Virtuel sikkerhed: Volvo kaster digitale forhindringer ud foran bilen
Siden den svenske Volvo-ingeniør Nils Bohlin opfandt trepunktsselen i 1959, har Volvo været kendt for at være – næsten absurd – optaget af sikkerhed, og det renommé vil den kinesiskejede bilproducent med base i Göteborg gerne bevare.
For nylig viste Volvo sin nye kørselssimulator frem. Den skal teste alle tænkelige og utænkelige scenarier i trafikken, helt uden at smadre dyre biler undervejs.
Kørselssimulatoren består af tre trin. Det første er rent digitalt, hvor Volvo digitalt simulerer en lang række scenarier med en spilmotor fra Unity. Det er danskudviklet software, som egentlig er tiltænkt gaming, men Volvo har taget softwaren i brug, så de kan teste, hvad forskellige placeringer af en lidar-sensor betyder for bilens evne til at parkere sig selv.
I næste trin af simulatoren foregår stadig bag en skærm, men nu bliver der tilføjet et rigtigt menneske, der sidder i et bevægeligt førersæde, hvor rattet har haptisk feedback.
Læs også: Corona skubber til udvikling: Mixed reality fra Fyn til Brasilien
Føreren er iført et såkaldt mixed reality-headset på fra finske Varjo, ligesom testpersonen er iklædt en heldragt med haptisk feedback fra virksomheden Teslasuit. Varjo har udviklet det første mixed reality-headset, der har en opløsning, der minder om det menneskelige øje.
Konkret præsenterer Varjo øjnene for 90 frames i sekundet med en latenstid på 12 millisekunder. En tommelfingerregel er, at man helst skal over 60 billeder i sekundet og under 20 millisekunders latenstid for at slippe for ‘søsyge’ ved brug af VR-briller. Det hører dog også med til historien, at de finske VR-headsets ligger i den absolut tungeste ende af prisklassen: 40.000 kroner stykket.
Ingeniøren testede sidste år et Varjo-headset, og det er uden tvivl det mest livagtige augmented reality, vi nogensinde har prøvet.
Foran sidder der to kameraer og et eyetracking-system, der optager både brugerens interaktion og miljøet omkring i meget lav latenstid. Det gør, at Volvo kan placere føreren i et livagtig simulering af en trafiksituation i realtid.
»Når vi udvikler selvkørende biler og teknologi til at undgå kollisioner i trafikken, så er det meget vigtigt at vi kan simulere alle tænkelige situationer på en vej. Nogle scenarier vil enten være for farlige at teste i virkeligheden eller vil opstå så sjældent, at vi skulle køre for evigt for tage højde for dem,« siger Timmy Ghiurau, Innovation Leader, og VR/AR ekspert hos Volvo Open Innovations i Göteborg.
Dækker de digitale teknologier, som visuelt projicerer data foran øjnene, og hvor interaktion er direkte på projektionen ved brug af hænder eller stemmestyring. Den mest kendte MR-enhed er Microsofts HoloLens-briller. Finske Varjo har udviklet headsettet XR-1, der viser 90 frames i sekundet og har en latenstid på 12 millisekunder.Mixed reality (MR)
Fra selvkørende til manuel
Han giver et eksempel: Hvordan finder man ud af, hvordan en bilist reagerer på en situation, hvor bilen foran har en madras spændt fast på taget, som så falder af.
»Med simulering kan vi afspille scenariet igen og igen med forskellige udfald, forskellige bilister og biler med det formål at se, hvordan vi mennesker vil reagere i situationen. Vi henter inspiration fra gaming-verdenen, når vi udvikler den her type simulering. Der er ingen grund ti,l at vi genopfinder hjulet igen,« sigerTimmy Ghiurau
De senere år er prisen på det nødvendige hardware til at koble den digitale simulering med den fysiske virkelighed også faldet drastisk. I dag er der indbygget lidar-sensor i highend-smartphones og tablets, som du kan bruge til at kortlægge omgivelserne i 3D.
»På den måde kan vi lægge virtuelle objekter på den fysiske virkelighed, som du ser,« siger Timmy Ghiurau.
Det ekstra lag er den sensordragt, der registrer hele førerens krop og alle bevægelser via de elektriske signaler, som musklerne frigiver ved bevægelse. Den haptiske heldragt bliver blandt andet taget i brug, når Volvo undersøger, hvordan de bedst skifter mellem selvkørende autopilot og manuel kørsel. Volvo drømmer, ligesom resten af bilindustrien, om at kunne levere biler, der i højere grad overtager styringen i bilen, så chaufføren i stedet kan læne sig tilbage og læse nyheder eller tjekke mails.
»I uovervåget selvkørende tilstand kigger føreren måske på mails, læser nyheder eller kigger ud af sidevinduet. Derfor skal vi være sikre på, at kørslen bliver overleveret på det rigtige tidspunkt. Det må ikke gå for hurtigt, for så stresser vi føreren, som risikerer at tage dårligere beslutninger,« siger Alexander Eriksson, senior design engineer hos Volvo Cars.
Lige nu tester de i Göteborg, hvad der virker bedst, i forhold til at gøre føreren opmærksom på, at de nu skal overtage kørslen fra autopiloten, og her undersøges de blandt andet, hvordan føreren reagerer på et ryk i sikkerhedsselen eller vibrationer i sædet.
I adskillige år har Volvo haft som ambition, at ingen skal omkomme eller blive hårdt såret i en ny Volvo. Oprindelig var milepælen 2020, men det er siden blevet udsat, og i dag er der så vidt vides intet årstal på ambitionen.
Digitale elge
Det tredje niveau af simulering mikser for alvor den fysiske og digitale virkelighed. Her kører føreren i en rigtig Volvo på en rigtig vej, som dog er lukket for almindelig trafik, og så har føreren et mixed reality-headset og sensordragt på under kørslen, så Volvo kan placere digitale objekter på vejen, ligesom de kan registrere og genskabe kørslen digitalt.
I bedste svenske stil er det selvfølgelig elge, der udgør den første digitale forhindring, som Volvo viser frem, og sådan har det været i adskillige år. I Sverige udgør elge et alvorlig sikkerhedsrisiko på vejene, da de er så høje, at de ved en påkørsel brager selve kroppen ind gennem forruden på bilen.
Ifølge Casper Wickman, der står i spidsen for brugeroplevelser på Volvos ‘Open Innovation Arena’, gør dette Volvo Cars i stand til at nærstudere menneskelige reaktioner i et sikkert miljø – og til en brøkdel af prisen på en reel testkørsel.
»Samarbejdet med store virksomheder som Varjo, Unity og Teslasuit har gjort det muligt for os at teste mange forskellige scenarier, der både ser ud og føles aldeles virkelige, uden fysisk at skulle bygge noget. Det gør os i stand til at prøvekøre rigtige biler i trafikscenarier, der ser ægte ud og også føles ægte, men som kan justeres ved et enkelt tryk på en knap,« siger Casper Wickman.
Når der udvikles sikkerhedssystemer til biler, er tests afgørende. Men at teste disse systemer i virkeligheden kan være farligt, tidskrævende og dyrt. Når Volvo spænder et mixed reality-headset på en testkører, foregår det dog på et lukket vejbane, men med andre biler på banen.
For at kunne kombinere den fysiske virkelighed med digitale objekter, bliver alle signaler fra bilen registreret og overført i realtid til spilmotoren fra Unity, så hastighed, vindmodstand og lignende bliver overført i realtid, ligesom førerens øjne også løbende registreres. Fra bagsædet kan en passager styre den digitale version af kørslen og afspille forskellige scenarier for føreren.
Det betyder, at Volvo kan genskabe en digital avatar af føreren og se, hvordan han eller hun reagerer på forskellige situationer, og hvordan sikkerhedsselen eksempelvis klemmer og påvirker kroppen undervejs.
Læs også: Volvo tester nye biler med dansk spil-software
Bag Unity Technologies står tre danske udviklere. Kernen er spilmotoren Unity, som i dag bruges i flere milliarder enheder verden over. Spilmotoren er en platform til design og udvikling af spil, men også til 3D-simuleringer af produktudvikling. Platformen betyder, at udviklere og designere ikke skal starte fra bunden, men kan indlæse CAD-filer, som hurtigt bliver konverteret til 3D-simuleringer.Fakta: Den danske spilmotor Unity
Ingeniørerne kan dermed få vigtig indsigt i interaktionen mellem mennesket og bilen med henblik på videreudvikling af nye sikkerhedssystemer, førerassistance og selvkørende kørefunktioner.
Testkørerne kan så udsættes for realistiske sikkerheds- og fører-supportfunktioner, se brugerflader i kommende selvkørende biler eller få en fornemmelse af, hvordan fremtidige bilmodeller vil se ud. Scenarierne kan bruges på rigtige testbaner eller i testlaboratoriet, og hvert enkelt setup kan tilpasses fuldt ud. Mulighederne er bogstaveligt talt uendelige.
Det er ikke kun i udviklingsafdelingen, at Volvo prioriterer sikkerheden. Tidligere i år indførte Volvo hastighedsbegrænsninger på alle nye modeller, så de kun kan nå en topfart på 180 km/t. Dermed kan en Volvo ikke køre hurtigere end Fords populære Fiesta med 100 hk.
Volvo understreger, at det kun er topfarten, som de sætter begrænsning på. Bilens ydelse, f.eks. effekt, acceleration, drejningsmoment, er fortsat den samme. Volvos elektriske Polestar-mærke kan dog fortsat komme op på en topfart på 250 km/t, når vi taler om Polestar 1 med 600 hk hybridmotor, mens den fuldt elektriske Polestar 2 kan køre 205 km/t.
Læs også: Simulator overgår virkeligheden til træning af selvkørende biler
