Autonome voertuigen — de killer app om 5G aan te jagen?

Tot nu toe hebben mobiele netwerkoperators zoals AT&T, Verizon en T-Mobile honderden miljarden dollars geïnvesteerd in 5G-spectrumfrequenties en apparatuur. Het aantal wereldwijde 5G-verbindingen steeg vorig jaar tot boven de 540 miljoen, volgens onderzoeksgroep Omdia. Toch missen we nog een overtuigende reden om over te stappen op 5G.

De killer app voor 5G

Toen 4G werd uitgerold, waren enkele van de “killer apps” die mensen destijds enthousiast maakten, startups zoals Uber en Lyft, die de 4G-standaard gebruikten om geolocatie-gebaseerde rittenservices te implementeren die voorheen niet bestonden. De sprong van 3G naar 4G maakte Apple’s FaceTime mogelijk en bracht 4k-video naar onze telefoons. Als we naar 5G kijken, is een van de grootste vragen: Wat zal de “killer app” zijn die de adoptie en implementatie van 5G op een massale, wereldwijde schaal zal aandrijven?

Langzaam maar zeker raken veel technologie-experts ervan overtuigd dat de “killer app” — of “use case,” om een geschiktere term te kiezen — autonome voertuigen (AV’s) en het Internet of Things (IoT) zullen zijn.

Verschillende niveaus van autonomie

Er zijn verschillende niveaus van voertuigautonomie, gedefinieerd door de Society of Automotive Engineers (SAE), variërend van Niveau 0 — waar niets in een auto autonoom is (wat in wezen de meeste voertuigen van vandaag beschrijft) — tot Niveau 5 — waar een auto volledig autonoom is en geen persoon op de bestuurdersstoel nodig heeft.

Tussen Niveaus 0 en 5 zijn er verschillende niveaus van semi-autonomie. Maar één ding dat Niveaus 1 tot en met 5 gemeen hebben, is dat het voertuig technologie gebruikt om te “zien” wat er voor en om zich heen is en te communiceren met andere voertuigen en objecten die al dan niet op zijn pad kunnen liggen. 5G is bijzonder geschikt voor dit laatste, bekend als voertuig-naar-voertuig (V2V) en voertuig-naar-alles (V2X) communicatie, vanwege de hoge bandbreedte, snelheid en ultra-lage latentie.

V2V, V2X, ITS en vision zero

Momenteel worden er standaarden voor V2V en V2X opgesteld op basis van cellulaire technologie, en deze standaarden zullen vrijwel zeker 5G vereisen. Hoe meer AV’s er op de weg zijn, hoe meer alle AV’s (en niet-AV’s) zullen moeten communiceren. Er worden ook standaarden opgesteld voor intelligente transportsystemen (ITS), die het mogelijk maken dat objecten zoals verkeerslichten, verkeersborden en snelwegsignalen met elkaar praten, evenals met passerende voertuigen.

Het echte argument voor autonoom versus handmatig rijden komt voort uit veiligheid. In de VS worden jaarlijks meer dan 46.000 mensen gedood bij auto-ongelukken, en het overgrote deel van deze sterfgevallen wordt veroorzaakt door menselijke fouten. Het idee is dat de veiligheid zal verbeteren door een bijna volledige adoptie van AV’s en de implementatie van op cellulaire technologie gebaseerde V2V- en V2X-standaarden, evenals geavanceerde ITS.

Randgevallen

AV-technologie heeft zich geleidelijk ontwikkeld, en we staan nu op de drempel van Niveau 4 AV-platforms (waarbij auto’s bijna al het rijden zelf afhandelen) die te koop worden aangeboden bij commerciële voertuigen.

Momenteel staan een aantal voertuigen Niveau 3 autonoom rijden toe (wat typisch plaatsvindt op een snelweg, bij een minimale snelheid), maar op een bepaald punt — meestal wanneer een voertuig een afrit neemt — moet een menselijke bestuurder nog steeds de controle overnemen. Wat veel AV’s tegenhoudt om op autonomieniveaus 4 of 5 te kunnen functioneren, zijn zogenaamde “randgevallen.”

Bedenk dat op een snelweg bijna elke auto met een vergelijkbare snelheid rijdt. Voertuigen halen elkaar in, maar manoeuvres zijn zeer gedefinieerd. Bijna al het rijden op een snelweg is veilig, voorspelbaar en onder controle; er zijn geen voetgangers, fietsers of vreemde voorwerpen op de weg. Bijna.

Zodra een auto echter de snelweg verlaat en over een lokale weg rijdt, komen randgevallen in het spel. Lokale wegen kunnen kruispunten hebben, met of zonder verkeerslichten. Er kunnen fietsers en voetgangers aan de zijkanten van de weg zijn. Objecten of dieren kunnen zich op of over straten bevinden.

De volgende fase van autonome voertuigen gaat niet alleen over de auto die zelf beslissingen neemt, maar ook over communicatie en interactie met andere auto’s op de weg. Auto’s gaan communiceren met andere slimme systemen, smart cities, enzovoort.

Als auto’s volledig verbonden zijn, genereren ze ongeveer 40 terabyte aan nieuwe gegevens per uur. Dat is evenveel data als een gemiddelde Apple iPhone in 1.000 tot 3.000 jaar zou verwerken. Een deel van deze data komt van sensoren en technologie in de auto, de rest van andere voertuigen en “slimme” infrastructuur. Dit is een enorme hoeveelheid data die in realtime moet worden geleverd en geanalyseerd, zodat voertuigen in een fractie van een seconde beslissingen kunnen nemen.

5G-technologie is zo essentieel voor toekomstige autonome voertuigen dat je kunt stellen dat deze voertuigen zonder 5G niet kunnen functioneren.

De high-performance edge computing van autonome voertuigplatforms vereist ultrasnelle 5G-netwerken met lage latentie vanwege de ongelooflijke hoeveelheid data die van en naar voertuigen gaat tijdens het rijden. Als de latentie – oftewel de tijd die nodig is voor een signaal om het AV-platform van een auto te bereiken en te worden verwerkt – van een 5G-transmissie 20 milliseconden is, heeft de auto in die tijd iets meer dan 30 centimeter afgelegd. Daarom is het cruciaal dat 5G-signalen voor autonome voertuigen een zo laag mogelijke latentie hebben.

5G en geavanceerde autonome voertuigen zullen elkaar aandrijven

Hoewel er momenteel misschien wat “kip-en-ei” discussies zijn over welke innovatie er eerst komt (een grootschalige uitrol van 5G of massale adoptie van Level 4 en 5 autonome voertuigen), is het duidelijk dat beide onvermijdelijk zijn. We gaan richting een wereld waarin beide de norm worden, niet de uitzondering. De ene technologie zal de andere stimuleren, en op dit moment is er eigenlijk geen weg meer terug van deze snelle, 5G-gestuurde informatiesnelweg met lage latentie.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op RCR Wireless News op 25 oktober 2022.