Trends en mijlpalen autonome voertuigen in 2022 en 2023

Wat betekende 2022 voor autonome voertuigen en wat biedt de toekomst?

Geautomatiseerde technologieën in de automobielindustrie zijn steeds meer ontwikkeld en aanwezig in ons leven, denk maar aan de robotaxi's of autonome vrachtwagens. We zien ze misschien nog niet te veel passeren, maar hun impact wordt wel steeds groter. Ook in bemande voertuigen wordt dergelijke technologie steeds meer gebruikt. Vooral in de komende jaren verwacht men een aanzienlijke toename in het gebruik van autonome voertuigen en technologieën. IDTechEx zet de belangrijkste ontwikkelingen en mijlpalen van het afgelopen jaar uiteen en biedt voorspellingen voor 2023.

Alexis Daveloose - 13 december 2022

Robotaxi's

Het grootste nieuws van 2022 betreffende de zogenaamde robotaxi's is het in de praktijk brengen van commerciële diensten in San Francisco. Het effectief in werking stellen van autonome taxi's is een cruciale mijlpaal waar men al geruime tijd aan werkt.

Cruise was het eerste bedrijf dat dit voor elkaar kreeg in de Amerikaanse stad. Hun odyssee begon in 2020, toen ze een vergunning kregen om voertuigen zonder bestuurder te testen. In juni 2021 mochten ze dan effectief mensen een taxirit aanbieden, dit alles zonder enige chauffeur aan boord. Dit waren echter nog gratis ritten, want een aparte commerciële vergunning werd pas in juni 2022 verkregen. Hiermee lag de weg naar autonome taxi's open.

Toch zijn er enkele belangrijke kanttekeningen. Zo mogen er slechts 30 voertuigen van Cruise effectief worden gebruikt, terwijl ze over 150 taxi's beschikken. De wagens zijn bovendien beperkt tot een maximumsnelheid van bijna 50 km/u en de dienst draait enkel tussen tien uur 's avonds en zes uur 's ochtends. Tot slot wordt enkel een klein deel van de stad bediend. Misschien geen totale revolutie dus, maar wel een belangrijke stap in de goede richting.

Een andere grote speler, Waymo, heeft een paar moeilijke jaren achter de rug. Eveneens actief in San Francisco, het bedrijf was aanvankelijk koploper in deze industrie. IDTechEx creëerde een manier om het succes van dergelijke ondernemingen te meten. Concreet wordt het aantal keer dat een testchauffeur moet tussenkomen bijgehouden. Elke keer wanneer zo'n voertuig niet weet hoe om te gaan met een bepaalde situatie, wordt dit geregistreerd. Het aantal afgelegde kilometers wordt dan gedeeld door dit aantal tussenkomsten, wat een soort gemiddelde afstand zonder nood aan interventie geeft. Hoe hoger dit resultaat, hoe autonomer het voertuig kan opereren.

In 2020 was Waymo nog de koploper in dit klassement, met een tweede plaats voor Cruise. Tegen 2021 zakte het bedrijf echter compleet weg, naar een zevende stek in de ranking. Deze ommekeer is vooral te wijten aan hun manier van testen. Aanvankelijk opteerden ze voor minder uitdagende testen in de kalmere voorsteden van San Francisco. Toen ze de sprong naar de stad zelf maakten, bleek het systeem deze drukke omgeving niet zo goed aan te kunnen. Waymo overweegt nu om zijn wagens in Los Angeles in te zetten, waar het wegennetwerk gunstiger is voor robotaxi's.

Deze sterke achteruitgang van Waymo heeft waarschijnlijk gevolgen voor de volledige industrie. IDTechEx meet de groei binnen deze sector aan de hand van een gemiddelde score voor de beste drie spelers. Sinds 2015 was dit gemiddelde sterk en voorspelbaar aan het stijgen, maar door de regressie van Waymo stagneert deze score ietwat.

Mogelijk is dit een indicatie dat belangrijke ontwikkelingen wat later zullen komen dan verwacht. Dit is uiteraard enkel het geval als de problemen van Waymo representatief blijken te zijn voor de volledige industrie. Zo niet, dan kunnen we sterke groei blijven verwachten. De spectaculaire opkomst van bedrijven zoals AutoX en DiDi impliceert dat er geen algemene malaise is en dat Waymo meer unieke uitdagingen kent.

Buiten de VS zijn de belangrijkste ontwikkelingen vooral in China te situeren. Vooral Baidu, Pony.ai en AutoX hebben grote vorderingen gemaakt. De eerste twee bedrijven voeren tests uit in Beijing en hebben beperkte commerciële robotaxi-diensten, net zoals Cruise and Waymo. Baidu en Pony.ai hebben in april 2022 toestemming gekregen om dergelijke dienst op te starten zonder enige bestuurder. Er moet echter wel steeds een supervisor aanwezig zijn, die dan vermoedelijk op de voorste passagiersstoel zal zitten. Ook hier is het aantal auto's beperkt, net als de diensturen en het berijdbare gebied. In totaal zijn slechts 14 wagens operationeel, net zoals in San Francisco enkel 's nachts. In Shenzhen beschikt AutoX over een groter wagenpark en werkgebied.

Het is echter duidelijk dat de implementatie van robotaxi's nog erg beperkt is. Het principe blijkt wel te werken en het lijkt een kwestie van tijd alvorens we echt zonder gedoe zo'n taxi kunnen nemen. Het blijft dus wel toekomstmuziek, maar wel het soort dat erg nabij is.

Roboshuttles

Het concept achter roboshuttles is vrij simpel: het zijn kleine bussen die collectief transport bieden op een flexibelere wijze dan de traditionele variant. Ze kunnen in principe meer diverse routes aanbieden en kunnen ook makkelijker on demand werken. Deze shuttles werden lang bekeken als dé toekomst voor autonome voertuigen, maar lijken nu gedoemd om binnenkort alweer te verdwijnen.

Dergelijke soort shuttles bestaat eigenlijk al verschillende decennia, maar waren doorgaans beperkt tot geïsoleerde wegen met ingebedde gidssystemen. Op deze manier waren ze vergelijkbaar met erg goedkope maar ook uiterst trage autonome treinen, met beperkte capaciteit. De moderne variant voor de open weg komt al een tiental jaar voor, met EasyMile en Navya als pionieren. Deze Franse bedrijven bieden gelijkaardige voertuigen en hebben ook min of meer hetzelfde budget (ongeveer 100 miljoen euro).

Ze hebben in totaal al zo'n 200 voertuigen verschaft aan verschillende bedrijven, transportagentschappen en andere partijen geïnteresseerd in het uittesten van deze technologie. Het cruciale probleem is echter dat ze na jaren intensief testen niet dichterbij een commerciële uitrol staan. Een echte roboshuttledienst zit er dus niet meteen aan te komen. Bovendien is de interesse in deze voertuigen tanende, met steeds meer bedrijven die afhaken. Grote spelers zoals Local Motors zijn noodgedwongen moeten sluiten, terwijl anderen zoals Continental en Bosch hun eerdere concepten schijnbaar hebben gedumpt.

Sommige grote spelers lijken ook in vieze papieren te zitten. Zo zijn de verkoopcijfers van het leidende Navya sinds 2018 aan het dalen. Dit kan enkel voor de periode na februari 2020 verklaard worden door de covidpandemie. Daarnaast zouden we ondertussen al een zeker herstel verwachten, maar dit blijft uit. IDTechEx verwacht dan ook dat het verval zich voortzet.

Volgens IDTechEx worden roboshuttles met enkele fundamentele problemen geconfronteerd, die eerst moeten opgelost worden als deze voertuigen echt willen floreren. Een eerste uitdaging delen de roboshuttles met de eerder vermelde taxi's: ze moeten het publiek overtuigen van het feit dat autonome voertuigen veilig zijn. Daarnaast is er vooral een probleem wat de homologatie betreft. In zowat elk land moet een voertuig aan een hele waslijst vereisten voldoen om op de weg te mogen. Dit betreft ook erg voor de hand liggende zaken, zoals veiligheidsgordels en remmen.

Voor roboshuttles leveren deze criteria echter soms problemen op, aangezien deze voertuigen fundamenteel ontworpen zijn om zonder bestuurder te functioneren. Zo is er geen stuur of spiegels. Er zijn geen pedalen en ook geen wijzers die allerlei informatie weergeven. Bovendien vormt de wegcode ook een probleem. De bestaande wetgeving is met andere woorden niet aangepast om dergelijke voertuigen te faciliteren.

In de VS zijn er al voorbeelden van nieuwe wetten, zoals het feit dat voertuigen zonder bestuurder die geen mensen vervoeren geen nood hebben aan airbags of veiligheidsgordels. Op deze manier kan een bedrijf zoals Nuro verder inzetten op het autonoom leveren van allerlei goederen. Er is echter nog een lange weg te gaan vooraleer roboshuttles met passagiers effectief op de baan mogen.

Er is toch nog hoop voor het concept van de roboshuttle. Vooral de plannen van Cruise voor de Origin en de aankoop van '2getthere' door ZF springen in het oog. Cruises origineel concept is een mix tussen een robotaxi en een roboshuttle. Het voertuig ziet eruit als een roboshuttle, maar biedt een comfortabele cabine voor zes inzittenden, in plaats van een meer utilitair interieur geschikt voor massatransport. De Origin kan overigens rijden aan hoge snelheden, geschikt voor snelwegen.

Belangrijker misschien is het bedrijf achter Cruise: General Motors. Deze automobielgigant heeft de nodige impact en overtuigingskracht om nieuwe wetgeving te versnellen. Bovendien beschikt Cruise over de nodige capaciteit om de productie op te drijven eenmaal ze groen licht krijgen. Ook hun vooraanstaande reputatie betreffende de robotaxi's is een troef.

Het ontbreekt ZF aan dergelijke reputatie en ze hebben ook geen moederbedrijf dat haar volle gewicht in de schaal kan werpen. Het bedrijf is echter wel een belangrijke leverancier, met een productiecapaciteit en omzet in de miljarden. In 2019 kocht het 2getthere op, een fabrikant van roboshuttles die zich al enkele jaren focust op niet-publieke wegoplossingen. De vele problemen in verband met roboshuttles waren toen al goed gekend, dus het lijkt erop dat ZF een berekend risico heeft genomen en dus veel potentieel ziet.

Autonome vrachtwagens

Deze categorie is misschien wel de meest belovende op dit moment. In december 2021 vond een cruciale mijlpaal plaats: TuSimple, een van de leiders in de sector, slaagde erin om 128 km doorheen Arizona te rijden, met een lege cabine en zonder enige menselijke interventie.

Het huidige klimaat lijkt rijp om deze voertuigen exponentieel te laten groeien in de komende jaren. Er is ten eerste een algemeen tekort aan vrachtwagenchauffeurs, zowel in Europa als in China en de VS. Ten tweede is er significante overlap tussen de autonome technologie en de eisen van de omgeving waarin de vrachtwagens zullen opereren. Het eerste gebruik zal waarschijnlijk plaatsvinden tussen distributiehubs die gescheiden zijn door grote en vooral lege vlaktes. Hiermee worden een heleboel pijnpunten vermeden, zoals voetgangers, stopborden en andere situaties die afhangen van menselijk oordeel.

Autonome vrachtwagens hebben ten slotte het potentieel om een significante stijging van de productiviteit teweeg te brengen. Veel chauffeurs moeten dagenlange routes afleggen en dus regelmatig pauzes houden. Dit is uiteraard niet nodig voor autonome voertuigen, die vanaf een bepaalde afstand de levertijd met de helft kunnen terugdringen. Autonome vrachtwagens kunnen tevens aan de vraag naar uitbreiding van het wagenpark tegemoetkomen. IDTechEx voorspelt dan ook dat de eerste commerciële routes zonder chauffeurs zullen aangekondigd worden in de volgende twee jaar.

Radar

Eerder dit jaar werden de eerste auto's verscheept met 4D imaging radar van de volgende generatie, meteen een belangrijke mijlpaal in de toepassing van automotive radar. Deze technologie levert een aanzienlijke boost in de prestaties van radar in vergelijking met de vorige generatie. Het gaat om een verbetering in de resolutie aan een factor van 16, dankzij het gebruik van vier chips in plaats van één.

Voor de consument betekent dit meer effectieve ADAS (advanced driver assistance systems) features en een aangenamere ervaring. Daarnaast worden diverse veiligheidselementen op deze manier sterk verbeterd, zoals het automatisch noodremmen. Tot dusver gebruiken de BMW iX (ARS540-model van Continental) en het Chinese Feifan R7 (model van ZF) deze technologie.

Er zijn ook diverse start-ups die deze 4D-radartechnologie verder aan het ontwikkelen zijn en snel in de buurt van een algemene lancering komen. Hier vinden we ook de meest spectaculaire varianten, die nog meer features beloven. Zo springen vooral het Israëlische Arbe en Texaanse Uhnder in het oog. De bekendste leveranciers baseren zich nu op Silicon CMOS-technologieën met een transistorgrootte van 40-45 nm. De start-ups maken echter gebruik van een proces van 22 nm (Arbe) en 28 nm (Uhnder). De kleinere transistorgrootte laat toe om beter beeldvormingspotentieel op een kleinere chip te plaatsen. Concreet wil dit zeggen dat er meer kan bereikt worden met minder chips, wat de kwaliteit van de beeldvorming aanzienlijk kan verbeteren.

Hoewel dergelijke prestatieverbeteringen goed nieuws zijn, is het voor deze start-ups vooral cruciaal om een concrete route naar productie en implementatie uit te zetten. Het lijkt erop dat dit effectief aan het lukken is. In oktober van dit jaar heeft Arbe aangekondigd dat het een samenwerking aangaat met Veoneer, dat van plan is om radars te ontwikkelen gebaseerd op Arbes design. Het doel is om pre-productiemodellen van deze 2K 4D imaging radars tegen mid-2023 klaar te hebben. Uhnder is reeds op de markt gekomen. Magna heeft hun radarchip gelanceerd onder de productnaam Icon. Deze chip werd onder meer gebruikt in de recente Fisker Ocean, voor het eerst geleverd in november.

LiDAR

4D imaging radars zijn een grote stap voorwaarts in het faciliteren van autonome features met betere prestaties voor consumentenvoertuigen. Met LiDAR komt er ook een andere technologie aan die velen als een absolute game changer zien. Het probleem was echter steeds de kostprijs, maar nu is LiDAR tot een aanvaardbare prijs gezakt. OEM's (original equipment manufacturer) zijn nu bereid om de technologie te implementeren. Er zijn het afgelopen jaar dan ook veel aankondigingen geweest van modellen die de technologie zullen gebruiken. 2023 zou wel eens het jaar van de LiDAR kunnen worden.

LiDAR is in feite een vrij oude technologie en bestaat al sinds de jaren 60. De eerste versies waren uiteraard een pak simpeler en werden vooral gebruikt in vliegtuigen en voor defensie. Geleidelijk aan kreeg LiDAR meer praktische toepassingen en werd het mogelijk om hoeken en snelheden te meten, alsook het opstellen van gedetailleerde 3D-kaarten. Hét grote voordeel boven radar is dat LiDAR veel betere resolutie biedt.

De kostprijs speelde dus steeds voor spelbreker. Nu dit euvel deels is opgelost, worden er steeds meer modellen met LiDAR aangekondigd. Volvo en SAIC zullen gebruikmaken van Luminar. Het Japanse Toyota en Lexus zetten dan weer in op Continental en Denso. De Audi A8 werkt met een Valeo, net als sommige modellen van Mercedes. BMW en Volkswagen kozen voor Innoviz. Het gaat voorlopig natuurlijk enkel om premiumvoertuigen: de kostprijs blijft namelijk nog steeds aanzienlijk. Er is echter wel een sterk trickle-down-effect in de automobielsector, waardoor we de technologie van flagship modellen binnen 5 tot 15 jaar waarschijnlijk in goedkopere modellen gaan zien. Dit effect kan versneld worden door de huidige focus op veiligheid, gezien de grote voordelen die LiDAR biedt op dit vlak.

Voorspellingen

Tot slot biedt IDTechEx ook drie voorspellingen voor 2023 wat de ontwikkeling en integratie van autonome voertuigen en technologieën betreft.

1. Robotaxi's zullen verder uitbreiden. Deze diensten zijn nu al in beperkte mate aanwezig en zullen volgend jaar alleen maar groeien. Het zal vooral om uitbreiding in reeds aangedane steden gaan, met weinig nieuwe locaties. Verwacht dus niet meteen zo'n taxi te nemen in pakweg Brussel.
2. Commerciële autonome vrachtwagens gaan een testfase in. De eerste commerciële autonome routes zonder enige bestuurder zullen waarschijnlijk van start gaan. Tegen het einde van het jaar, zal het mogelijk gaan om meerdere routes en bedrijven. Voorlopig zal dit nog niet het geval zijn op het drukke wegennet van Europa.
3. Meer Europese voertuigen van autonomieniveau 3 met beter presterende radar en LiDAR. Voorlopig voldoet enkel de Mercedes S-Klasse aan deze criteria, hoewel de in oplage uiterst beperkte Honda Legend in principe ook in aanmerking komt. De niveau 3-kenmerken van de S-Klasse kunnen echter enkel in Duitsland benut worden. Het lijkt erop dat merken zoals BMW, Stellantis en ook Mercedes meer van dergelijke voertuigen zullen lanceren. Steeds meer landen in Europa zullen het gebruik ervan op hun wegen ook effectief goedkeuren. In de VS en China is de toekomst iets minder transparant, maar ook hier worden belangrijke stappen in wetgeving verwacht.

Of deze voorspellingen ook effectief zullen uitkomen, is afwachten. Ze lijken echter wel realistisch genoeg om bewaarheid te worden. Aan het einde van de rit is er veel om naar uit te kijken in 2023.