Os veículos autônomos prometem ser uma das tecnologias de transformação do século 21, com potencial para refazer muito de nossa paisagem urbana e econômica.

Mas muitas questões permanecem sobre como o carro conectado de 2019 irá evoluir para atender a visão para os veículos autônomos do futuro e questões difíceis a serem resolvidas em várias frentes - incluindo tecnologia, regulamentação e infraestrutura.

A visão de longo prazo é criar redes de veículos conectados que "conversem" uns com os outros usando comunicações de veículo a veículo (V2V) em conexões sem fio de baixa latência, o que também pode permitir veículo a infraestrutura (V2I) que permite carros robô para se conectar com semáforos e parquímetros. No momento, há visões de duelo pela tecnologia sem fio que permitirá que veículos autônomos se comuniquem.

A transição para carros autônomos será gradual, ocorrendo em fases e em ritmo variável nas diferentes geografias, com base na regulamentação local e na disponibilidade de conectividade e armazenamento de dados para suportar esses serviços. Uma coisa é certa: os carros do futuro criarão enormes volumes de dados e isso criará uma demanda por infraestrutura digital para apoiar o crescimento da indústria.

Muitos dados em muitos lugares

O andamento dos projetos de veículos autônomos tem sido irregular, como visto nas manchetes recentes. Na semana passada, a divisão Waymo do Google disse que começaria a usar minivans totalmente sem motorista - sem motorista de suporte - em um serviço de compartilhamento de caronas que opera na área de Phoenix. Enquanto isso, a startup Optimus Ride lançou um serviço de transporte em Reston, Va. apresentando veículos autônomos de baixa velocidade.

No outro extremo do espectro estava o lançamento da Tesla de um recurso de "invocação inteligente" de seu software autônomo, que rapidamente se tornou a estrela de vídeos virais sugerindo que a tecnologia beta (e talvez alguns de seus usuários) pode não ser inteligente o suficiente. ainda.

Os veículos autônomos são o equivalente a supercomputadores rodando pela rodovia, gerando e transmitindo uma quantidade impressionante de dados - até 4 terabytes por dia, por carro. A maioria dos analistas espera que os requisitos de dados dos veículos autônomos sejam divididos, com algumas tarefas gerenciadas por poderosos computadores de bordo e outras transferidas para instalações externas para processamento adicional de dados e armazenamento.

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Conforme os veículos sem motorista vão para as estradas, eles exigirão conexões sem fio de baixa latência para redes de fibra e centros de dados. Essa infraestrutura de conectividade, armazenamento e processamento de dados pode precisar se estender a quase todos os lugares que os carros podem dirigir.

O impacto do data center dos carros conectados já pode ser visto nas necessidades de computação dos principais serviços de compartilhamento de viagens e logística.

O serviço de compartilhamento de viagens Lyft é executado na Amazon Web Services desde seu lançamento em 2012 e planeja gastar mais de US $ 300 milhões para executar a infraestrutura de TI na AWS até 2021, disse a empresa em documentos recentes da SEC. Lyft usa o recurso de escalonamento automático da AWS para aumentar e diminuir sua capacidade, combinando sua infraestrutura com o volume de seus negócios. Lyft diz que seu pico de volume na noite de sábado é 8 vezes maior do que a atividade poucas horas depois na manhã de domingo.

O Uber traçou um curso diferente, trabalhando com fornecedores atacadistas de data centers para alugar espaço para sua rápida expansão global. A equipe do data center da empresa definiu uma implantação de 5 megawatts que servirá como bloco de construção para a rede da empresa. Cada zona possui 10.000 a 15.000 pés quadrados de espaço de data center, alugado por um prazo de cinco anos, com direito de preferência em 5 megawatts de espaço adjacente. Uma zona contém 576 racks, que são divididos entre agrupamentos padronizados de hardware para computação básica, armazenamento e aprendizado de máquina.

Criando a vanguarda automotiva

O setor automotivo está se transformando em uma potencial virada de jogo para a computação de ponta . Para enfrentar esse desafio, o Automotive Edge Computing Consortium (AECC) foi formado em 2018 para desenvolver estratégias de movimentação de big data entre veículos, data centers de ponta e nuvem. Os membros fundadores da AECC incluem ATT, Intel, Ericsson, NTT, KDDI e Sumitomo Electric.

A AECC estima que o tráfego de dados de veículos autônomos pode ultrapassar 10 exabytes por mês até 2025 - cerca de 1.000 vezes o volume atual.

“As atuais implantações de rede e modelos de negócios ainda não suportam as necessidades futuras de veículos conectados”, disse o grupo. “Haverá uma necessidade de novas arquiteturas de rede e infraestrutura de computação para suportar recursos de computação massivos e capacidade de armazenamento com reconhecimento de topologia em termos de equilíbrio de qualidade e custo.

“Nosso objetivo é implantar esta arquitetura de sistema redesenhada em uma escala global, o que exigirá colaboração entre parceiros mundiais e a arquitetura do sistema para cumprir os padrões relevantes.”

Startups como Vapor IO e EdgeMicro estão implantando as fases iniciais de redes de computação de ponta que incorporam microdatacenters , gabinetes que oferecem entre 48 kW e 300 kW de capacidade de computação. Esses módulos são projetados para serem implantados em telhados e sites de torres de celular.

Outro ponto de conexão serão estações de recarga implantadas por fabricantes de veículos elétricos. Tesla e outros veículos elétricos são equipados com conectividade sem fio para permitir atualizações de software “pelo ar”.

As estações de carregamento oferecem a oportunidade de uploads em lote por meio de conexões Wi-Fi rápidas para descarregar dados de viagem e baixar vídeo, áudio, atualizações de mapas e outros serviços digitais intensivos em dados.

Em abril, o CEO da Tesla, Elon Musk, disse que em breve a empresa adicionaria WiFi gratuito a todas as suas 12.700 estações Supercharger que oferecem carregamento rápido em rotas populares. A empresa também opera uma rede global de 22.000 “carregadores de destino” em hotéis, shoppings e cinemas. Existem também opções de carregamento público, como o EVgo, cuja rede de mais de 1.000 carregadores rápidos é usada por proprietários de BMW, Nissan e GM.

Padrões concorrentes para tráfego futuro V2V, V2I

A tecnologia V2V é crucial para as esperanças de que os veículos autônomos possam reduzir drasticamente o congestionamento de tráfego nas grandes cidades, integrando carros com localização, semáforos e pedágios para permitir a fusão perfeita em velocidade, facilitando os backups vistos em cruzamentos e praças de pedágio.

DSRC (Dedicated Short-Range Communications) é baseado no padrão 802.11p WiFi e pode suportar latência muito baixa, transmissões seguras e a capacidade de lidar com handovers rápidos e frequentes vistos em um ambiente V2V. O DSRC também é altamente robusto em más condições climáticas.

Cellular V2X (C-V2X) usa a rede de evolução de longo prazo (LTE) celular existente e, eventualmente, o novo padrão sem fio 5G. Seus defensores afirmam que ele também pode oferecer suporte a comunicação confiável em tempo real em altas velocidades em tráfego de alta densidade.

O DSRC está voltado para o uso automotivo desde 2004, quando a FCC dedicou 75 MHz de largura de banda a 5,9 GHz para ser usado na segurança de veículos e outras aplicações de mobilidade. Ele teve forte apoio da General Motors e da Toyota, que instalaram equipamentos DSRC em alguns de seus veículos mais novos.

Mas a tecnologia C-V2X concorrente ganhou impulso, com forte suporte de operadoras móveis e fabricantes de equipamentos, incluindo Intel, Ericsson, Nokia e Qualcomm. As montadoras BMW, Audi e Daimler também oferecem suporte ao C-V2X. Os apoiadores do C-V2X apontam para a adoção limitada do DSRC no mundo real.

Em janeiro, a Ford anunciou planos para instalar o suporte C-V2X em todos os novos modelos dos EUA até 2022. ““ Nossa esperança é que isso estimule outros a potencialmente reavaliar e, em outros casos, decidir nesta direção ”, disse Don Butler, que dirige a plataforma de veículos conectados da Ford, em entrevista à Bloomberg. “Há vários anos que olhamos para o DSRC junto com a Toyota, GM e Honda, esse não é um passo que tomamos levianamente no sentido de descartar o DSRC. Mas achamos que este é o passo certo a dar, dado para onde vemos a tecnologia indo. ”

A jogada de Ford parece realmente ter mudado o cenário. Em abril, a Toyota disse que estava interrompendo os planos de instalar o DSRC em seus novos veículos, citando “a necessidade de um maior compromisso da indústria automotiva, bem como o apoio do governo federal para preservar a banda do espectro de 5,9 GHz para o DSRC”.

Mudanças em Washington são um fator. O governo Obama apoiou o DSRC e apoiou um mandato que forçaria os fabricantes de automóveis a padronizar o DSRC, mas o governo Trump tem sido vocal em seu apoio ao 5G, e o presidente da FCC, Ajit Pai, defendeu a abertura do espectro reservado para o DSRC para outros usos, incluindo C-V2X.

Micro nuvens móveis

Na conferência DataCloud Edge no outono passado em Austin, o pesquisador da Toyota Onur Altintas expôs uma visão para “micro nuvens veiculares” que coordenam seu movimento por meio de comunicações de baixa latência.

Altintas, pesquisador do Toyota InfoTechnology Center em Mountain View, Califórnia, observou que a indústria ainda precisa padronizar como lidar com a movimentação de dados entre veículos de montadoras concorrentes. Ele disse que os OEMs automotivos estão trabalhando para definir quais dados serão compartilhados com outros veículos em “micro nuvens” e quais dados serão mantidos em sigilo.

Micro-nuvens podem ser organizadas em dois modelos:

Micro-nuvem estacionária: esta abordagem ancora a nuvem a uma região geográfica, na qual os carros se unem à micro-nuvem ao entrar na região e transferem dados e tarefas ao sair. Carros estacionados também podem fazer parte da micro-nuvem.

Micro-nuvem móvel: Esta abordagem apresenta uma formação ad-hoc, com um veículo servindo como um “líder da nuvem” que recruta membros da nuvem e distribui subtarefas para execução colaborativa de tarefas. A micro nuvem se move ao longo das estradas com o movimento do líder da nuvem.

A abordagem de micro-nuvem oferece suporte a um fluxo de dados mais eficiente porque os dados se movem por conexões de baixa latência entre carros fisicamente adjacentes, em vez de uma rota mais longa pela rede para um data center de borda regional ou mesmo um data center de núcleo distante.

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