Tesla a patenty #1: Hardware pro Autopilot, inovace olejového čerpadla a bezpečnější airbagy

Je známým faktem, že Tesla všechny své patenty dává k dispozici v případě, že její vynálezy budou užity „v dobré víře“. V automobilovém průmyslu se jedná o poměrně neobvyklý krok, automobilky se obvykle svých patentů vzdávají nerady. Tesla je tak jedním z mála výrobců (lze jmenovat například Toyotu a její uvolnění patentů na vodíkový pohon či Volvo a patenty na bezpečnostní pásy), který se k tomuto kroku rozhodl. Podle dřívějšího vyjádření Muska totiž automobilka plánuje poskytnout svůj bezpečnostní software jako open source dalším společnostem, což bude důležité především v oblasti autonomního řízení vozidel.

Pojďme se ale v prvním díle nové série článků blíže podívat na některé vynálezy, které si Tesla nechala patentovat.

Elektrické čerpadlo pro olej

Jedním z nejnovějších patentů registrovaných Teslou je systém elektrického olejového čerpadla. Tesla v žádosti o patent uvádí, že běžná čerpadla využívaná v elektrických vozech nedokáží sledovat aktuální stav oleje. Z toho důvodu musí být u vozů Tesly olej doplňován pravidelně, ač je to tedy v mnohem menších intervalech než u vozů se spalovacím motorem. Dle Tesly také čerpadla obvykle nedokáží přesně určit teplotu oleje, jelikož mají potřebné senzory umístěné vně zařízení. Čerpadla se též skládají z mnoha různých částí, kvůli čemuž jsou velká a neskladná.

Elektrické olejové čerpadlo (Zdroj: Tesla/US Patent Office)

Z těchto důvodů se Tesla rozhodla vyvinout vlastní elektrické čerpadlo, které by bylo navržené přímo pro elektromobily. Dle vyjádření Tesly má nové čerpadlo a metoda pomoci překonat problémy s provozem chladícího a mazacího systému. Tesla k tomu chce využít novou konstrukci čerpadla a metodu řízení teploty oleje, díky kterým by mazací systém dosáhl požadovaných vlastností, což by zvýšilo efektivitu pohonné jednotky. Tesla též uvádí, že by řídicí jednotka čerpadla mohla být použita k monitorování technického stavu a výkonu pohonné jednotky. Díky tomu by vozidlo mohlo řidiče upozornit v případě, kdy je potřeba vyměnit olej nebo když je nutný servis hnacího ústrojí.

Hardware 3

S blížícím se vydáním Hardwaru 3, počítače navrženého speciálně pro funkce Autopilotu, si Tesla v březnu 2018 nechala zaregistrovat několik patentů na integrovaný obvod pro umělou inteligenci. Na jeho návrhu se podílel tým bývalých architektů a pracovníků ze společnosti AMD, které vede bývalý zaměstnanec Applu Peter Joseph Bannon. Tesla se v případě Autopilotu rozhodla místo užití CPU (procesor) či GPU (grafický procesor) vytvořit vlastní integrovaný obvod, který by byl přímo navržený pro strojové učení a umělou inteligenci.

Současný hardware pro Autopilot v Modelu 3 od společnosti Nvidia (Zdroj: Electrek)

Klasické procesory totiž sice umí zpracovávat velmi rychle různé matematické operace, zvládají ovšem jen určité množství dat současně, kvůli čemu se dle tvrzení Tesly pro funkce Autopilotu nehodí. Možnou alternativou bylo užití grafického procesoru, který by dle Tesly mohl vykonávat více funkci najednou se stejnou rychlostí jako CPU, ani jeden z procesorů ovšem nebyl primárně navržen pro umělou inteligenci.

Z toho důvodu se Tesla pustila do vlastního vývoje a nechala si zaregistrovat několik patentů. V prvním z nich Tesla popisuje „zrychlený matematický engine“, který dokáže v případě potřeby urychlit zpracování obrazu. Toho Tesla dosahuje pomocí dvourozměrného maticového procesoru. Tesla v patentu uvádí, že díky dvojrozměrné architektuře je tak její vynález schopen provádět velké množství matematických operací paralelně. Jako vynálezci jsou zde uvedeni Peter Joseph Bannon, Kevin Altair Hurd a Emil Talpes.

Dalším patentem je mikroprocesorový systém pro zpracování dat z paměti s různou latencí, který obsahuje výpočetní pole a arbitra. Automobilka popisuje, že jednou z možností, jak načítat velké množství dat a jak dosáhnout synchronizace s řadičem, je zastavení mikroprocesorového systému až do dokončení čtení z paměti. Dle Tesly ovšem tato metoda poskytuje menší výkon a je méně efektivní z hlediska spotřeby energie. Proto Tesla přišla se systémem, který by měl být schopen provádět operace s velkou propustností. K tomu je využit arbitr, který čte požadavky z „fronty“ paměti a třídí je podle latence (prodlevy). Zároveň arbitr zajišťuje potřebnou synchronizaci s řadičem. Dle žádosti o patent za tímto systémem stojí stejní lidé jako v případě matematického enginu.

Dále si Tesla nechala zaregistrovat „mikroprocesorový systém výpočetního pole pro nepostupné formátování dat“. Zde automobilka využívá takzvaného formátovače dat, jenž má za úkol shromažďovat skupinu hodnot ze vstupů, která pak bude zpracována výpočetními jednotkami. Za tímto systémem stojí Bannon, Talpes a William McGee. Posledním zveřejněným patentem v souvislosti s Autopilotem je „vektorová výpočetní jednotka“. Ta komunikuje s výpočetním polem a zajišťuje pluralitu zpracovávaných prvků. Zde se jako vynálezci podíleli Bannon, Talpes a Debjit Das Sarma.

Systém pro klasifikaci cestujících

Tesla dává ve svých vozech velkou váhu bezpečnosti, důkazem mohou být testy prováděné americkou organizací NHTSA. V nich automobilka pokaždé získala plných pět hvězdiček v každé kategorii. Bezpečnosti elektromobilů pomáhá fakt, že absence spalovacího motoru dává konstruktérům větší možnost užití deformačních zón, nízko položené těžiště díky baterii v podvozku zase brání snadnému převrácení vozu. Tesla tomu všemu mimo jiné pomáhá tím, že jako materiál pro své vozy užívá vysoce pevnou ocel a hliník, nedávno byl pak zveřejněn její patent nazvaný „senzory a metody pro systém klasifikace cestujících“.

Systém klasifikace cestujících (Zdroj: Tesla/US Patent Office)

Tesla v žádosti o patent udává, že jedním z míst, kde lze zlepšit bezpečnost automobilu, je způsob vystřelení airbagů. Ten by se totiž podle Tesly měl lišit podle toho, kdo na daném místě sedí. Tesla dle registrovaného patentu počítá s rozmístěním senzorů do sedaček vozu, což by mělo umožnit určení váhy, výšky či typu postavy cestujícího. Algoritmus by též dle Tesly měl díky rozmístění různých senzorů být dokonce schopen rozlišit, zda na sedadle sedí menší dospělá žena či větší dítě. Všechny tyto informace pak mohou být použity k bezpečnějšímu způsobu vystřelení airbagů. Tesla též zmiňuje, že bude možné sbírat data o tom, jakým způsobem cestující sedí, což může následně vést ke změně rozmístění airbagů.

Systém upnutí dílů karoserie

O tomto patentu jsme už v minulosti informovali, ale zmiňujeme jej znovu pro kompletnost.

Vozům Tesla bylo obzvláště v dobách, kdy začínala výroba nových modelů, vytýkáno ne zrovna ideální slícování dílů karoserie, které vedlo k nehezkým mezerám mezi nimi. Problém se objevoval také u dříve vyrobených kusů Modelu 3. Tesla v dubnu 2018 na kritiku reagovala tím, že novější kusy jsou na tom o zhruba 40 % lépe a dílenské zpracování je srovnatelné s vozy značek Audi, BMW či Mercedes. Elon Musk následně zaměstnancům rozeslal email, ve kterém řekl, že i když je na tom Model 3 už dobře, je pořád co zlepšovat a cílem je dosáhnout kvality slícování, která je 10x vyšší než u ostatních aut.

Z toho důvodu si Tesla nechala patentovat speciální systém upnutí dílů karoserie, který je navržen pro minimalizaci mezer mezi díly, jelikož umožňuje úpravu jejich narovnání i po smontování. Není jasné, jestli Tesla tuto vychytávku už používá při výrobě, nebo se to teprve chystá, ale pokud se technologie osvědčí, mohlo by to vyřešit problémy s nepřesným slícováním dílů. Velké mezery mezi díly předního a zadního kufru můžete vidět například na těchto fotkách jednoho z prvních vyrobených kusů Modelu 3:

V dalších dílech seriálu se podíváme například na patenty týkající se baterií, diagnostiky problémů vyžadujících servis a také patenty divize SolarCity a Tesla Energy.




Mohlo by se vám líbit...

Odebírat komentáře
Nastavit upozorňování na
guest
45 Komentáře
nejstarší
nejnovější nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře