Un vehículo de pasajeros moderno es una maravilla del diseño y la ingeniería y un epicentro de convergencia tecnológica. Es un ejemplo de manejo mecánico superior que también es una computadora, un dispositivo de Internet de las cosas (IdC), un mobiliario cómodo y un entorno con clima controlado, uno que tiene que mantener a los seres humanos seguros mientras se mueven rápido por el tráfico.
Para crear un producto tan singular, la industria automotriz implementa lo último en inteligencia artificial (IA), realidad virtual (RV) y otras tecnologías que hacen que el diseño y la producción de vehículos sean más rápidos, más creativos y configurables, más sostenibles, eficientes y más basados en software y datos. La industria hace todo esto mientras enfrenta muchas presiones, así como oportunidades, desde múltiples ángulos.
Como señaló el futurista Maks Giodano en el Foro de Innovación Automotriz 2024 en Darmstadt, Alemania, el crecimiento tecnológico exponencial está haciendo que el futuro sea más difícil de predecir: "Está bien decir 'no' a una tendencia", dijo. Las siguientes tendencias de la industria automotriz pueden no dictar cómo se verá el futuro, pero si las empresas automotrices eligen negarlas, deben elegir sabiamente. Si bien no son el único camino hacia el futuro, estas tendencias proporcionan una brújula para avanzar.
El auge de los vehículos autónomos
Los autos y camiones autónomos han estado en la superficie de la viabilidad en el mundo real durante al menos una década, pero ahora están empezando a superar la barrera de las pruebas controladas en escenarios de conducción autónoma en el mundo real. Están apareciendo nuevos desarrollos tecnológicos, como el hecho de que May Mobility esté poniendo a disposición de los investigadores de vehículos autónomos un gran conjunto de datos que incluye datos raros del mundo real de varios vehículos que han realizado viajes repetidos. Y en asociación con la Universidad de Stanford, Toyota logró por primera vez que dos vehículos autónomos de prueba se desviaran por una pista simultáneamente sin colisionar.
Los principales fabricantes de automóviles, como Ford, GM, Tesla, Volkswagen y Volvo, están probando las aguas de los vehículos autónomos. También se están probando 1.400 vehículos autónomos en los Estados Unidos de más de 80 empresas. Entre ellos se incluyen programas piloto de viajes compartidos autónomos de Alphabet, Inc., la filial Waymo, que se están llevando a cabo en San Francisco, Phoenix y Los Ángeles. Los taxis sin conductor de Pony.ai y Baidu también están funcionando en China.
Los taxis sin conductor requieren una autonomía de nivel 4 en la escala de automatización de la conducción de nivel 0 a 5 de la SAE (la autonomía de nivel 3 de Mercedes-Benz mencionada anteriormente equivale a un "chófer de atascos", limitado a la autonomía en condiciones de conducción específicas). Una encuesta de McKinsey estima que los taxis robot de nivel 4 serán viables a gran escala para 2030 y que el transporte por carretera de nivel 5 totalmente autónomo podría estar listo entre 2028 y 2031.
La misma encuesta de McKinsey reveló que el 96% de los ejecutivos de movilidad creen que las asociaciones con la industria son vitales para impulsar la innovación, reducir el riesgo de las inversiones y construir la infraestructura necesaria para ampliar la escala de los vehículos autónomos. Se requiere cierta innovación en torno a la interacción en evolución entre los principales sensores de los vehículos autónomos: cámaras, radar y LiDAR. Estos sensores generan cantidades masivas de datos que deben ser procesados por IA impulsada por SoCs avanzados dedicados a la computación en el vehículo, como el NVIDIA DRIVE Thor que se espera para 2025.
Para convencer a los clientes y las partes interesadas de este nuevo modelo de movilidad de autos sin conductor, los fabricantes de automóviles como la empresa de diseño italiana Italdesign están utilizando la realidad virtual y software de simulación como VRED para mostrar a las personas cómo se verá y se sentirá viajar en un vehículo autónomo.
El impacto de la IA y el aprendizaje automático
Las distintas variedades de IA, como el aprendizaje automático y la IA generativa, desempeñan un papel muy importante en la industria automotriz, desde el diseño hasta la fabricación y el funcionamiento del vehículo terminado.
Los diseñadores e ingenieros automotrices que desarrollan sus productos tienen a su disposición una gran cantidad de ayudas de IA disponibles ahora o que estarán disponibles próximamente de la mano de Autodesk AI. Por ejemplo, el diseño generativo de Fusion genera miles de diseños listos para la fabricación basados en parámetros predefinidos por los diseñadores. También hay modelado automatizado para explorar rápidamente las posibilidades de diseño, dibujos automatizados para traducir modelos 3D en dibujos 2D acotados y trayectorias de herramientas automatizadas del complemento CloudNC CAM Assist Automation. Basándose en la adquisición de Blank AI, Autodesk está desarrollando el complemento Form Explorer para Alias, que utiliza IA para generar formas 3D editables al instante a partir de indicaciones descriptivas. Un complemento de dinámica de fluidos computacional (CFD) impulsado por IA que también llegará a Alias funciona como un túnel de viento virtual para analizar los coeficientes de arrastre aproximados de los vehículos.
En el caso de la fabricación de automóviles, las fábricas inteligentes con sensores integrados de recopilación de datos conectados a la nube en todas las instalaciones obtienen información de la IA y el análisis de datos de aprendizaje automático para que las empresas sean más eficientes y respondan mejor a las necesidades del mercado. Esto permite un mantenimiento predictivo para reducir el tiempo de inactividad de las máquinas, así como una demanda predictiva para una gestión más fluida de la cadena de suministro. La IA de las fábricas inteligentes también potencia y optimiza muchos procesos robóticos, como el ensamblaje, la soldadura y la pintura. La supervisión de la IA puede alertar al personal de la fábrica sobre cualquier comportamiento inusual del proceso robótico, así como mejorar la seguridad humana al supervisar el entorno de la fábrica y reducir la intervención humana en tareas peligrosas.
El sistema informático a bordo de los vehículos modernos está diseñado para la IA, comenzando con hardware informático optimizado para la IA, como la serie de SoC NVIDIA Drive. Estos chips permiten los procesos de IA de funciones de conducción automatizada, como la visión artificial y otro procesamiento pesado de datos. También es cada vez más probable que las computadoras a bordo de los vehículos incluyan asistentes de voz de IA impulsados por un LLM como ChatGPT, como el asistente virtual MBUX de Mercedes-Benz y el asistente de voz IDA de Volkswagen.
Adopción de la impresión 3D
La fabricación aditiva, o impresión 3D, sigue ofreciendo ventajas a los fabricantes de automóviles, como el desarrollo más rápido de prototipos, la reducción del peso de determinadas piezas y la producción rápida de moldes, ayudas de fabricación y piezas de recambio personalizadas. Por ejemplo, Audi adoptó la impresión 3D hace varios años para acelerar los tiempos de diseño y creación de prototipos y, según ha informado, redujo el tiempo de producción de determinadas piezas en un 50 %. El Centro de Tecnología Rápida de Ford en Alemania produce prototipos en el mismo día con impresoras 3D estándar de Formlabs. Tanto GM como Ford emplean herramientas de línea de montaje impresas en 3D, y Cadillac utiliza piezas de producción impresas en 3D, como conductos de HVAC y soportes de cableado.
En el futuro, los fabricantes de automóviles tendrán mayores oportunidades de aprovechar la impresión 3D para fabricar piezas personalizadas, promover la sostenibilidad mediante el uso de materiales de impresión 3D reciclados y explorar enfoques más rentables para fabricar piezas con geometrías complejas. A medida que aumenta la producción de vehículos eléctricos, las piezas impresas en 3D con poco peso y excelentes capacidades térmicas serán adecuadas para optimizar la autonomía y la vida útil de las baterías de los vehículos eléctricos. Ya sea para vehículos eléctricos o de combustión interna, el uso de piezas impresas en 3D a pedido también puede agilizar la producción y reducir la necesidad de mantener grandes inventarios.
Integración de IoT en vehículos
Los analistas predicen que en 2024, el 72% de los vehículos de pasajeros en todo el mundo serán "automóviles conectados", lo que significa que son parte de la Internet de las cosas (IoT), con una computadora interna que puede enviar y recibir datos, así como comunicarse con otros sistemas de software. Las tasas de adopción de automóviles conectados son más altas en América del Norte, seguida de China.
La proliferación generalizada de la tecnología inalámbrica 5G y la infraestructura aumenta la capacidad de los automóviles conectados para actualizar de manera confiable sus sistemas y funciones internos a partir de actualizaciones frecuentes por aire, de manera similar a los teléfonos inteligentes. También hace que los automóviles conectados estén mejor equipados para convertirse en una parte integral de los hogares inteligentes de sus propietarios. Los fabricantes de equipos originales también pueden beneficiarse al recopilar datos del mundo real de los vehículos conectados de los clientes y usarlos para refinar sus gemelos digitales de vehículos. Forbes estima que la adopción de 5G en la automoción aumentará entre un 30% y un 35% anual durante los próximos años, lo que también ayudará a que los vehículos eléctricos conectados se integren en las redes de energía inteligente a medida que se desarrollan.
Los fabricantes de automóviles podrán explorar diferentes flujos de ingresos a lo largo de los ciclos de vida de los vehículos conectados. El estudio Global Automotive Consumer Study 2024 de Deloitte indica un alto interés de los clientes en servicios como información actualizada sobre el mantenimiento del automóvil y la seguridad vial y del tráfico. Sin embargo, el mismo estudio muestra que la disposición a pagar por servicios de vehículos conectados varía ampliamente entre países, con porcentajes más bajos de consumidores en Estados Unidos (25%), Alemania (20%) y Japón (23%) que están dispuestos a pagar que los consumidores en India (71%), China (60%) y el sudeste asiático (55%).
……..
Muchas de las principales tendencias de la industria automotriz se relacionan entre sí y se refuerzan entre sí. La electrificación, la inteligencia artificial y la impresión 3D pueden reforzar la sostenibilidad. El software y la inteligencia artificial son vitales para la autonomía del vehículo, una preocupación importante para las nuevas regulaciones de seguridad. Y el vehículo conectado que se está convirtiendo en parte de la IoT significa que los automóviles impulsados por software e inteligencia artificial presentan oportunidades para la personalización, la adaptación y los nuevos modelos de negocios.
Con todas estas tendencias convergentes, este puede ser el momento más emocionante para la innovación automotriz desde el inicio del automóvil, y depende de los diseñadores y fabricantes manifestar las posibilidades automotrices que funcionen mejor para sus clientes, sus negocios y el planeta.