्ट्री में न केवल कार, बल्कि पहियों, साथ ही अधिकांश अन्य घटकों और अपने स्वयं के उत्पादन के कुछ हिस्सों का उत्पादन किया। एक सौ साल बाद, कई बड़े और सैकड़ों छोटे आपूर्तिकर्ता एक विशिष्ट ऑटोमोबाइल वाहन के घटकों का 70% प्रदान करते हैं, जबकि कार निर्माता केवल 30% ही बनाते हैं।

ऑटोमोटिव न्यूज के अनुसार, 2017 में केवल 10 सबसे बड़े आपूर्तिकर्ताओं का कुल राजस्व बढ़कर 315 बिलियन डॉलर हो गया और दुनिया भर के 100 सबसे बड़े आपूर्तिकर्ताओं का राजस्व 800 बिलियन डॉलर तक पहुंच गया। और यह समझ में आता है: हुड के तहत विवरण आमतौर पर वाहन निर्माता को एक प्रतियोगी से अलग करने की अनुमति नहीं देता है, या, दूसरे शब्दों में, अंतिम उपयोगकर्ता - अर्थात, मालिक / ऑपरेटर - आमतौर पर परवाह नहीं करता है या, एक नियम के रूप में, यह भी ध्यान नहीं देता है कि क्या कोई रडार सेंसर था। बॉश, डेंसो या किसी और द्वारा बनाया गया एक अनुकूली क्रूज नियंत्रण प्रणाली जबकि यह विश्वसनीय और काम कर रहा है।

मानवरहित वाहनों में रुझान विपरीत दिशा में जाना जारी है। उदाहरण के लिए, Waymo ने अपना लिडार तैयार किया है और क्रूज़ 2017 में लिडार कंपनी खरीदी है, और हाल ही में, अरोरा ने भी लिडार कंपनी का अधिग्रहण किया। कारण सरल हैं। लगभग सभी (एक व्यक्ति के संभावित अपवाद के साथ) का मानना ​​है कि लिडार सबसे सुरक्षित और सबसे विश्वसनीय मानव रहित ड्राइविंग सिस्टम विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण है। दूसरे शब्दों में, कंपनियों को लगता है कि अगर उनकी राय में, वे इस क्षेत्र में महत्वपूर्ण हैं, तो उन्हें प्रतिस्पर्धात्मक लाभ होगा। दूसरी ओर, यह कथित अल्पकालिक लाभ बहुत अनिश्चित है - 70 ऐसी कंपनियां हैं (जिनमें चीनी भी शामिल नहीं हैं), और यह स्पष्ट नहीं है कि कौन सी प्रौद्योगिकियां कुछ वर्षों में प्रबल होंगी। और फिर, कुछ वर्षों में एक रोबो टैक्सी के यात्री होने के नाते,यदि कार गंतव्य के लिए एक सुरक्षित और आरामदायक सवारी प्रदान करती है, तो मुझे व्यक्तिगत घटकों के निर्माता द्वारा परेशान नहीं किया जाता है।

मध्यम और लंबी अवधि में (मुख्य रूप से उद्यम पूंजी कोष द्वारा वित्तपोषित), एक पूर्ण स्टैक वाली कंपनियां (यानी, सभी घटकों के कार्यान्वयन को अधिकतम करने की कोशिश करने वाले - दोनों हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर - कंपनी के भीतर) मानवरहित वाहनों के क्षेत्र में काम कर रहे हैं। लागत और जटिलता बहुत बढ़ जाएगी।

एक (अपेक्षाकृत छोटी) पूर्ण-स्टैक कंपनी के संस्थापक ने हाल ही में मुझे बताया कि वे "अपने दम पर एक पूर्ण स्टैक बनाने का खर्च उठा सकते हैं क्योंकि उनका पता बाजार बहुत बड़ा होगा।" मुझे यकीन नहीं है कि वह इस पैमाने की अर्थव्यवस्था को पूरी तरह से समझता है। एक बड़ा और लाभदायक बाजार अधिक प्रतियोगियों को आकर्षित करता है, अंततः कीमतें कम करता है। 10 निर्माताओं को उत्पादों की आपूर्ति करने वाला आपूर्तिकर्ता स्पष्ट रूप से कम लागत की पेशकश कर सकता है। और फिर, यह ठीक है कि इस तथ्य के कारण कार आपूर्तिकर्ताओं ने एक पारंपरिक वाहन की लागत का 70% से अधिक योगदान दिया।

हाल ही में, मानव रहित ड्राइविंग के क्षेत्र में साझेदारी विकसित हुई है, जो पहले दिखाई नहीं दे रहे थे। वोक्सवैगन ने ऑरोरा के साथ अनुबंध से इनकार कर दिया और इसके बजाय अर्गो में निवेश किया, और यहां तक ​​कि सौदे के हिस्से के रूप में अर्गो को अपनी मानव रहित ऑटोमोबाइल सहायक एआईडी के साथ प्रस्तुत किया। बीएमडब्ल्यू और डेमलर अपने ड्रोन विकास प्रभागों में शामिल हो रहे हैं, और यह अफवाह है कि ऑडी भी शामिल हो जाएगा।

हमें लगता है कि यह सिर्फ एक मध्यवर्ती कदम है। अंत में, मानव रहित ड्राइविंग उद्योग में एक ही संक्रमण दिखाई देगा। मैं इसे मानवरहित कार स्टैक का अपघटन कहता हूं। संपूर्ण स्टैक बहुत बड़ी है, बहुत जटिल है, बहुत महंगी है, अधिकांश कंपनियों के लिए बहुत गहन संसाधन हैं। इसमें कई अलग-अलग विषयों और कौशल शामिल हैं।

एक मानवरहित कार स्टैक में पाँच मुख्य समूह होते हैं: हार्डवेयर, बाहरी सॉफ्टवेयर और डेटा, फ़र्मवेयर, विभिन्न कार्यप्रणालियाँ जो मिलकर उत्पाद विकास को बढ़ावा देती हैं।

1. हार्डवेयर स्टैक


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हार्डवेयर स्टैक में एक वाहन प्लेटफ़ॉर्म होता है, जो अक्सर किसी विशेष एप्लिकेशन के लिए अनुकूलन योग्य या अनुकूलन योग्य होता है, जिसमें एक्ट्यूएटर्स, यानी ट्रांसमिशन, ब्रेक और स्टीयरिंग सिस्टम और साथ ही इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए इंटरफेस होते हैं। इसके अलावा, घटकों में ऑन-बोर्ड कंप्यूटर (ओं), वाहन के अंदर संचार प्रणाली, साथ ही क्लाउड, साथ ही डेटा रिकॉर्डिंग और भंडारण घटक शामिल हैं। सेंसर में जीएनएसएस, मोशन सेंसर, लिडार, रडार, कैमरा और कभी-कभी अल्ट्रासाउंड शामिल हैं।

2. बाहरी सॉफ्टवेयर


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बाहरी सॉफ्टवेयर और डेटा में नक्शे शामिल हैं (विभिन्न परतों के साथ, उदाहरण के लिए, विवरण के लिए लांसलेट 2 दस्तावेज़)। मानचित्र बनाए जाने चाहिए, मेटा-सूचना के साथ एनोटेट, अद्यतन और वितरित - भागों में भी - पूरे मानचित्र डेटाबेस में स्थिरता बनाए रखते हुए। उच्च स्वायत्त वाहनों को अक्सर बेड़े के हिस्से के रूप में संचालित किया जाता है, जिसके लिए मानव रहित वाहनों के लिए बेड़े प्रबंधन, बेड़े के मार्ग, दूरसंचार, स्व - और दूरस्थ निदान की आवश्यकता होती है। एक स्वायत्त वाहन के सेंसर 64 जीबी / एस (या 8 जीबी / एस, या 480 जीबी / मिनट, या 28 टीबी / घंटा, या 560 टीबी / दिन, या 200 पेटाब / वर्ष) तक उत्पन्न होते हैं। बेड़े स्पष्ट रूप से इस का एक बहु बनाता है। डेटा की इस राशि को रिकॉर्ड किया जाना चाहिए, सहेजा जाएगा, एनोटेट किया जाएगा,विश्लेषण और प्रबंधनीय। सॉफ्टवेयर डेवलपर्स को एक सॉफ्टवेयर डेवलपमेंट वातावरण की आवश्यकता होती है जो उत्पादकता प्रदान करता है। उपकरण में डेटा प्रजनन, डेटा विज़ुअलाइज़ेशन और विभिन्न स्तरों पर डेटा मॉडल करने की क्षमता शामिल है।

3. तरीके


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विकास प्रक्रिया में, सिस्टम डिजाइन, सॉफ्टवेयर आर्किटेक्चर डिजाइन, हार्डवेयर डिजाइन, इंटरैक्शन डिजाइन सहित विभिन्न तरीकों का उपयोग किया जाता है। कार्यक्रम को सभी स्तरों पर विकसित किया जाना चाहिए, जिसमें कार्यक्रम इकाई, प्रतिगमन, एकीकरण, एसआईएल, एचआईएल, वाहन परीक्षण शामिल हैं। अन्य पहलुओं में कार्यात्मक सुरक्षा, नियम, होमोलॉगेशन, सुरक्षा, सुरक्षा, सत्यापन और सत्यापन शामिल हैं।

4. फर्मवेयर


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अंतर्निहित सॉफ़्टवेयर स्टैक में एक ऑपरेटिंग सिस्टम होता है (मैं मिशन-महत्वपूर्ण सुरक्षा प्रणालियों के लिए वास्तविक समय में आशा करता हूं, न कि केवल लिनक्स), जिसमें स्वयं एक कर्नेल, एक शेड्यूलर और ड्राइवर होते हैं। ओएस के शीर्ष पर (कम से कम एक अच्छी तरह से डिजाइन प्रणाली में) एक सॉफ्टवेयर संरचना है जो कई उपरोक्त घटकों, जैसे कि ओएस, कंप्यूटर हार्डवेयर, टच इंटरफेस, डेटा रिकॉर्डिंग, प्लेबैक, विज़ुअलाइज़ेशन और मिडलवेयर से सार है। इसे सुरक्षा, संरक्षण और निदान के लिए सहायता प्रदान करनी चाहिए। आरओएस, रोबोट का ऑपरेटिंग सिस्टम, वास्तव में मानक फ्रेमवर्क है, और डिजाइन पर लेखों के आरओएस 2 संग्रह रोबोट ढांचे में शामिल घटकों का अधिक विस्तृत अवलोकन प्रदान करता है। यहाँ Apex.AI में, हमने एक वाणिज्यिक विकसित किया,जल्द ही ROS 2 का प्रमाणित सुरक्षा कांटा, जिसे हम Apex.OS कहते हैं। ढांचे के शीर्ष पर एल्गोरिथम घटक हैं। धारणा का तात्पर्य संवेदकों से एक संक्षिप्त पर्यावरणीय मॉडल में सूचना के प्रसंस्करण से है। स्थानीयकरण नक्शे पर दिखाए गए लेन, सड़क और दुनिया के सापेक्ष वाहन का स्थान है। दृश्य को समझना कथित दुनिया की शब्दार्थ समझ को भेदता है। ड्राइविंग निर्णय कई लक्ष्यों के आधार पर किए जाते हैं और पर्यावरण के आधार पर, वांछित वाहन आंदोलन की योजना बनाई जाती है और नियंत्रक के माध्यम से वाहन के एक्ट्यूएटर्स को भेजा जाता है। इनमें से कई एल्गोरिथम घटकों को कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) के आधुनिक तरीकों का उपयोग करके लागू किया गया है, जो मानव के समान सटीकता प्राप्त कर सकते हैं,लेकिन स्टैक के कई हिस्सों पर नई मांग करें।

5. उत्पाद


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सभी घटकों को उत्पाद में एकीकृत किया जाना चाहिए, जो यहां उपयोगकर्ता / ऑपरेटर के साथ बातचीत करने वाले एप्लिकेशन को संदर्भित करता है। एप्लिकेशन को इसके इच्छित उपयोग के लिए अनुकूलित किया गया है, जो इसे समर्थन करने वाले स्टैक की क्षमताओं के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है, और जारी किया गया है। अत्यधिक स्वायत्त काम के लिए सिस्टम एकीकरण कई खिलाड़ियों के साथ एक सहयोग है, और एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए स्टैक के साथ, यह जल्दी से परिभाषा, कॉन्फ़िगरेशन, परीक्षण और रिलीज़ के माध्यम से जा सकता है।

एक मॉड्यूलर और विस्तारित स्टैक के लिए एनबलर एक सामान्य वास्तुकला है। आरओएस ने हमें एक मानकीकृत और खुली वास्तुकला प्रदान की और फाउंडेशन द्वारा प्रबंधित खुला स्रोत कार्यान्वयन। हमने आरओएस मॉडल को एप्लिकेशन स्टैक तक विस्तारित किया और हाल ही में ऑटोवारे फाउंडेशन के संस्थापकों में से एक बन गया। ऑटोवेयर फाउंडेशन स्व-ड्राइविंग के लिए एक कार्यात्मक वास्तुकला विकसित करता है और इस वास्तुकला और पूरी तरह से खुला स्रोत संदर्भ कार्यान्वयन का निर्माण करता है। 35 से अधिक कंपनियां और संगठन पहले से ही ऑटोवेयर फाउंडेशन में शामिल हो चुके हैं। मानक बनाने में मदद करने के लिए इस शक्तिशाली समूह में शामिल हों।

वेमो अन्य सभी से आगे नहीं होगा यदि वे स्टैक के अपघटन के विकास की प्रतीक्षा कर रहे थे, लेकिन यह अग्रणी का बोझ है। बाकी सभी जो पकड़ने की कोशिश करते हैं, वे इसे तेजी से और सस्ता करते हैं, ढेर के अपघटन का समर्थन करते हैं, मानकों को सेट करने और सही भागीदारों को चुनने में मदद करते हैं, इस उम्मीद में कि स्वायत्त उद्योग में परिपक्वता के अगले स्तर तक पहुंचने में 100 साल नहीं लगेंगे।


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