Infotainmentin ohjelmistoalustat ja tekoäly
Sähköauton moderni infotainment ei ole vain yksi näyttö tai sovellus, vaan ohjelmistopino, joka yhdistää auton tietokoneet, näytöt, äänentoiston, ajoneuvotiedot, verkkopalvelut ja joskus kuljettajan puhelimen. Käyttäjälle näkyvää kokonaisuutta käsitellään artikkelissa EVKX infotainment guide; tässä artikkelissa selitetään sen taustalla oleva ohjelmistoarkkitehtuuri ja tekoälyn paikka siinä.
Ajoneuvon kerroksittainen ohjelmistopino
Infotainment-järjestelmässä on tavallisesti useita kerroksia:
- Laitteisto: yksi tai useita suorittimia, muisti, tallennustila, grafiikkalaitteisto, radiot, mikrofonit, kamerat, näytöt ja äänivahvistimet.
- Käyttöjärjestelmä ja väliohjelmisto: ohjelmisto, joka käynnistää tietokoneen, hallitsee resursseja, eristää sovelluksia ja tarjoaa yhteisiä palveluja.
- Ajoneuvorajapinta: hallittu pääsy valittuihin ajoneuvosignaaleihin ja -toimintoihin yhdyskäytävien ja abstraktiokerrosten kautta.
- Sovellukset ja HMI: navigointi, media, viestintä, asetukset, lataustoiminnot, puheohjaus ja visuaalinen käyttöliittymä.
- Verkkopalvelut: tilit, liikennetiedot, kartat, etätoiminnot, sovelluskaupat, analytiikka ja ohjelmistojen jakelu.
Nämä kerrokset voidaan jakaa useille ohjainlaitteille. Turvallisuuskriittiset toiminnot voivat käyttää erillisiä laitteisto- tai ohjelmistoalueita, vaikka niiden tiedot näkyisivät samalla näytöllä. Suuri näyttö ei siis tarkoita, että kaikki toiminnot suoritettaisiin yhdessä sovelluksessa tai yhdellä tietokoneella.
Sisäänrakennetut alustat ja puhelimen peilaus
Sisäänrakennettu alusta toimii ajoneuvossa. Se voi käynnistyä ja toimia ilman yhdistettyä puhelinta, vaikka osa palveluista saattaa vaatia mobiilidataa tai tilauksen. Android Automotive OS on yksi esimerkki: avoimen lähdekoodin perusalusta toimii suoraan ajoneuvon laitteistossa, kun taas Google Automotive Services on valinnainen lisensoitu paketti eikä käyttöjärjestelmän automaattinen osa. Android Open Source Project: What is Android Automotive?
Älypuhelimen peilauksessa puhelin tuottaa suuren osan sovelluskokemuksesta, kun taas auto tarjoaa näytöt, hallintalaitteet, mikrofonit, äänentoiston ja valikoidun ajoneuvointegraation. Android Auto ja Apple CarPlay ovat peilausjärjestelmiä, eivät auton taustalla olevan käyttöjärjestelmän nimiä. Google kuvaa Android Auton ja Android Automotive OS:n eron, Google Design for Driving ja Apple kuvaa sekä tavallisen CarPlayn että syvemmin integroidun CarPlay Ultran. Apple Developer: CarPlay
Ajoneuvo voi tukea sekä sisäänrakennettuja sovelluksia että peilausta. Ostajan kannattaa tarkistaa, mitkä toiminnot säilyvät käytettävissä ilman verkkoyhteyttä, onko peilaus langallinen vai langaton ja riippuvatko tärkeät hallintalaitteet sisäänrakennetusta järjestelmästä.
Ajoneuvotiedot ja laitteistoabstraktio
Infotainment-ohjelmisto tarvitsee hallitun tavan lukea esimerkiksi nopeutta, vaihteen asentoa, lataustilaa, ilmastointiasetuksia ja tunnelmavalaistuksen tilaa. Se voi myös saada luvan pyytää muutoksia valittuihin mukavuustoimintoihin. Laitteiston abstraktiokerros tarjoaa vakaat ohjelmisto-ominaisuudet ja piilottaa ajoneuvoverkkojen sekä ohjainlaitteiden erot.
Android Automotive OS:ssa Vehicle Hardware Abstraction Layer on määritelty rajapinta Android-kehyksen ja ajoneuvokohtaisen laitteiston tai verkkojen välillä. Android Open Source Project: Vehicle HAL Oikeudet, yhdyskäytävät ja validointi ovat edelleen tärkeitä: infotainment-sovellus ei saa rajoittamatonta valtaa jarrutukseen, ohjaukseen tai muihin turvallisuuskriittisiin järjestelmiin vain siksi, että se voi näyttää ajoneuvotietoja.
Pilvipalvelut, tilit ja päivitykset
Yhdistetyt toiminnot ulottuvat usein auton ulkopuolelle. Telematiikkayksikkö yhdistää ajoneuvon valmistajan taustajärjestelmiin, ja käyttäjätilit voivat synkronoida asetuksia, määränpäitä ja mediapalveluja. Kumppanisovellukset voivat käyttää samaa taustajärjestelmää lataustilan, esilämmityksen tai etälukituksen hallintaan.
Tämä arkkitehtuuri luo käytännön riippuvuuksia. Toiminto voi lakata toimimasta, jos yhteys puuttuu, tilaus päättyy, verkkopalvelu suljetaan tai vanhempi alusta ei enää saa päivityksiä. Ohjelmiston laatu tarkoittaa siksi muutakin kuin nopeutta luovutuspäivänä: päivityskäytäntö, toiminta ilman verkkoyhteyttä, tilin siirrettävyys, yksityisyyden hallinta ja valmistajan pitkäaikainen tuki ovat tärkeitä koko ajoneuvon käyttöiän ajan.
Tekoälyn rooli
Tekoäly on työkuorma tai palvelu, ei infotainment-käyttöjärjestelmä. Auton järjestelmät voivat käyttää koneoppimista puheentunnistukseen, kielen ymmärtämiseen, hakutulosten järjestämiseen, reitti- ja latausennusteisiin, personointiin tai kamerapohjaisiin matkustamotoimintoihin. Generatiiviset mallit voivat tuottaa keskusteluvastauksia tai tiivistää tietoja.
Käsittely voi tapahtua ajoneuvossa, pilvessä tai molemmissa. Paikallinen käsittely voi lyhentää viivettä ja säilyttää toiminnan ilman verkkoyhteyttä; pilvikäsittely voi käyttää suurempia malleja ja usein päivitettäviä tietoja. Kompromisseja ovat tiedonsiirto, yksityisyys, vasteaika, kustannukset ja saatavuus.
Tekoälyavustaja voi myös olla vakuuttavasti väärässä. Ajoneuvoon vaikuttavien komentojen pitää siksi käyttää nimenomaisia oikeuksia, rajattuja toimintoja, tarvittaessa vahvistusta ja deterministisiä ajoneuvon hallintapolkuja. Luonnollisen kielen tuotos ei saa ohittaa perinteisiin hallintalaitteisiin sovellettavia suojauksia.
Turvallisuus ja elinkaari
Ohjelmistoalusta kuuluu ajoneuvon kyberturvallisuuden rajapintaan. Tärkeitä hallintakeinoja ovat todennettu ohjelmisto, allekirjoitetut päivitykset, sovellusten eristys, rajoitetut rajapinnat, turvallinen tallennus, lokitus ja haavoittuvuuksien korjausprosessi. YK:n sääntö nro 155 määrittää valmistajille ja ajoneuvon elinkaarelle riskiperusteisen Cyber Security Management System -järjestelmän. UNECE: UN Regulation No. 155
Pitkät tukiajat ovat erityisen tärkeitä, koska autoja käytetään tavallisesti paljon puhelimia pidempään. Laitteiston suorituskyky, tallennuskapasiteetti, modeemisukupolvet, varmenteiden voimassaolo ja toimittajien tuki voivat rajoittaa tulevia toimintoja, vaikka näyttö toimisi edelleen.
Mitä ostajan kannattaa tarkistaa
Järjestelmiä verrattaessa kannattaa kysyä:
- Mikä käyttöjärjestelmä ja verkkopalvelupaketti sisältyvät autoon?
- Kuinka pitkäksi aikaa tietoturva- ja toimintopäivitykset luvataan?
- Mitkä navigointi-, media-, lataus- ja ilmastointitoiminnot toimivat ilman verkkoyhteyttä?
- Tuetaanko Apple CarPlayta ja Android Autoa, ja ovatko yhteydet langallisia vai langattomia?
- Voiko profiileja, oikeuksia, tietojen jakamista ja tallennettuja henkilötietoja hallita selkeästi?
- Mitkä toiminnot vaativat tilin, verkkoyhteyden tai maksullisen tilauksen?
- Ovatko ajoneuvon olennaiset hallintalaitteet käytettävissä, jos sovellus tai pilvipalvelu ei toimi?
Paras alusta ei ole vain se, jossa on eniten toimintoja. Sen kerrosten, riippuvuuksien, oikeuksien ja tukilupausten on pysyttävä ymmärrettävinä ja luotettavina koko ajoneuvon käyttöiän ajan.