Računalniška tehnologija v sodobnih avtomobilih

Računalniška tehnologija v zadnjih letih vse bolj prodira tudi na področje avtomobilske industrije. Avtomobili že dolgo niso več zgolj kup železja na štirih kolesih, ampak se tako v njihovi notranjosti kot zunanjosti nahajajo številne napredne tehnologije, ki vožnjo z avtomobilom delajo vse bolj udobno in varno.

Procesorski sistemi

Bitka med proizvajalci procesorjev se v zadnjih letih seli tudi na področje avtomobilske industrije.

Podjetje Intel je pred kratkim naznanilo sodelovanje z avtomobilskim gigantom Nissan, čigar avtomobili bodo kmalu opremljeni z informacijsko zabavnimi sistemi, ki jih bodo poganjali procesorji Atom. Prvi Nissanovi avtomobili z informacijsko zabavnim sistemom temelječim na procesorju Atom, bi naj na tržišče prišli že v drugi polovici letošnjega leta. Intel in Nissan bosta z roko v roki razvijala rešitve, ki bodo avtomobile povezale s potrošniško elektroniko. Podjetji navajata, da bodo Atomi poganjali informacijsko zabavni sistem že v prihajajočem modelu Infitnity LE. Ta bo opremljen z informacijski sistemom, ki sestoji iz dveh zaslonov, od katerih je prvi namenjen prikazovanju prometnih informacij in navigaciji, medtem ko bo drugi poskrbel za zabavo voznika. Sistem bo mogoče povezati tudi preko pametnega telefona, s pomočjo katerega bomo lahko avtomobil upravljali tudi na daljavo.

Svoj pohod na avtomobilsko industrijo je pred kratkim napovedala tudi Nvidia, ki bo svojo tehnologijo Tegra 3 ponudila proizvajalcem kot so Audi, Tesla in Lamborghini. Ti bodo omenjeno tehnologijo uporabili v namene zvočnih komponent, za GPS navigacijo, kot tudi za prikaz različnih indikatorjev (hitrost,merjenje obratov,…). Avtomobilski gigant Audi, bo Nvidijino Tegro 3 še v tem letu uporabil za tako imenovani VCM modul (Visual Computing Module) (goo.gl/Sfnxg), ki bo sestavljen iz procesorja, pomnilnika in vhodno-izhodnega krmilnika.

Na področju avtomobilskih procesorskih sistemov je dejavno tudi podjetje Tohiba. Ta je pred časom predstavila večjedrni superprocesor, ki bo za preračunavanje podatkov uporablja kar 64-procesorskih sredic. Ker je toshibin superprocesor za avtomobile in zabavno elektroniko optimiziran za predvajanje večpredstavnostnih vsebin, ta pri dekodiranju videosignala MPEG-AVC/H.264 formata 1080p in povprečne frekvence 30 sličic na sekundo porabi zgolj 500 milivatov električne moči. Pri dekodiranju videosignala formata 4K2K se poraba električne energije poviša na komaj 800 milivatov. Toshibin superprocesor lahko v avtomobilih in zabavni elektroniki pričakujemo že proti koncu letošnjega leta.

Programska oprema

Ena od največjih prednosti avtomobilov prihodnosti je vsekakor napredna in inovativno programska podpora v obliki “firmware-a”, ki preko integriranega procesorskega sistema vse skozi prilagaja vozne lastnosti in funkcije avtomobila. Različni procesorji se pri tem uporabljajo za različne namene, kot npr. za nadzor aktivnosti voznika, nadzor stanja baterije, nadzor delovanja motorja, za podrobno diagnostiko vozila, upravljanje z multimedijskimi napravami in za interakcijo z glavnim zaslonom občutljivim na dotik. Pri tem se uporablja različna programska oprema, ki je namenjena optimizaciji in izvedbi posameznih naprednih funkcij. Dodatna prednost takšne programske opreme je tudi možnost diagnoze avtomobila na daljavo. Če uporabnik med vožnjo zazna nepravilnosti v samem delovanju avtomobila, se lahko na daljavo poveže s pooblaščenim servisom, preko katerega lahko majhne elektronske napake serviserji odpravijo kar na daljavo.

Pametna notranjost

Priljubljeni mobilni operacijski sistem Android se vse bolj uveljavlja tudi na področju avtomobilske industrije. Čeprav smo ga doslej videvali le v avtoradiih, so se inženirji podjetja Rydeen Mobile odločili za nekoliko drugačen pristop. Ti so namreč pripravili nadvse zanimivo pametno vzvratno ogledalo (goo.gl/VUQSf), ki temelji na osnovi mobilnega operacijskega sistema Android 2.2. Android v vzvratnem ogledalu bo voznikom avtomobilov prinesel številne uporabne funkcionalnosti. Ti bodo imeli na voljo tako zmogljiv navigacijski sistem GPS za lažje potovanje v neznane kraje kot bogato paleto funkcij, ki so sicer »rezervirane« za mobilne telefone. Ta bo namreč omogočal pregledovanje slik, predvajanje filmskih posnetkov, branje elektronskih knjig in podobno. Nanj bo tako rekoč mogoče namestiti vse aplikacije, ki so na voljo na spletnem portalu Android Market.

Zelo zanimiv »artikel« je pred časom predstavil tudi bavarski avtomobilski koncern BMW. Gre za zanimiv volanski obroč (goo.gl/HU0DI), ki je pisan na kožo dirkaškim navdušenem. Volanski obroč »M Performance« namreč voznikom v realnem času posreduje ključne informacije o »stanju vozila«. Ker se informacije izpisujejo na volanskem obroču, voznikom ni potrebno odmakniti pogleda od cestišča. S tem se posledično zmanjša verjetnost povzročitve prometne nesreče. Na volanskem obroču »M Performance« se na zgornjem delu nahaja majhen zaslon OLED, preko katerega se vozniku prikazujejo koristne informacije, kot so čas, poraba goriva, predvidena avtonomija, kot nagiba avtomobila in še mnogo več. Desno in levo od zaslona so postavljene diode LED, ki ponazarjajo vrtljaje motorja.

Podjetje GEElab (Games and Experimental Entertainment Laboratory) je pred časom predstavilo verjetno enega izmed najbolj zanimivih projektov na področju avtomobilske industrije in sicer gre za multimedijski sistem, ki so ga poimenovali kar “Enjoyable Interactions in the Rear Seat.” (goo.gl/gbBpg) Ta bo združeval holografski zaslon in senzor gibanja, s pomočjo katerih bodo potniki na zadnjih sedežih deležni izkušnje podobne Microsoftovemu Kinectu. Čeprav je na prvem mestu zabava, pa bi lahko takšni holografski zasloni služili tudi prikazu armaturne plošče, nadzornih sistemov kot tudi GPS navigaciji. Podobni sistemi so v avtomobilih vgrajeni že sedaj, v mislih imamo predvsem tako imenovane SplitView zaslone, ki so vgrajeni v najnovejši Mercedes razreda CL.

Pametno podvozje

Pnevmatike za avtomobile kot jih poznamo danes, bi lahko že v bližnji prihodnosti postale le še zgodovina. Podjetje Hankook je namreč razpisalo natečaj (goo.gl/Fgy3B), v katerem so morali študentje oblikovanja predstaviti svoje vizije glede pnevmatik prihodnosti. Zmagala je ideja pnevmatik, ki se prilagajajo posamezni vozni podlagi. Če je verjeti konceptu oblikovalcev, potem bodo lahko avtomobilske pnevmatike že kmalu spreminjale svojo obliko, s čemer bi se lahko občutno zmanjšala poraba goriva. Za športno vožnjo bi tako pnevmatika še vedno zavzemala celotno površino podlage, medtem ko bi se za nekoliko bolj varčno vožnjo pnevmatika preprosto razdelila na pol. Posebni magnetni sistem bi prav tako omogočal lažjo vožnjo po hribovitem terenu, s čemer bi se pritisk na amortizerje znatno znižal. Avtomobilska industrija se očitno razvija s svetlobno hitrostjo in če električni avtomobili počasi izpodrinjajo tiste na bencin, zakaj ne bi tudi avtomobilske pnevmatike v prihodnosti postale nekoliko bolj »pametnejše«.

Komunikacija med avtomobili

Za razliko od komuniciranja med vozniki, komunikacija med avtomobili najverjetneje ne bo vključevala vsem dobro poznanih sredincev. Avtomobili se bodo lahko že v bližnji prihodnost med seboj povezali zahvaljujoč Intelovi tehnologiji M2M (Machine-to-Machine) (goo.gl/2nVvV), preko katere bodo lahko med seboj izmenjavali različne podatke in voznike opozarjali na različne nevarnosti na cesti, prav tako pa bodo lahko voznikom ves čas posredovali alternativne poti za karseda najugodnejšo pot do cilja.

Senzorji

Velik korak na področju pametnih senzorjev je pred časom storil avtomobilski gigant Mercedes. Slednji je namreč predstavil precej inovativen sistem za prepoznavo prometnih znakov. Ta bo samodejno zaznal vse prometne znake na cesti in bo voznika opozoril v primeru, ko jih bo spregledal. Če bo na primer voznik poskušal zaviti v enosmerno ulico, ga bo avtomobil na to opozoril tako s svetlobnimi kot z zvočnimi signali. Napredni sistem podjetja Mercedes bo »grajen« na osnovi kamere in naprednega centralnega računalniškega sistema. Z novostjo bo nemški avtomobilski gigant najprej opremil avtomobile družin E in S, pri čemer naj bi izboljšana različica zaznavala prometne znake celo v najslabših vremenskih razmerah. Če bodo vozne razmere »nemogoče«, bo računalnik »črpal« položaj avtomobila in znakov neposredno preko navigacijskega sistema GPS. Prvi Mercedes avtomobili opremljeni s tovrstnim sistemom naj bi na trg prispeli že letos.

Zelo zanimiv koncept senzorja so predstavili tudi ameriški znanstveniki, ki so razvili prototip sistema, ki je na podlagi vidnih oziroma posnetih informacij sposoben ločiti vinjeno osebo od trezne. Za ta namen koristi prednosti infrardeče kamere. Koncept delovanja omenjenega prototipa je nadvse preprost. Infrardeča kamera poleg oblike obraza voznika odmeri tudi njegovo temperaturo in na podlagi tega oceni, ali je vinjen ali ne. Znanstveniki so namreč prišli do spoznanja, da se pri vinjenih osebah na obrazu pojavijo značilni toplotni vzorci,kot na primer toplejši nos in hladnejše čelo. Čeprav sistem še ni povsem zanesljiv, je dovolj dober, da bi bil policistom v pomoč pri lovljenju tistih, ki ne sodijo za volan. Ta sistem bi seveda organom pregona prišel več kot prav tudi na večjih prireditvah, kjer so vinjene osebe vedno generator težav.

Varnost na cesti

Podjetje Nvidia je s predstavitvijo zmogljive mobilne platforme Jetson (goo.gl/K69LR), naredilo še korak več na področju avtomobilske tehnologije, saj je ta tesno povezana s celotno avtomobilsko elektroniko, spletnimi kamerami, tipali, senzorji, svetovnim spletom in drugimi elektronskimi pomagali. Novost vozniku omogoča, da ponoči spremlja stanje na cesti preko infrardeče kamere, samodejno zaznava prometne znake, sporoča omejitev hitrosti, opozarja na pešce in živali na cesti ter še mnogo več. S tem se dejansko zmanjšuje možnost prometnih nesreč, ki nastanejo kot posledica trenutne nezbranosti ali neprevidnosti voznika oziroma kot posledica slabih vremenskih pogojev in nepredvidljivih dogodkov na cesti. Platformo Nvidia Jetson bomo v avtomobilih višjega cenovnega razreda po vsej verjetnosti ugledali že letos. Računalniški gigant zagotavlja, da bo z inovativno platformo opremljena bogata paleta avtomobilov, ki bodo naprodaj tako v Združenih državah Amerike kot vseh članicah Evropske unije.

Škodljiva programska koda

Čeprav napredni računalniški sistemi v avtomobilih pripomorejo k enostavnejši in varnejši vožnji ter zabavi, bomo vozniki z njimi v prihodnje zagotovo imeli nemalo težav. Preglavice nam bodo seveda povzročale škodljive programske kode. Raziskovalci washingtonske univerze ocenjujejo, da bo potrebno na računalnike avtomobilov kmalu nameščati celo protivirusne rešitve. Računalniške sisteme avtomobilov trenutno najbolj ogrožajo prenosni predvajalniki glasbe. Raziskovalci washingtonske univerze so prepričani, da je trojanskega konja že mogoče »zamaskirati« v običajno glasbeno datoteko in z njo brez večjih težav okužiti programsko opremo avtomobila. Računalniški sistemi sodobnih avtomobilov trenutno namreč nimajo nobene učinkovite zaščite pred zlonamernimi kodami. Strokovnjaki pri tem opozarjajo, da bi škodljiva programska koda v primeru okužbe lahko prevzela »nadzor« nad navigacijskim sistemom GPS, kodami za identifikacijo vozila ter celo nad potovalnim računalnikom, centralnim zaklepanjem in pogonskim motorjem. Kljub temu razlogov za preplah še ni. Škodljive programske kode namreč še niso dovolj »razvite«, da bi ogrožale vse sodobne avtomobile. Kljub temu se to skoraj zagotovo utegne zgoditi v bližnji prihodnosti.

Varčnost

Električni avtomobili postajajo vse bolj in bolj priljubljeni, zato lahko predpostavljamo, da bodo to avtomobili prihodnosti. Prvi električni avtomobil je bil predstavljen že davnega leta 1897. Šlo je za električni taksi Bersey, ki pa vsaj po hitrosti nikakor ni mogel konkurirati takratnim bencinskim avtomobilom. Vsi dosedanji poskusi za oživitev električnega avtomobila so končali precej klavrno, a kaže, da bo tega že kmalu konec. V zadnjih letih namreč tudi vse več avtomobilskih proizvajalcev več pozornosti namenja tudi ekologiji. Na tem področju so električni avtomobili v primerjavi z običajnimi v absolutni prednosti, prav zaradi tega vse več proizvajalcev v svoj proizvodni program uvaja električne ali vsaj tako imenovane hibridne avtomobile. Kar se tiče polnjenja takšnih avtomobilov, se trenutna vprašanja v glavnem nanašajo na dostopnost polnilnih postaj, ki ga bo potrebno rešiti s pomočjo lokalne politike in sprejetjem sporazuma o posameznih standardih. Problem še vedno ostajajo tudi prešibke baterije oziroma njihov domet. Te bodo kmalu zamenjali tako imenovani super kondenzatorji, ki imajo zelo visoko specifično moč in visoko električno zmogljivost. Krasijo jih neznatna poraba, dolga življenjska doba in visoka učinkovitost pri shranjevanju električne energije. S pomočjo takšnih baterij bi lahko električni avtomobili končno postali povsem enakovredni avtomobilom z bencinskimi motorji. V zadnjem času vse bolj priljubljeni postajajo tudi sistemi iz gorivnih celic. Podjetje Hyundai je pred kratkim najavilo pričetek množične proizvodnje komercialnih avtomobilov z gorivnimi celicami, ki električno energijo proizvajajo neposredno iz vodika. Tu bo sprva šlo le za športna terenska vozila iz družine Tucson IX, v bližnji prihodnosti pa se jim bodo pridružila še druga Hyundaijeva vozila. Prvih 15 športnih terenskih vozil bo izdelanih že aprila letos, in sicer za danske občinske službe, ki prisegajo zgolj na varčne in ekološko »ozaveščene« avtomobile.

Koncepti avtomobilov prihodnosti

Fun-VII

Avtomobil prihodnosti ali kot bi dejal Akio Toyoda “pametni telefon na 4 kolesih”, bi lahko realnost postal že čez nekaj desetletij. Toyota je namreč predstavila futuristični koncept avtomobila, kot avtomobil velikega pametnega telefona. Avtomobil deluje na principu računalnika, s čemer vozniku omogoča, da se z vozilom poveže na različne načine, tudi preko vrat, ki so dejansko zaslon občutljiv na dotik. Sodeč po informacijah, lahko zunanji zaslon avtomobila prilagaja barvo voznikovim željam, sam uporabniški vmesnik pa je pri tem povsem enostaven. Pri Toyoti pravijo, da se lahko notranjost Fun-VII-ja (goo.gl/tJ9CJ) prilagaja in spreminja, prav tako pa se lahko avtomobil povezuje z bližnjimi avtomobili in infrastrukturo v okolici. Avtomobil lahko prav tako predvidi različne nevarnosti, kot so avtomobili v “mrtvem kotu “, lahko pa se enostavno povežete tudi s prijatelji, ki se z podobnim vozilom vozijo v vaši bližini. Programska oprema, ki se nahaja v avtomobilu se bo ves čas posodabljala, še pravijo pri Toyoti.

Emirai

Podjetje Mitsubishi Electric je predstavilo izjemno zanimiv koncept mestnega avtomobila z razvojnim imenom EMIRAI (goo.gl/KZebe). Ta je namenjen predvsem mestni uporabi in uporabnikom omogoča neverjetne užitke ob vožnji. Električni avtomobil Mitsubishi Electric EMIRAI vozniku prilagodi položaj sedeža s pomočjo biometričnega vmesnika. Ta med drugim meri celo srčni utrip in telesno temperaturo. Stranski zaslon je bil izdelan na način, da prepozna človeško pisavo in gumbe dinamično prilagaja glede na želje in potrebe voznika. Gumbi za upravljanje s 3D televizorjem in stranskim zaslonom se kakopak nahajajo na volanu. Namesto običajnih stranskih ogledal električni avtomobil Mitsubishi Electric EMIRAI uporablja kar bočne kamere. Notranjost vozila je izdelana pretežno iz biorazgradljivih materialov, kar pa je še en korak več, k ekološko ozaveščenim proizvajalcem avtomobilov.