Innowacje techniczne

5G: Telekomunikacja kluczem do sukcesu pojazdów autonomicznych

by Deb Miller Landau
iQ Managing Editor

Kiedy w najbliższych latach na drogi wyjedzie większa liczba samojezdnych samochodów, ich zaawansowane systemy komunikacyjne będą poprawnie działać tylko w szybkiej, niezawodnej sieci pełniącej funkcję autostrady danych.

Samochody samojezdne lub autonomiczne to modny obecnie temat w świecie techniki, ale droga do autonomicznej jazdy jest kręta i wyboista. Nie wiadomo, co czyha za zakrętem, ponieważ konstruktorzy, producenci samochodów, urzędnicy i analitycy kreślą skrajnie odmienne wizje przyszłości branży motoryzacyjnej.

O pojazdach autonomicznych łatwo dyskutować, skupiając się na pojedynczym egzemplarzu, np. mknącym po autostradzie testowym samochodzie firmy Google. Świetny samochód, ale nie ma on żadnego wpływu na jazdę pozostałych kierowców na drodze.

Sytuacja ta zmieni się jednak z chwilą pojawienia się większej liczby samochodów autonomicznych. Samochody te nie mogą istnieć w próżni – im więcej będzie ich jeździło po naszych drogach i ulicach, tym lepiej rozwinie się niezbędna infrastruktura, a jazda takimi pojazdami będzie bezpieczniejsza.

autonomous-5g2-1024x576-in-en

„Pojazdy autonomiczne zmuszają nas do ponownego przyjrzenia się kwestiom, które kiedyś uznawaliśmy za niedorzeczne” – powiedział Kevin Hattendorf, dyrektor ds. marketingu produktów z należącej do firmy Intel grupy Automated Driving Group (ADG). „Wiele też zależy od wydajności systemu komunikacyjnego”.

Z jednej strony każdy samochód jest osobnym pojazdem, z drugiej będzie wchodził w skład złożonego ekosystemu, w którym kluczową rolę będzie odgrywać komunikacja, a więc sposób komunikowania się samochodów z innymi samochodami, infrastrukturą drogową, siecią oraz centrami przetwarzania danych.

Uwolnienie pełnego potencjału samochodów autonomicznych wymaga zastosowania niezawodnej i elastycznej sieci bezprzewodowej o powszechnym zasięgu. Hattendorf powiedział, że wymagania te stanowią podstawę funkcjonowania sieci 5G, które mają się pojawić w 2020 roku (obecnie są poddawane testom).

flood-of-data-in-en

 

Co to jest 5G?

Krótko mówiąc, 5G to kolejna „generacja” sieci bezprzewodowych. Umożliwi ona przesyłanie danych z większą prędkością i z mniejszymi opóźnieniami oraz zapewni ultraniezawodność. Będzie niezbędnym warunkiem działania miliardów połączonych z siecią urządzeń – od inteligentnych budynków po podłączone do Internetu wytwórnie win.

Zdaniem Hattendorfa samochody autonomiczne będą codziennie generować terabajty danych. Będą wymagać zastosowania całej masy czujników – kamer, lidaru i radaru – odczytujących informacje o otoczeniu wokół pojazdu. Na przykład kamery mogą dostrzec człowieka, ale głębię wykrywa radar, który rozpoznaje różnicę między prawdziwym człowiekiem a – dajmy na to – ludzką sylwetką z kartonu.

autonomous-5g-1024x576-in-en

Wszystkie urządzenia w systemie muszą ze sobą współpracować, a każdy element wymaga sporej mocy obliczeniowej i dużej syntezy danych. Zebrane dane umożliwiają samochodom analizowanie różnych doświadczeń i warunków otoczenia i uczenie się na ich podstawie.

„Wszystkie te dane są następnie zbierane i przesyłane do centrum przetwarzania danych” – powiedział Hattendorf. Centrum przetwarzania danych gromadzi wszystkie nadesłane dane, a następnie, za pomocą protokołów i narzędzi uczenia maszynowego i głębokiego, tworzy zbiór instrukcji dla pojazdów, ucząc je otaczającego je świata oraz informując je, co muszą robić i jak reagować. Samochody zaczynają rozpoznawać i rozróżniać obiekty ruchome – człowieka, psa, toczącą się po ulicy piłkę – na podstawie zgromadzonych danych.

Uczą się również rozpoznawać anomalie. Jeśli, na przykład, samochód zauważy przechodzącą przez ulicę żyrafę, uzna to za anomalię i wyśle stosowne informacje do centrum przetwarzania danych w celu opracowania nowego zbioru reguł.

Po drodze trzeba jeszcze wykonać wiele „danożernych” kroków. W samochodzie trzeba zainstalować platformę obliczeniową, która będzie w czasie rzeczywistym komunikować się z pokładowym interfejsem człowiek–maszyna. Samochód musi być w stanie komunikować się z innymi pojazdami, aby dzielić się z nimi tym, czego się nauczył. Musi też przesyłać informacje do chmury lub centrum przetwarzania danych. Dzięki tym informacjom pojazdy uczą się rozpoznawać całe otoczenie, od zbliżającego się sygnalizatora świetlnego, przez niedawny wypadek, po biegnącego psa lub galopującą żyrafę.

 

Jak wyminąć psa?

Ogrom danych wysyłanych w różne strony wymaga zaawansowanej sieci telekomunikacyjnej, która je obsłuży. Z pomocą przychodzi właśnie sieć 5G.

Prakash Kartha, odpowiadający za marketing strategiczny samochodów autonomicznych, przyrównał sieć 5G do autostrady danych dla pojazdów bezobsługowych. Jego zdaniem współczesne sieci LTE nie są w stanie podołać takiemu zadaniu.

Wyobrażenie sobie tak dużych ilości danych przemieszczających się z ogromną prędkością nie jest proste, dlatego Kartha posłużył się następującym porównaniem.

„Proszę sobie wyobrazić rurę” – powiedział. „Rura może być cienka i długa albo gruba i krótka”. Małe ilości danych zmieszczą się w długiej rurze, ale ich przesyłanie będzie trwało dłużej. Jeśli będziemy przesyłać więcej danych z większą częstotliwością przy użyciu szerszej i krótszej rury, prześlemy więcej danych, ale na mniejszą odległość.

W przypadku samochodu poruszającego się po mieście dane w czasie rzeczywistym (zebrane przez czujniki) będą sterowały jego działaniem za pośrednictwem pokładowej platformy obliczeniowej.

Ale do nauki długofalowej samochody będą przesyłać i pobierać dane co jakiś czas, przy okazji – na stacji benzynowej, parkingu, skrzyżowaniu lub w domu. Wtedy samochód będzie mógł wysłać ogromne ilości danych.

Wiele pojazdów, które dziś poruszają się po drogach, pobiera już dane w sieci LTE – na przykład samochody w sieci Uber, samochody firmy Google czy BMW.

autonomous_car_bmw3-e1471544242555-1024x512-in-en

„Ale trzeba sobie zadać pytanie – czy w samochodzie podłączonym do sieci LTE Internet działa tak samo dobrze jak na iPhonie? A teraz wyobraźmy sobie transfer danych w samochodach autonomicznych. Współczesne sieci LTE są nieprzystosowane do obsługi tak wielkiej ilości danych” – powiedział Kartha, który pracuje z zespołami opracowującymi nową technologię fal milimetrowych. Ma ona umożliwić szybki transfer dużych zbiorów danych.

Tu (i nie tylko tu) z pomocą przychodzi sieć 5G. Kiedy czujniki będą mało widzieć, na przykład przy niesprzyjającej pogodzie, komunikacja radiowa niższej częstotliwości 5G zapewni, zdaniem Karthy, „dodatkowy poziom ochrony”, umożliwiając kontakt (szybki i niezawodny) z okolicznymi pojazdami i infrastrukturą drogową.

 

Co się dzieje w chmurze?

Brian Krzanich, prezes firmy Intel, powiedział niedawno, że samochód autonomiczny będzie generować prawdopodobnie nawet cztery tysiące gigabajtów dziennie, tyle samo co prawie trzy tysiące ludzi. Jeśli dodać do tego szacowane 50 miliardów innych „rzeczy”, które do 2020 roku mają być bezprzewodowo połączone z siecią – „chmura” w końcu się przeciąży, prawda?

Nie – zdaniem Hattendorfa – ponieważ nie ma jednej światowej chmury, a centra przetwarzania danych będą miały różne rozmiary i formaty.

„Firmy będą miały różne strategie” – powiedział. „Niektóre powiedzą: »Wiecie co? Dane, które zbieramy, będą tak ważne, że chcemy, aby do nas należały. Nie będziemy niczego zlecać, tylko zbudujemy swoje własne centrum przetwarzania danych«”.

Inne firmy mogą mieć wiele centrów przetwarzania danych w różnych miejscach na świecie, a jeszcze inne mogą korzystać z usług świadczonych przez komercyjne centra przetwarzania danych.

Niezależnie od tego, wszystkie te centra umożliwią sieci 5G przesyłanie i analizowanie danych, tworzenie algorytmów i przesyłanie wniosków z powrotem do samochodów.

O ile daleko nam jeszcze do powszechności samochodów autonomicznych, o tyle prace nad autostradą danych są bliskie ukończenia.

 

Udostępnij ten artykuł