KI-fähiger Supercomputer für Automotive-Anwendungen

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ZF liefert mit ProAI RoboThink einen leistungsstarken KI-fähigen Zentralrechner im Automotive-Umfeld.  Die Modularität und Skalierbarkeit von Hard- und Software bieten Freiheiten für die Entwicklung des autonomen Fahrens.

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ZF liefert mit ProAI RoboThink einen leistungsstarken KI-fähigen Zentralrechner im Automotive-Umfeld.  Die Modularität und Skalierbarkeit von Hard- und Software bieten Freiheiten für die Entwicklung des autonomen Fahrens.

Auf der CES in Las Vegas stellt ZF das neueste Modell seiner Automotive-Steuerbox vor: Der Zentralrechner ZF ProAI RoboThink bietet nach Angaben des Anbieters die branchenweit stärkste Rechenleistung. Fahrzeughersteller profitieren zudem von der Modularität und Skalierbarkeit des Systems: Die vier Modelle der ZF ProAI Produktfamilie lassen sich für jeden Einsatzzweck optimal konfigurieren – von ADAS-Basisfunktionen bis hin zu autonom fahrenden Fahrzeugen und Industrieanwendungen. Die Softwarearchitektur können Kunden dabei ebenfalls frei wählen. Für die Umsetzung von „Mobility-as-a-Service“-Anwendungen könnte gerade diese Eigenschaft einen Durchbruch darstellen. Mit Blick auf die enormen Potenziale neuer Mobilitätsformen wie Ride-Hailing stellt ZF auf der CES auch einen eigenen Software-Stack für automatisierte People- und Cargo Mover vor. Diese Software bildet zusammen mit der ZF ProAI und dem umfassenden Sensorset ein voll integriertes System für automatisierte Fahrzeuge neuer Mobilitätsanbieter.

Nvidia Drive Autopilot: Premiere auf ZF ProAI

Die Leistungsfähigkeit und Flexibilität der ZF ProAI überzeugte Nvidia, ZF als einen seiner bevorzugten Partner für die Einführung des neuen Level2+ Nvidia Drive AutoPilot zu benennen. Da die Serienproduktion der ZF ProAI innerhalb der nächsten 12 Monate beginnt, ist es der einzige automobiltaugliche KI-fähige Supercomputer, der den ehrgeizigen Zeitplan von Nvidia für die Einführung des Drive AutoPilot von Anfang an erfüllen kann. Wolf-Henning Scheider, Vorsitzender des Vorstands der ZF Friedrichshafen AG, erklärt: „Wir bieten aktuell den Vorteil, bereits einen serienreifen Supercomputer anzubieten. Unsere offene, flexible, modulare und skalierbare ZF ProAI-Produktfamilie ermöglicht die individuell passende Konfiguration für eine Vielzahl von Anwendungen und über alle Stufen des automatisierten Fahrens hinweg.“

„Wir sind von den Ergebnissen unserer Zusammenarbeit mit ZF begeistert: Die Agilität und Systemkompetenz des Technologiekonzerns hat zu der unglaublich schnellen Entwicklung der ProAI-Plattform geführt, die in Fahrzeugen mit automatisierten Fahrfunktionen von Level 2+ bis Level 4/5 verwendet werden kann und dabei Nvidias DRIVE Xavier-Prozessoren und DRIVE-Software einsetzt“, sagt Rob Csongor, Vice President of Autonomous Machines bei Nvidia. „ZF ist bereits jetzt dazu in der Lage, Automobilherstellern fortschrittliche Lösungen für automatisiertes Fahren ab Level 2 für einen Serienstart ab 2020 zu liefern – und damit die Möglichkeit, schneller höhere Automatisierungsstufen zu realisieren.“

Leistungsstarke Alternative zu geschlossenen Systemen

Eine hoch performante Rechenleistung und künstliche Intelligenz sind wichtige Voraussetzungen für autonome Fahrfunktionen ab Level 4: Fahrzeuge müssen ihr komplettes 360-Grad-Umfeld – und zusätzlich den Innenraum und die Position der Insassen – präzise verstehen, um daraus sichere Fahrmanöver ableiten zu können. Dafür kann die Mobilitätsbranche nun auf den weltweit stärksten Zentralrechner im Automotive-Umfeld zurückgreifen: die ZF ProAI RoboThink. Das neueste Modell der ZF ProAI-Produktfamilie besitzt einen eigenen Grafikprozessor, bietet eine Rechenleistung von mehr als 150 Tera-OPS (entspricht 150 Billionen Rechenschritten pro Sekunde) und ist modular mit bis zu vier Einheiten kombinierbar, was einer Gesamtperformance von 600 Tera-OPS entspricht.

„Das Alleinstellungsmerkmal des KI-fähigen Zentralrechners ZF ProAI ist das modulare Hardwarekonzept und die offene Softwarearchitektur. Damit wollen wir einen größtmöglichen Funktionsumfang im Bereich des autonomen Fahrens ermöglichen“, erläutert Torsten Gollewski, Leiter der ZF-Vorentwicklung und Geschäftsführer der Zukunft Ventures GmbH.

Mit vier Modellen kann ZF die gesamte Bandbreite an möglichen Anwendungsszenarien und Einsatzzwecken abdecken: Die ZF ProAI Gen1 ist darauf ausgelegt, als kosteneffizientes Einsteigermodell alle NCAP 2022-Standards zu erfüllen. Die ZF ProAI Gen2 verfügt über genügend Rechenpotenzial, um teil- und hochautomatisiertes Fahren der Level 2 und 3 zu ermöglichen. Die ZF ProAI Gen3 soll durch Modularität überzeugen und kann unterschiedliche Rechenchips auf bis zu drei Performance-Boards kombinieren – damit ist sie mit genügend Rechenleistung ausgestattet, um alle Daten für automatisiertes Fahren bis Level 4 in Echtzeit zu verarbeiten. Das aktuellste Modell, die ZF ProAI RoboThink, ist mit ihrer skalierbaren Rechenleistung und einem eigenen Grafikprozessor das leistungsstarke High-End-Board und bestens gewappnet für den Einsatz in autonomen Szenarien, also ab Level 4 und höher.

Darüber hinaus bietet die ZF ProAI Produktfamilie eine offene Plattform, um Softwarealgorithmen – neben klassischen Funktionen insbesondere auch AI-Algorithmen – je nach Bedarf zu integrieren. Zudem werden unterschiedliche im Automotive-Umfeld gängige Betriebssysteme unterstützt, wie um Beispiel AutoSAR, Adaptive AutoSAR oder QNX. Weitere Systeme werden folgen. Die Partnerschaft mit Nvidia wird auch bei der ZF ProAI RoboThink fortgesetzt – gleichzeitig bietet ZF seinen Kunden nun aber auch die Optionen, die ZF ProAI mit Chipsätzen anderer Hersteller zu bestücken. Ein aktuelles Beispiel dafür ist die neue Partnerschaft mit Xlinx, einem führenden Anbieter von adaptivem und intelligentem Computing. ZF kann Xilinx’s Multi-Processor System-on-Chip (MPSoC) Plattform für die Datenaggregation, -vorverarbeitung und -verteilung einsetzen, um die Skalierbarkeit und Flexibilität zu ermöglichen, die für verschiedene Sensor- und automatisierte Fahrfunktionen erforderlich ist. Gleichzeitig bietet die Plattform eine geringe Latenz und eine hocheffiziente Beschleunigung für KI-Anwendungen.

Damit setzt sich die ZF ProAI von proprietären Systemen im Markt ab, die eine feste Kombination von Hard- und Softwarearchitektur pflegen – ein Ansatz, der neben funktionalen Zwängen auch Kostennachteile für viele Anwender bergen kann.

„Mobility-as-a-Service“

Robo-Taxis und autonome People- oder Cargo Mover beschleunigen die Entwicklung von Zentralrechnern mit deutlich höherer Rechenleistung immens. Der Grund: Leistungsstarke Domänencomputer managen in diesen „Mobility-as-a-Service“-Anwendungen nicht nur die aufwändige Berechnung des Umfelds, das sich aus der Fusion von Kamera-, Radar- und LiDAR-Daten ergibt, sondern zusätzlich auch die Integration von Userdaten über die Cloud, Bezahlsysteme und insbesondere die optimale Routenplanung und -umsetzung. Komplexe Algorithmen errechnen diese aus den Mobilitäts- und Transportanforderungen von Personen oder Gütern und können sie in Echtzeit mit der Verkehrslage abgleichen.

„Bei Robo-Taxis und bei autonomen People- oder Cargo Movern werden die Rechenleistungen von Zentralrechnern nochmals deutlich höher liegen als beim automatisiert fahrenden Pkw“, sagt Torsten Gollewski. „Die Nachfrage nach noch mehr Rechenleistung durch Ride-Hailing-Anbieter entsteht deutlich früher als bisher prognostiziert. Der Markt für das autonome Fahren wird durch die neuen Mobilitätsanbieter stärker getrieben, als durch die etablierten Fahrzeughersteller.“

Mit ihrer Rechenleistung bietet die ZF ProAI Produktfamilie je nach Einsatzzweck eine ideale Plattform für die Fusion von Sensordaten aus Kameras, sowie LiDAR- und Radarsystemen. Der People- und Cargo Mover, den ZF in einem Joint Venture mit der e.GO Mobile AG noch in diesem Jahr in Serie produzieren wird, greift bei seinen automatisierten Fahrfunktionen und der Vernetzung ebenfalls auf die Performance der ZF ProAI zurück.

Bild:  Durchbruch bei Performance und Flexibilität: ZF ProAI RoboThink, das neueste Modell der Zentralrechner-Produktfamilie ZF ProAI. Bild: ZF

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