Con simulación podemos descubrir la causa de los mareos en el coche
El verano ya está aquí, lo que nos anima a hacer planes para las vacaciones. En las épocas de mayor afluencia de viajeros, volar puede resultar caro, por lo que es posible que optes por salir a la carretera para llegar a tu destino. Robert Bosch GmbH, el Instituto Ferdinand-Steinbeis, IPG y Ansys están estudiando una posible solución para este conocido problema.
La cinetosis, también conocida como mareo por movimiento, es una enfermedad común que afecta aproximadamente a una de cada tres personas, en su mayoría mujeres y niños. La cinetosis es un tipo de mareo que puede provocar náuseas, escalofríos o malestar estomacal como reacción a la aceleración del vehículo o a un movimiento curvilíneo. El desarrollo de la cinetosis como consecuencia de este movimiento se basa en un conflicto sensorial entre la percepción visual (sentido de la vista), propioceptiva (sensibilidad corporal) y vestibular (sentido del equilibrio).
Por ejemplo, supongamos que eres un pasajero que está leyendo un mapa mientras conduce. En este caso, usted ve una imagen estática (el mapa), mientras que los movimientos se perciben a través de los músculos y el órgano vestibular del oído interno, responsable del equilibrio. Todas estas señales se entremezclan mientras el cerebro intenta comprender lo que le llega. La respuesta puede ser un sudor frío, mareos o náuseas.
En el futuro, los mareos en el coche podrían aliviarse con una aplicación
La premisa para una futura aplicación de cinetosis se basa en la anticipación de los mareos relacionados con maniobras de conducción específicas, y el efecto de cada maniobra en los ocupantes del vehículo. Cada acción precede a una reacción, en este caso, un nivel de actividad que provoca mareos. A cada maniobra se le asigna un valor o nivel de riesgo relacionado con el mareo, por ejemplo, un conductor que toma una curva demasiado rápido.
¿Cómo podría funcionar exactamente? Algún día será posible descargar una aplicación y sincronizarla con un vehículo que incluya un modelo de reconocimiento facial de inteligencia artificial (IA) en el habitáculo que determine la edad y el sexo de cada ocupante. Esta información podría utilizarse para calcular los niveles de cinetosis en respuesta a la intervención del conductor en diversos entornos en carretera.
Cualquier actividad del conductor que ponga a los ocupantes en riesgo de sufrir kinetosis se puntuará y, a continuación, un indicador de advertencia en la pantalla de infoentretenimiento indicará que se necesita aire fresco en el habitáculo. Estos mensajes incluyen el nivel de cinetosis que puede estar experimentando un ocupante y qué medidas correctivas son necesarias para ayudar a revertirlo, como cambiar el estilo de conducción o reducir la velocidad del vehículo.
La simulación apoya el juego de ideas
Durante el desarrollo, toda la magia tiene lugar en lo que Robert Bosch GmbH denomina su patio de recreo digital, un metamodelo desarrollado recientemente que los desarrolladores pueden utilizar para crear y probar aplicaciones que se ejecutan en la misma interfaz. Si un desarrollador tiene un pequeño modelo de aprendizaje automático de algo, puede cargarlo y luego intentar crear una aplicación con un contexto automovilístico a su alrededor en el patio de recreo.
Kinetosis encaja bien en el playground porque proporciona un modelo de datos, incluida la información dentro de ese modelo de datos que puede ser utilizada por este proceso de aprendizaje automático para comprender varios resultados de conducción en el mareo por movimiento. Los desarrolladores pueden probar el aspecto de la aplicación y lo que mostrará en respuesta a condiciones de conducción específicas. Por ejemplo, es posible desarrollar una aplicación para un sistema de entretenimiento dentro del parque infantil que pueda mostrar los niveles de cinetosis y ofrecer información relacionada con eventos de conducción específicos que se correspondan con el movimiento del vehículo.
Así, si estás en un vehículo trazando una curva, puede que sientas una fuerza que te empuja en una dirección. Esa inercia que experimenta tu cuerpo tiene una física asociada que contribuye al nivel de mareo que estás experimentando, que se describe en el patio de recreo. Aunque el playground ofrecía un modelo de datos que representaba esta información, le faltaba la simulación, que es la clave para extraer y analizar los datos que salen del modelo.
«Como desarrollador, puedes cargar tu aplicación en la zona de juegos y conectarla a una interfaz», explica Lars Kosman, ingeniero jefe de aplicaciones de Ansys. «Puede que veas un objeto de datos que describe la aceleración o la inercia en una dirección, pero no hay datos detrás, por lo que no puedes simularlo directamente». Para superar este reto, fue necesario utilizar la simulación de Ansys para encontrar una forma de conectar y proporcionar alguna información relacional que pudiera verse en el contexto del campo de juego.»
Simulación de dos conductores diferentes en IPG CarMaker con cálculo integrado del nivel de cinetosis construido en Ansys SCADE Suite. El modelo se integra mediante una interfaz de maqueta funcional (FMI), ya que el software-in-the-loop proporciona datos de la simulación. La cabina se implementa utilizando SCADE Display para mostrar el nivel de cinetosis actual al conductor, que también se integra como software-in-the-loop utilizando FMI.
La colaboración fructífera conduce a la innovación
Los datos en los que se basa el desarrollo de la aplicación proceden de un modelo estadístico creado por el Instituto Ferdinand-Steinbeis, que incluye datos relacionados con aceleraciones bruscas, cambios de altitud, zonas montañosas o boscosas, carreteras sinuosas y otros factores que contribuyen a la cinetosis. El modelo también tiene en cuenta los estilos de conducción de un conductor agresivo y un conductor normal a la hora de hacer predicciones sobre los mareos automovilísticos que, cabe esperar, induzcan un cambio de hábitos al volante.
Toda esta actividad de desarrollo ha sido posible gracias a una estrecha colaboración entre IPG y Ansys en la que se utiliza el software de integración de procesos y optimización del diseño Ansys optiSlang para la simulación por lotes en IPG CarMaker, una solución virtual de pruebas de conducción. Además, Kosman colaboró estrechamente con el Instituto Ferdinand-Steinbeis para reimplementar el modelo en el entorno de desarrollo basado en modelos de Ansys SCADE Suite, y todos los implicados se reunieron periódicamente para garantizar la integración satisfactoria de la salida de datos resultante con el parque de juegos de Robert Bosch GmbH.
«En este momento, a pesar de sus beneficios potenciales, no hay planes inmediatos para integrar esta tecnología en los vehículos», dice. Kosman. «No obstante, se trata de un caso de prueba que demuestra el valor de nuestra asociación mientras exploran nuevos conceptos de vehículos dentro del parque infantil. Pero es posible que esta tecnología esté disponible en nuestros propios vehículos o como parte de una flota autónoma en el futuro, ya sea conduciendo por la ciudad o llamando a un robotaxi.»
