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Toyota Research Institute - Advanced Development, Inc.

Per tenere il passo con lo sviluppo sempre più rapido della guida automatizzata, in soli due mesi è stata creata una "piattaforma di generazione automatica di mappe" utilizzando un'architettura serverless AWS.

2020

La società TRI-AD è stata fondata a marzo 2018, a seguito di un investimento congiunto tra Toyota Motor Corporation, Denso e Aisin Seiki. Attraverso lo sviluppo avanzato di software dedicato alla guida automatizzata, questa società riunisce capacità di ricerca e di produzione di massa per essere all'avanguardia nel campo della guida automatizzata.

Grazie allo sviluppo dei sistemi di controllo e della tecnologia basata sull'intelligenza artificiale, i processi che governano le "decisioni" e le "operazioni" si sono evoluti rapidamente. Nondimeno, se si considerano le innumerevoli modifiche che tutti i giorni vengono apportate alla rete stradale, è facile comprendere le difficoltà connesse con il mantenere le informazioni cartografiche e l'assicurarsi che rimangano aggiornate. Secondo Mandali Khalesi, Vicepresidente della divisione Automated Driving, "per via di queste difficoltà le mappe sono attualmente limitate a stati e regioni specifici, o a strade ad alta percorrenza dove è relativamente semplice raccogliere informazioni aggiornate".

Tuttavia, l'aggiornamento continuo delle mappe autostradali con una precisione elevata si è rivelato un compito estremamente oneroso laddove eseguito da un unico gruppo aziendale. Pertanto, a gennaio 2019, TRI-AD ha annunciato la realizzazione di una "Piattaforma di mappatura automatizzata" (Automated Mapping Platform, AMP) che consente a qualsiasi azienda di partecipare alla creazione e all'utilizzo di mappe ad alta definizione.

La AMP utilizza le informazioni raccolte dalle immagini satellitari e dai dati dei sensori di case automobilistiche come Toyota Motor Corporation, società di taxi e aziende di trasporti. Tali informazioni consentono di creare e aggiornare mappe ad alta precisione in modo efficiente. La AMP consente agli sviluppatori presso le case automobilistiche e ai fornitori di utilizzare le mappe, accelerando di fatto lo sviluppo delle applicazioni di guida automatizzata di Toyota Motor Corporation.

Khalesi ha proseguito affermando: "Al momento, vari fornitori che possiedono immagini satellitari e tecnologie delle telecamere di bordo, sia fra le aziende automobilistiche all'interno del Toyota Motor Group sia fra quelle esterne, hanno espresso l'intenzione di partecipare ai proof of concept (PoC), e riteniamo che altri partner si uniranno a noi in futuro".

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La facilità con cui i servizi AWS possono essere rapidamente sviluppati ed espansi in modo estremamente scalabile gioca un ruolo fondamentale nella creazione di una piattaforma aperta per la generazione automatica di mappe. Prevediamo che la piattaforma verrà utilizzata sia dai veicoli Toyota sia dai partner di terze parti".

Mandali Khalesi
Toyota Research Institute - Advanced Development, Inc. | Vicepresidente della divisione Automated Driving

La qualità dei servizi di gestione di AWS è stata determinante nel prendere la decisione di adottare la piattaforma

Dopo l'annuncio della sua nuova architettura AMP, TRI-AD ha lanciato un prototipo per realizzare vari PoC con le aziende partner. Per dare priorità alla rapidità di sviluppo, la società ha deciso di adottare AWS sin dalle fasi iniziali con l'intenzione di esplorare l'uso dei servizi cloud. TRI-AD utilizza già i servizi AWS, compresi il machine learning e il deep learning, per una serie di progetti. AWS è diventata uno dei componenti standard dell'infrastruttura IT dell'azienda. AWS è utilizzata di frequente anche dal Toyota Research Institute (TRI), un'organizzazione nella Silicon Valley che si occupa di ricerca tecnologica sull'intelligenza artificiale. Entrambe le società hanno potuto riscontrare i meriti di AWS in termini di efficienza di sviluppo. Inoltre, l'uso dei servizi di gestione offerti da AWS è stato menzionato come un altro fattore decisivo per la sua adozione. Ryo Igarashi, un ingegnere responsabile dello sviluppo delle operazioni cloud presso AMP, ha affermato che "a fronte dei limiti riscontrati dagli sviluppatori in termini di risorse di personale, la ricchezza delle risorse di gestione offerte da AWS è stata essenziale per garantire uno sviluppo nel breve termine. Inoltre, prevediamo un aumento del numero di aziende partner che parteciperanno ai PoC e, specialmente in un contesto in cui vengono sviluppate nuove funzionalità, è stata molto apprezzata la scalabilità che consente una facile espansione di risorse e servizi".

Secondo il progetto di TRI-AD, la AMP è costituita da tre elementi: raccolta e accumulo di dati, sviluppo di mappe altamente precise e trasmissione delle stesse. Il nucleo della raccolta e dell'accumulo dei dati è composto di due elementi: il caricamento in tempo reale dei dati dai sensori delle automobili in movimento e il caricamento in batch dei dati compilati dalle compagnie di taxi e da altri partner del settore automobilistico. Per quanto concerne lo sviluppo di mappe, gli sviluppatori delle aziende che contribuiscono alla AMP possono accedere al "Portale per gli sviluppatori" e creare informazioni cartografiche su misura per la propria applicazione, sviluppando e implementando algoritmi specifici nel cloud. I dati che ne derivano vengono registrati e archiviati in un "Map Marketplace" specializzato e trasmessi come API, in base alle esigenze, alla propria flotta di mezzi autonomi.

"Il nostro prototipo di AMP si basa su una policy che consiste nel realizzare innanzitutto il prodotto e poi nel provarlo, con uno sviluppo agile in cui vengono apportati miglioramenti man mano che viene utilizzato. Dando la priorità a un ambiente in cui i PoC possano progredire facilmente con i partner, ci siamo concentrati sulla scalabilità come fattore essenziale per l'utilizzo futuro", afferma Igarashi.

Ottenere un ciclo di sviluppo scalabile e abbreviato tramite l'architettura serverless

Il prototipo è stato sviluppato a partire da aprile 2019 ed è stato rilasciato due mesi dopo, a giugno dello stesso anno. Grazie al coordinamento con i Solution Architect di AWS e i consulenti dei servizi professionali, gli sviluppatori di TRI-AD sono riusciti ad abbreviare le tempistiche di sviluppo.

Il prototipo è stato creato impiegando attivamente l'architettura serverless. L'utilizzo dei certificati client emessi da AWS IoT ha costituito la base per il caricamento in tempo reale degli strumenti di raccolta e accumulo dei dati. I token sono stati ricevuti da AWS STS e certificati dal Gateway Amazon API, garantendo il caricamento sicuro dei dati. I caricamenti in batch si sono basati sulla certificazione utente di Amazon Cognito, mentre i dati e i metadati del veicolo in movimento sono stati raccolti rispettivamente tramite Amazon S3 e AWS AppSync, prima di essere accumulati in Amazon DynamoDB.

L'architettura AMP nel suo complesso

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Accelerare l'innovazione nel campo della guida automatizzata e collaborare con i partner per affrontare le implicazioni sociali

"Il passo successivo sarà quello di iniziare a lavorare sull'architettura del futuro ambiente di utilizzo con l'obiettivo di implementare i servizi", ha affermato Khalesi. "Nell'ottica di una futura espansione globale in America, Europa e Asia, stiamo pianificando di rafforzare la compatibilità con l'estero e di intensificare il coordinamento con i nostri partner internazionali. La AMP favorirà una rapida innovazione nel campo della guida automatizzata e, insieme ai nostri partner, contribuirà a risolvere le problematiche a livello sociale".

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Nozioni di base

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