Volvo transforma incidentes reais em simulações digitais para desenvolver segurança veicular com IA

Volvo Cars está reformulando seu processo de desenvolvimento de segurança automotiva ao integrar tecnologias de inteligência artificial e mundos virtuais em sua rotina de engenharia. A proposta envolve o uso de dados reais captados por sensores de veículos e a geração de ambientes digitais onde é possível recriar, testar e expandir situações críticas com precisão e agilidade. A estratégia visa acelerar os testes e ampliar a capacidade de simulação de cenários complexos e raros, otimizando a preparação dos sistemas para situações extremas que poderiam acontecer nas ruas.

A tecnologia escolhida pela marca para executar esse processo é baseada em uma técnica chamada Gaussian splatting, que transforma informações captadas no mundo real em ambientes 3D de alta fidelidade. A partir desses dados, os engenheiros conseguem alterar variáveis como quantidade de veículos, comportamento do tráfego e obstáculos na pista, gerando novas variações para um mesmo incidente e ampliando significativamente a escala de análise possível. Com isso, incidentes complexos que antes levariam meses para serem testados podem ser expostos ao sistema em poucos dias.

Esse projeto, que envolve também um extenso trabalho com universidades suecas e empresas de tecnologia, faz parte de uma estratégia mais ampla da Volvo para alavancar seu histórico no uso de dados e tecnologias voltadas à segurança veicular. O desenvolvimento ocorre em paralelo aos testes físicos, somando forças e encurtando os ciclos de criação de soluções para proteção de ocupantes e prevenção de acidentes.

Simulações digitais e inteligência artificial

As simulações digitais usadas pela Volvo Cars são alimentadas por dados reais capturados por sensores instalados nos veículos da marca. Esses sensores registram eventos como frenagens bruscas, mudanças repentinas de direção e intervenções manuais do motorista, formando uma base de dados que permite recriar fielmente situações de risco. A técnica Gaussian splatting permite que esses dados sejam convertidos em ambientes tridimensionais realistas.

Esse tipo de abordagem possibilita manipulações que seriam inviáveis no mundo real, como alterar variáveis de tráfego ou introduzir novos elementos no cenário sem riscos ou custos elevados. Além disso, é possível expandir um único caso registrado em milhares de variações, promovendo testes mais extensos e detalhados dos sistemas de segurança.

Com essas simulações, a Volvo consegue treinar e validar softwares de assistência ao motorista em um ritmo mais intenso e sob condições que simulam situações perigosas com alta complexidade. Isso representa uma mudança significativa na forma como a empresa desenvolve seus algoritmos de segurança e prepara os veículos para responder de forma eficaz a incidentes inesperados.

Parceria com universidades e pesquisa aplicada

O uso de renderização neural nas simulações faz parte de um programa de doutorado realizado com universidades da Suécia. A proposta é desenvolver técnicas que possam ser aplicadas diretamente no desenvolvimento de sistemas de segurança veicular, garantindo que os avanços científicos estejam alinhados com as necessidades práticas da indústria.

Esse esforço conjunto é patrocinado pelo Wallenberg AI, Autonomous Systems and Software Program (WASP), que fomenta o desenvolvimento de soluções baseadas em inteligência artificial, sistemas autônomos e software embarcado. A colaboração entre o setor acadêmico e a Volvo permite que a pesquisa avance de forma direcionada, focando em resultados aplicáveis ao cotidiano do desenvolvimento de veículos.

A Zenseact, empresa criada pela própria Volvo Cars, é a responsável por operacionalizar a integração dessas tecnologias no ecossistema da marca. Ela desenvolve os ambientes virtuais usados nos testes e atua como ponte entre as pesquisas acadêmicas e o desenvolvimento comercial de sistemas embarcados nos modelos da marca.

Dados históricos e evolução tecnológica

A prática de usar dados para melhorar a segurança veicular não é nova para a Volvo. Desde a década de 1970, a empresa coleta e analisa informações obtidas em acidentes reais, o que permitiu o desenvolvimento de sistemas importantes, como o de proteção contra lesões cervicais e o sistema de impacto lateral. Naquele período, os engenheiros utilizavam fitas métricas para medir marcas de derrapagem no asfalto e reconstruir acidentes em detalhes.

Com o avanço da tecnologia, esses métodos foram sendo substituídos por sensores eletrônicos, sistemas de telemetria e inteligência artificial. A análise de acidentes passou a ser feita com base em grandes volumes de dados, registrados automaticamente e com alta precisão, fornecendo uma visão ampla e detalhada dos eventos de risco.

Agora, com a utilização dos mundos virtuais e da técnica de Gaussian splatting, a empresa amplia o escopo dessas análises, permitindo que os dados históricos sejam transformados em novos cenários para treinamento de sistemas. Isso mantém a filosofia da empresa de usar a experiência acumulada para antecipar problemas e propor soluções baseadas em evidências.

Integração com a tecnologia NVIDIA

A infraestrutura necessária para operar simulações em grande escala e com alta capacidade de processamento conta com a parceria da Volvo com a NVIDIA. A nova geração de carros totalmente elétricos da marca utiliza uma plataforma de computação acelerada baseada na tecnologia da NVIDIA, o que permite processar em tempo real os dados captados pelos sensores espalhados pelo veículo.

Essa plataforma utiliza sistemas NVIDIA DGX para contextualizar dados e treinar modelos de inteligência artificial de forma contínua. Essa integração não apenas melhora a resposta do veículo a situações do cotidiano, mas também contribui para o desenvolvimento de novas soluções de segurança baseadas em IA.

Como parte desse processo, a Volvo e a Zenseact estão investindo em um dos maiores data centers dos países nórdicos. Esse centro de processamento permitirá expandir ainda mais as possibilidades de teste e desenvolvimento de sistemas autônomos e semiautônomos, consolidando a estratégia de transformar os dados em uma ferramenta de engenharia de segurança em larga escala.

Ambiente de testes híbrido e escalabilidade

Embora os testes em ambientes virtuais representem um avanço relevante, a Volvo continua realizando avaliações no mundo real. A combinação dos dois métodos forma um processo híbrido de validação, que permite aproveitar a escalabilidade das simulações digitais sem abrir mão da observação prática em estradas e pistas de teste.

Essa abordagem permite que o desenvolvimento de software ocorra de forma mais rápida e controlada. O uso de mundos digitais elimina variáveis externas imprevisíveis e reduz os custos envolvidos em testes físicos prolongados. Ao mesmo tempo, os sistemas validados virtualmente são posteriormente expostos a condições reais para ajustes finais.

O ambiente virtual oferece ainda vantagens como segurança operacional, já que cenários de alto risco podem ser simulados sem qualquer impacto para condutores ou outros usuários da via. Isso permite explorar limites de atuação dos sistemas em contextos extremos, contribuindo para aprimorar os algoritmos de resposta e prever situações que ainda não ocorreram no mundo físico.

Fonte: Nvidia e Volvo.