Auto’s steeds slimmer met deze drie nieuwe technologieën

By Mauro Mereu

Auto’s zijn tegenwoordig ware innovatie-hotspots, met geavanceerde technologieën aan boord voor betere rij- en reiservaringen. Ze zitten vol met kleine computers en tientallen sensoren die elk moment informatie detecteren, volgen en delen. Net als veel andere objecten – zoals huishoudelijke apparaten – worden auto’s ook steeds vaker gekoppeld aan andere systemen. Ze maken gebruik van artificiële intelligentie (AI), kunnen informatie uitwisselen met slimme wegen en vooral ook met andere voertuigen.

Die koppeling aan andere netwerken die in de nabije toekomst volkomen normaal zal zijn, is mede te danken aan technologieën die nu worden ontwikkeld. Afgelopen maand hield de High Tech Campus Eindhoven een seminar over de toekomst van connected cars, waarbij de aanwezigen een voorproefje kregen van de toekomst van de connected car. Innovation Origins bezocht de conferentie en vroeg de drie panelleden een technologie te kiezen die we in de connected cars van morgen zullen aantreffen.

Edge AI

Sinds de opkomst van ChatGPT komen steeds meer mensen in aanraking met de mogelijkheden van AI. ChatGPT is een voorbeeld van conventionele cloudgebaseerde AI. Dat betekent dat de computerprocessen zich afspelen op internetservers. Dat is anders met zogeheten Edge AI. Daarbij spelen de AI-processen zich in het apparaat zelf af. Dat is directer, goedkoper en bovendien verbruikt het minder stroom. Een van de nadelen is een beperkte geheugencapaciteit en een lagere rekensnelheid.

Het bedrijf Axelera AI richt zich deze Edge AI techniek. Er zijn daarvoor behalve in de automotive, verschillende toepassingen voor. Bram Verhoef is hoofd machine learning bij Axelera AI. Hij is van mening dat kunstmatige intelligentie voor auto’s de toekomst is.

“Voor volledig autonome auto’s moet er slimme AI aan boord zijn. Het is essentieel om niet alleen de informatie van sensoren te kunnen interpreteren, maar ook om te voorspellen en te plannen hoe het voertuig optimaal kan manoeuvreren. Daarbij kun je niet vertrouwen op een internetverbinding. Want er is een snelle en betrouwbare verwerking van die gegevens nodig. Daarom moet al het rekenwerk in de auto plaatsvinden.”

Er moeten nog wel veel problemen worden opgelost. Verhoef is van mening dat de eerste stap tot de totale inytegratie van AI in de besturing van een auto, de sensorverwerking is. “Dan is er ook reinforcement learning voor planning, dat gebaseerd is op alle sensorinformatie”, voegt hij eraan toe. Het in 2019 opgerichte Axelera AI brengt dit jaar zijn eerste producten op de markt, met chips die ook het brein kunnen zijn van toekomstige autonome auto’s.

Radar

Radartechnologie lijkt misschien niets nieuws. Het wordt al op grote schaal gebruikt in huidige auto’s. Verschillende systemen voor objectdetectie en botsingen – zoals adaptieve cruisecontrol – maken gebruik van radar. Verdere ontwikkelingen in deze technologie zullen deze toepassing echter nog krachtiger maken. NXP semiconductors heeft onlangs een nieuwe radarchip geïntroduceerd die betrouwbare detectie op lange afstand en scheiding tussen grotere en kleinere objecten mogelijk maakt. Bovendien is hij kleiner dan zijn voorgangers, waardoor kleinere sensormodules mogelijk zijn.

“Radar helpt de waarneming van de omringende wereld te vergroten. Ten opzichte van andere technologieën is het sterker in slechte weersomstandigheden,” benadrukt Lulu Chan, technical domain lead voor ADAS/Radar in automotive system innovation bij NXP.

In haar visie wordt radar de go-to-technologie, althans op korte termijn. “Radar is een technologie die veel informatie over de omgeving kan bieden terwijl de kosten voor een sensor laag zijn. Hij kan ook een vrij kleine vormfactor hebben.”

Nieuwe sensoren helpen de levensduur van de accu’s in elektrische auto’s te verbeteren

Accu’s zijn het duurste onderdeel van elektrische voertuigen. Hun actieradius is de grootste zorg voor wie overweegt een e-auto aan te schaffen.

On-chip LiDAR

Volgens Christian A. Bachmann, Programmadirecteur Wireless Sensing bij imec Nederland, zal de kosteneffectieve LiDAR-technologie op basis van siliciumfotonica de detectiemogelijkheden van auto’s verder verbeteren. imec is een van ‘s werelds toonaangevende O&O-centra voor nano-elektronica en digitale technologie en doet ook onderzoek naar LiDAR. LiDAR staat voor Light Detection and Ranging. Maar in tegenstelling tot een radar, gebruikt LiDAR licht in plaats van radiogolven.

“LiDAR helpt de veiligheid te vergroten en de omgeving beter waar te nemen. Deze technologie biedt superieure 3D-karteringsprestaties omdat zij zeer hoge resoluties mogelijk maakt. Daarom kan het kleine objecten – zoals een stuk puin of een autoband – op de weg detecteren tot 300 meter voor de auto. LiDAR kan echt een verschil maken en de veiligheid van autonome rijhulpsystemen verbeteren en toekomstige autonome toepassingen mogelijk maken,” aldus Bachmann.

LiDAR is echter nog steeds aanzienlijk duurder dan radartechnologie. Bij het omlaag brengen van de kostencijfers kan silicium fotonica een cruciale rol spelen. Met andere woorden, de technieken die in de elektronische chipindustrie worden gebruikt, kunnen ook helpen bij het miniaturiseren van LiDAR-toepassingen. “De integratie van laser-, elektronica- en fotonica-componenten met behulp van microchiptechnologie zal leiden tot kostenefficiënte LiDAR-oplossingen”, benadrukt Bachmann.