Veículos autônomos construídos em melhor tecnologia de sensor

As capacidades atuais dos sensores, embora úteis, são relativamente rudimentares quando trata de veículos autônomos.
Ainda temos um longo caminho a percorrer para alcançar estradas cheias de veículos autônomos. Os recursos atuais dos sensores, embora úteis, são relativamente rudimentares quando se trata de veículos autônomos.

Dito isso, a indústria automotiva progrediu dramaticamente nos últimos anos. Se você saísse do estacionamento com um veículo novo há cinco ou seis anos, provavelmente ele conteria cerca de 60 a 100 sensores. Hoje, esse número está muito mais próximo de 200 ou mais. À medida que os veículos continuam a ficar mais inteligentes e autônomos, a evolução e a sofisticação dos sensores mantiveram o ritmo e continuarão a crescer à medida que novos recursos se tornem comuns.

Para impulsionar os avanços em veículos autônomos, fornecedores de tecnologia e montadoras estão considerando desafios como degradação de sensor, colaboração em padrões da indústria e manutenção / serviço das defesas de segurança cibernética do software durante a vida útil do veículo.

Corrida de ratos automotivos

Um dos maiores desafios que os fabricantes de automóveis e OEMs enfrentam é acompanhar o ritmo acelerado de desenvolvimento de sensores e dados. Os sensores precisam fornecer o nível necessário de fidelidade de dados para que os sistemas do veículo atendam aos requisitos de projeto.

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Sensores diferentes têm diferentes pontos fortes e fracos. Uma abordagem é combinar uma mistura de sensores para obter uma detecção mais completa do ambiente

Dirigir em áreas metropolitanas densas com grande número de motoristas, pedestres, ciclistas e motocicletas na estrada exige que os veículos tomem a decisão de uma fração de segundo de parar ou desviar para evitar atropelar um pedestre ou outro veículo. Como resultado, estamos começando a ver a fusão de sensores entrar em ação, tomando decisões que um motorista humano pode ser incapaz de tomar enquanto o sistema avançado de assistência ao motorista (ADAS) reage consumindo e interpretando uma ampla gama de entradas de dados.

Também é imperativo que, durante os estágios preliminares da fabricação de sensores, as montadoras sigam os padrões de segurança funcional automotiva para evitar falhas de chip ou software. ISO 26262 é o padrão automotivo que exige o processo de desenvolvimento que os OEMs automotivos e fornecedores devem seguir e documentar para que seus dispositivos sejam considerados funcionalmente seguros. Por meio da conformidade com a ISO 26262, os OEMs e fornecedores automotivos garantem que seus dispositivos funcionarão conforme pretendido, quando pretendido.

Desafios de degradação do sensor

Outro aspecto da paisagem do sensor em constante mudança é a degradação do sensor. A degradação do sensor é uma parte natural da equação do veículo autônomo, especialmente considerando o fato de que um veículo hoje em dia tem uma vida útil de 10 a 15 anos. As principais causas de degradação incluem o desgaste geral dos sensores, seus ambientes operacionais adversos e a degradação de outros elementos do sistema eletrônico.

Os fabricantes de automóveis e fornecedores de tecnologia precisarão levar em consideração a capacidade dos sensores instalados para funções como LiDAR, câmeras, ultrassom, etc., para funcionar no mesmo, senão maior, nível do que quando o veículo era novo para todo o esperado vida útil do veículo. Eles também terão que responder o que acontece se o sensor começar a falhar (ou seja, como alertar o motorista, incorporar recursos de segurança, etc.). Para combater a degradação, os OEMs precisam modelar e projetar semicondutores e outros componentes dentro do veículo para criar taxas de falha preditivas e alternativas em muitos ambientes diferentes.

Preocupações com a cibersegurança

Existem alguns fatores diferentes que precisam ser considerados ao garantir que os sensores de veículos autônomos estejam seguros. Hackear um veículo autônomo é sempre uma preocupação e deve ser abordado, mas o outro fator de segurança menos óbvio são os invasores influenciando a tecnologia de aprendizado de máquina embutida no veículo para reagir de forma maliciosa.

Por exemplo, um estudo no Reino Unido apresentou um outdoor de vídeo que foi adulterado para mostrar uma placa de pare por apenas uma fração de segundo. Os veículos autônomos perceberiam o sinal de pare e parariam porque foram capazes de captar essa imagem, reagindo a ela da mesma forma que teriam detectado um sinal de pare na estrada. No entanto, os motoristas humanos não serão capazes de reagir à imagem, criando um perigo potencial se o veículo autônomo na frente deles parar abruptamente sem aviso ou motivo aparente. O potencial desses “objetos fantasmas” para prejudicar motoristas e pedestres é apenas mais um desafio que as montadoras enfrentam para manter os veículos autônomos seguros.

Para se fortalecer contra as vulnerabilidades do sensor, a NHTSA recomenda que a indústria automotiva siga a Estrutura de Segurança Cibernética documentada do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST). Essa estrutura sugere uma abordagem em camadas para a segurança cibernética que é estruturada em torno dessas funções principais:identificar, proteger, detectar, responder e recuperar.

Os projetistas do sistema devem proteger as operações do sistema e, ao mesmo tempo, atingir o equilíbrio certo em termos de alertas compartilhados com os motoristas. Considere o ADAS, que é projetado para alertar os motoristas sobre perigos iminentes na estrada, bem como possíveis falhas no sistema. Normalmente, os erros do sistema devido a uma violação de segurança acionam um recall que exige uma viagem à concessionária e, para o fabricante do veículo, uma correção potencialmente cara. Uma abordagem melhor seria construir a segurança para evitar que um ato malicioso cause o erro em primeiro lugar.

À medida que a complexidade e a capacidade desses dispositivos aumentam, as diferentes vias em que ocorrem os ataques de segurança cibernética também crescerão proporcionalmente. Os projetistas e fabricantes de automóveis precisarão atualizar suas defesas e gerenciar esses tipos de reações não intencionais para se proteger contra esses ataques cibernéticos não tradicionais. Parte dessa defesa deve ser um programa robusto de gerenciamento do ciclo de vida do software, que permite às organizações aplicar as lições aprendidas com sua experiência. Essa mesma filosofia vale para o desempenho físico dos próprios sensores para combater a degradação.

À medida que os veículos autônomos se tornam mais comuns, haverá regulamentações adicionais que entrarão em vigor, bem como vários hábitos de consumo que ajudarão a moldar o futuro do mercado. Acompanhar os avanços no espaço de fusão de sensores é desafiador, mas necessário, à medida que continuamos a ver veículos autônomos se dirigindo ao mainstream.

- Chris Clark é gerente sênior do Automotive Group da Synopsys.

>> Este artigo foi publicado originalmente em nosso site irmão, EE Times.

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