CES - Künstliche Intelligenz ebnet den Weg zum softwaredefinierten Fahrzeug

Wohl zum letzten Mal war Continental auf der CES, denn der elektronikorientierte Bereich wird bis Ende 2025 vom Reifenkonzern abgespalten und dann unter einem neuen Namen an die Börse gehen. Schon ein Jahr später will das Unternehmen dann das „elektronische Rückgrat des SDVs“ ausliefern: einen Zentralrechner. Continental zeigte diverse Exponate im Bereich Cockpit und Benutzererlebnis, und vor dem Ausstellungsraum stand ein riesiger Truck, der in Zusammenarbeit mit Aurora und Nvidia ab Anfang 2028 autonom auf den Highways der USA große Auflieger durch das Land fahren soll. Continental ist dabei für die Hardware verantwortlich, Aurora für den Fahralgorithmus. Je nach Gusto des Flottenbetreibers kann diese Sattelzugmaschine einen Elektro- oder Dieselantrieb nutzen.

Bei den Displays zeigten die Hannoveraner ein gemeinsam mit Swarovski entwickeltes „Emotional Cockpit“, bei dem auf der Instrumententafel der „Widget Crystal“ thront, der eine Interaktionsfläche für einen KI-Assistenten und kleine interaktive Widgets darstellt - eine zumindest optisch sehr neue Lösung.

Auch Continental setzt „natürlich“ auf KI - unter anderem, um in Kombination mit der Fahrzeugsensorik das Benutzererlebnis zu verbessern. Ein gutes Beispiel dafür ist die Annäherungsdetektion, bei der das Fahrzeug sich nähernde Personen erkennt, die dann per User Identification erkannt werden, um schließlich per Intentionserkennung die Absicht zu bestimmen, beispielsweise eine Geste in Türnähe, mit der sich die Heckklappe öffnen ließe. Für die Näherungserkennung kommen dabei vier Ultrawideband(UWB)-Sensoren zum Einsatz, zusätzlich zu den beiden UWB-Sensoren im Fahrzeuginneren, die zur Fahrtfreigabe dienen.

Übrigens erhält man als Besucher der CES den Eindruck, dass die zukünftigen Fahrzeuge ganz klar softwaredefinierte Fahrzeuge (Software-defined Vehicles, SDVs) sind. Lars Reger, CTO von NXP, brachte die Notwendigkeit von SDVs gut auf den Punkt: „So langsam wird allen Automobilherstellern klar, dass am Plattformansatz kein Weg vorbeiführt.“ Weil manche OEMs alles selbst entwickeln wollen und andere OEMs am besten eine schlüsselfertige Lösung möchten, bietet der europäische Halbleiterhersteller seit der CES nicht nur eine vollständige SDV-Plattform an, mit der sich praktisch jedes zentrale oder zonale Steuergerät realisieren lässt. Durch den direkt vor Beginn der CES verkündeten Kauf der österreichischen TTTech kann NXP jetzt mit dem TTTech-Produkt MotionWise auch die erforderliche Middleware anbieten, während das Unternehmen gleichzeitig viele System-, Software- und Safety-Spezialisten in seinem erweiterten Entwicklungsumfeld erhält.

Das Gute daran: Die Lösung von TTTech sei offen und weder auf einen Prozessorhersteller fixiert noch auf einen OEM - und das solle auch so bleiben. Deshalb habe TTTech-Anteilseigner Infineon auch dem Kauf ausdrücklich zugestimmt. Lars Reger betont, dass es bei einer guten SDV-Plattform um ein ebensolches Ökosystem gehe, bei dem viele Unternehmen partizipieren können müssen, denn dann könnten auch alle Beteiligten davon profitieren. Der Firmenname TTTech Auto soll mit dem Abschluss der Übernahme Geschichte sein.

NXP will folglich mit seiner SDV-Plattform einen völlig neuen Ansatz fahren. Diese Plattform werde per Definition „safe and secure“ sein, aber auch upgradefähig sowie skalierbar über Fahrzeugsegmente hinweg - unabhängig davon, welche Rechenchips (MCU, SoC etc.) zum Einsatz kommen. Als Konsequenz daraus könnte es für Newcomer im SDV-Bereich folglich erheblich leichter werden, in den Markt einzusteigen. Welche Bedeutung es haben wird, dass das taiwanesische Unternehmen Foxconn ausgerechnet vor dem NXP-Pavillion sein als Technologiedemonstrator realisiertes Showcar platziert hat, werden wir in ein paar Jahren sehen. Die Weiterentwicklung des Showcars Vision-S, mit dem Sony vor fünf Jahren die CES-Besucher überraschte, präsentierten Sony und Honda gemeinsam auf der CES 2025: das Elektroauto Afeela 1.

Das Unternehmen Sonatus hat auf seinem Stand in großen Buchstaben eine exzellente SDV-Definition abgedruckt: „SDVs sind Plattformen für Innovationen“ (und definitiv keine Funktionen oder Features). Um die Potenziale der SDV-Technologie aufzuzeigen, hat das Unternehmen einen 1970er Ford Bronco restauriert und mit diversen SDV-Technologieelementen ausgestattet, zu denen auch das Funktionssicherheitsmodul Automator Safety Interlock gehört, das gemäß ISO 26262 ASIL-D zertifiziert und ein Bestandteil der KI-Lösung Automator AI ist.

Ein SDV braucht natürlich seine Zentral- und Zonenrechner, aber auch Sensoren und Aktoren, die dann eben „by Wire“, also mit rein elektrischer und ganz ohne mechanische Ansteuerung arbeiten. ZF berichtete in Las Vegas am Rande der CES, da der Konzern kein offizieller Aussteller war, über den Auftrag von einem US-amerikanischen Hersteller. Ab dem Modelljahr 2028 sollen fast fünf Millionen leichte Nutzfahrzeuge oder schwere Consumer-Pick-ups mit Hinterradbremsen ausgerüstet werden, die rein elektrisch gesteuert werden. Diese elektromechanische Bremse (EMB), die ein wesentlicher Bestandteil der Brake-by-Wire- Technologie ist, fungiert als ein Grundpfeiler eines SDVs. Weil bei der EMB keine Hydraulik- beziehungsweise Bremsflüssigkeit zum Einsatz kommt, spricht man hier von einer „trockenen“ Bremse. ZFs integrierte Bremssteuerung IBC regelt die Bremsvorgänge in diesem hybriden System zwischen klassisch-hydraulisch gebremster Vorderachse und der EMB. Ergänzt wird das System durch die elektromechanische Kugelumlauflenkung RCB EPS (Recirculating Ball Steering Electric Power Steering), eine elektrisch angetriebene 48-V-Lösung, die als Ersatz für aktuelle hydraulische Anwendungen dienen soll. RCB EPS unterstützt ADAS-Funktionen bis Level 2/2+ und ist an höhere AD-Level anpassbar.

In anderen Branchen hat sich das Development-and-Operations(DevOps)-Prinzip zur Softwareentwicklung schon seit Langem als sehr zuverlässig und effizient erwiesen. Aber in der Automobilbranche scheinen noch viele OEMs damit zu fremdeln. Wohl deshalb demonstrierte Valeo an seinem Stand mit dem klassischen Bild der liegenden Acht am Beispiel eines Cluster-Displays ausführlich, wie die DevOps-Methodik auch in der Automobilbranche die Softwareentwicklung und -bereitstellung beschleunigen kann, indem sie Prozesse automatisiert und nebenbei die Kommunikation zwischen den Teams verbessert.

Nur mit DevOps und Over-the-Air(OTA)-Updates lässt sich das SDV sinnvoll umsetzen. Wie sich OTA per se über eine riesige OEM- oder Firmenflotte hinweg hocheffizient umsetzen lässt, demonstrierte das US-amerikanische Unternehmen Sibros in einem separaten Raum.

Wenn ein KI-Modell fertig trainiert ist, muss es oftmals in C-Code überführt werden, der dann in herkömmlichen Mikrocontrollern läuft. Hierfür hat die Bosch-Tochter Etas einen speziellen Codierer entwickelt: „Der Embedded AI Coder schließt die Lücke zwischen KI-Fähigkeiten und Embedded-Systemen, indem er die sichere und effiziente Implementierung von KI-Funktionen in Steuergeräten ermöglicht“, erklärte Mariella Minutolo, Vice President Sales bei Etas. „Das Tool kombiniert traditionelle E/E-Architekturen mit dem Potenzial der künstlichen Intelligenz, was zu neuen Funktionsideen, Optimierungsmöglichkeiten und Kosteneinsparungen führt.“

Die Samsung-Tochter Harman zeigte einen ganzheitlichen Ansatz im Bereich der Anwenderschnittstelle - von Cockpit und Audioanlage über Sensorik bis ADAS und zentraler Recheneinheit. Die auffällig zahlreichen deutschen Standbetreuer bei Harman legen die Vermutung nahe, dass ein großer Teil dieser Innovationen aus Deutschland stammt. Dabei soll der in Zusammenarbeit mit Cerence AI entwickelte Avatar namens Luna auf Basis des „emotional intelligenten KI-Systems Ready Engage“ von Harman „die Art und Weise, wie Menschen mit ihrem Auto interagieren, völlig verändern“, betonte Armin Prommersberger, CTO bei Harman. Das Auto solle „intelligent und empathisch werden“. Luna dürfte nicht nur bei asiatischen Endkunden gut ankommen. Eine Beschreibung der vielen Einzelheiten des neuen Konzepts inklusive Harman-Sound und einer Art App-Store würde hier zu weit führen, aber die Ready Care genannte Innenraumüberwachung soll doch noch erwähnt werden. Denn sie nutzt KI und Neurowissenschaften, um die kognitive und visuelle Belastung sowie die Atemfrequenz und den Herzschlag eines Fahrers zu überwachen und so Ablenkung oder Schläfrigkeit zu erkennen. „Abhängig von dem aktuellen mentalen Workload erhält der Fahrer unterschiedliche Informationen, sodass zum Beispiel in stressigen Fahrsituationen keine eingehenden Nachrichten vom Messenger durchgestellt werden“, erklärte Prommersberger.

Während Harman den hierfür erforderlichen Sensor separat verbaut, hat Continental beim „Invisible Biometrics Sensing Display“ den Sensor unsichtbar hinter dem OLED-Display verbaut. Ein neben der Kamera installierter Laser-Dot-Projektor ermöglicht es, über eine 3-D-Tiefenkarte auch den exakten Abstand von Passagieren zum Cockpit zu ermitteln. Die biometrische Bildanalyse stammt dabei ebenso von der BASF-Tochter Trinamix wie die berührungslose Analyse von Vitalparametern wie der Herzfrequenz.

Texas Instruments (TI) wiederum setzt bei der Innenraumüberwachung auf einen monolithisch integrierten 60-GHz-Radarchip, mit dem sich als Demoboard Funktionen wie Sitzbelegung, Gurtwarner, das Detektieren von Kindern und Einbruchserkennung realisieren lassen, wobei die Verarbeitung der entsprechenden KI-Algorithmen mit auf dem Chip erfolgt.

Ab Januar 2026 wird bekanntlich die Überwachung des Fahrers durch Innenraumsensoren und -kameras Pflicht, wenn ein Autohersteller die volle Punktzahl bei Euro NCAP erzielen möchte. Diese Systeme sollen sicherstellen, dass der Fahrer aufmerksam und nicht abgelenkt ist. Gentex hat hierzu ein System in den Rückspiegel integriert, das per Kamera die Kopfhaltung und die Blickrichtung des Fahrers sowie andere Metriken erfasst, um so Ablenkung, Schläfrigkeit, plötzliche Übelkeit etc. zu detektieren und die gesicherte Rückkehr zur manuellen Kontrolle in teilautomatisierten Fahrzeugen zu ermöglichen. Das System lässt sich um eine 2-D- und 3-D- Kabinenüberwachung auf Basis von strukturiertem Licht erweitern, um so Fahrgäste, das Verhalten, Objekte sowie die Präsenz von Kindern oder Tieren im Auto zu erkennen.

Einen ganz anderen „Sensor“ hat das israelische Start-up CorrActions entwickelt, wobei der Sensor keinerlei Hardware umfasst und rein KI-basiert arbeitet. Der virtuelle Sensor analysiert die Hirnaktivität anhand der von den Fahrzeugsensoren wahrgenommenen Muskel- Mikrobewegungen am Lenkrad und liefert dem Monitoringsystem ein tiefes Verständnis über den Zustand des Fahrers. Die KI ist so in der Lage, eindeutig festzustellen, ob der Fahrer unter Alkoholeinfluss steht. „Unsere Lösung bietet den Autoherstellern die Möglichkeit, die Euro- NCAP-Sicherheitsbewertungen für 2026 zu erfüllen und zu übertreffen“, erklärte Ilan Reingold, CEO von CorrActions.

In den Vereinigten Staaten treibt die NHTSA ähnliche Bemühungen im Rahmen des „Infrastructure Investment and Jobs Act“ voran. Dieser schreibt vor, dass alle Neufahrzeuge ab 2026 mit Systemen zur Alkoholerkennung ausgestattet sein müssen.

Im Gegensatz zu Alkoholtestern oder berührungsbasierten Sensoren überwacht das CorrActions-System den kognitiven Abbau in Echtzeit und kann nicht umgangen werden. Damit entfällt für Autohersteller die Notwendigkeit, zusätzliche Hardware hinzuzufügen, um die neuen Protokollanforderungen zu erfüllen, auch weil es mit jedem Prozessor in jedem Fahrzeug funktioniert.

Zur Demonstration hatte das Start-up morgens um 9 Uhr in eine Hotel-Suite einen nüchternen sowie einen weiteren Fahrer an einen Fahrsimulator gebeten, der leicht über der in den USA zulässigen Blutalkoholgrenze betrunken war. Die Ergebnisse waren eindeutig. Durch Veränderung des KI-Algorithmus lassen sich so auch andere Beeinträchtigungen wie Müdigkeit oder der Einfluss von Marihuana gezielt erkennen - auch gleichzeitig.

Sehr eindrucksvoll war auch eine Testfahrt in einem Mietwagen, der zuvor mit der Radarlösung von Provizio ausgerüstet worden war. Es handelt sich dabei um ein softwaredefiniertes Antennen-Referenzboard, das auf dem Radar-Referenzdesign AWR2944 von Texas Instruments basiert, das per se eine Winkelauflösung von 9,5° bietet. Herzstück dieses Radarsystems ist die Integration des Mimso genannten softwaredefinierten Antennen-Referenzdesigns von Provizio in Kombination mit dem 77-GHz-4-D-Imaging-Radar-Chip von TI. Dieses Design verwandelt ein einziges Radar-SoC in 48 virtuelle Empfängerkanäle, die eine Winkelauflösung von unter 0,5° bei maximal 189 km/h erreichen und eine präzise Erkennung und Verfolgung von Objekten, einschließlich Fußgängern, Autos und Lastwagen, ermöglichen, was das irische Unternehmen im City-Fahrversuch gut visualisierte. So ergibt sich „eine 20-fach höhere Auflösung auf einem einzigen Chip“. Und weil die visualisierten Live-4-D-Radarbilder in ihrer hohen Auflösung den Punktwolken-Darstellungen ähnelten, die wir von Lidarsensoren kennen, scheinen derartige 4-D-Radarsensoren das Potenzial zu haben, die relativ teuren Lidarsensoren in den höher automatisierten Fahrzeugen von der Stückliste zu streichen. Nach Angaben von Barry Jones, der als Strategic Sales Lead für das USA-Geschäft von Provizio verantwortlich ist, soll ein solches „5-D Imaging Radar“ bei Produktion in Millionenstückzahlen jeweils unter 50 Euro kosten. Der Slogan von Provizio: „Zuerst kamen die Sicherheitsgurte. Jetzt ist es die 5-D-Wahrnehmung“.

Die CES 2025 machte sehr deutlich, dass die Branche mit Hochdruck das automatisierte Fahren vorantreibt und dass wir noch dieses Jahrzehnt signifikante Stückzahlen in diesem Bereich erwarten dürfen - vor allem im kommerziellen Bereich. Mithilfe der Chips und Subsysteme von Nvidia (siehe Link zum Online-Artikel zur CES im SpringerProfessional-Kasten) lassen sich die enormen Datenmengen in derartigen rollenden KI-Systemen mittlerweile gut in Echtzeit verarbeiten. Allerdings setzt bereits eine hochperformante GPU von Nvidia erheblich mehr als 1 kW Leistung in Wärme um, was nicht nur beachtlichen Kühlaufwand erfordert, sondern auch Auswirkungen auf die Reichweite der Fahrzeuge hat.

Zwar sind die SoCs von Ambarella nicht so universell einsetzbar wie die GPUs, aber diese hochgradig auf die Applikation spezialisierten SoCs „verbrauchen“ auch nur ein Zehntel bis ein Hundertstel der Leistung vergleichbarer GPUs. In Las Vegas zeigte Ambarella das GenAI SoC N1-665 in einem Fahrversuch. Dieses SoC ermöglicht es, zwölf einzelne 1080p30-Videodatenströme simultan auf einem Chip zu decodieren und zu verarbeiten, während der Chip gleichzeitig auch einen Hybrid aus mehreren multimodalen Vision Language Models (VLMs) und traditionellen Convolutional Neural Networks (CNNs) ausführt. „Die hohe KI-Verarbeitungsleistung dieses SoCs unterstützt die meisten der gängigen multimodalen VLMs und Large- Language-Modelle (LLMs) und verbraucht dabei nur 20 W“, erläutert Leslie Kohn, CTO von Ambarella. „Der N1-655 führt beispielsweise Phi-, Gemma-, LLaVA-OneVision- und Llama-Modelle zuverlässig am Edge und ganz ohne Internetverbindung aus“, wenn dabei Sprach- oder Videodaten als Input dienen.