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Le passage vers les véhicules définis par logiciel

L'industrie automobile adopte des solutions définies par logiciel pour améliorer les fonctions des véhicules.

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L'industrie automobile change rapidement avec l'essor des véhicules définis par logiciel. Ce concept signifie que les fonctions du véhicule, comme l'assistance à la conduite ou les systèmes de divertissement, sont gérées par des logiciels plutôt que par du matériel. Pour développer ces systèmes, une combinaison de différentes méthodes et technologies est utilisée. Une de ces approches combine l'Ingénierie dirigée par les modèles et l'intelligence artificielle pour faciliter et accélérer le processus de développement logiciel.

Qu'est-ce que l'ingénierie dirigée par les modèles ?

L'ingénierie dirigée par les modèles (MDE) est une façon de créer des logiciels en utilisant des modèles comme point central. Au lieu d'écrire tout le code à la main, les développeurs créent des représentations abstraites du système. Ces modèles peuvent montrer la structure et le comportement du logiciel. La MDE aide à comprendre des systèmes complexes et accélère le développement en permettant la génération automatique de code à partir des modèles.

Importance des modèles

Les modèles fournissent une vue simplifiée d'un système, ce qui facilite la visualisation et la planification. Par exemple, un modèle peut illustrer comment différentes parties d'une voiture interagissent, comme les freins, le moteur et les capteurs. En utilisant des modèles, les développeurs peuvent identifier les problèmes dès le départ et s'assurer que toutes les pièces fonctionnent bien ensemble.

Qu'est-ce que les Grands Modèles de Langage ?

Les grands modèles de langage (LLMs) sont des systèmes d'IA avancés entraînés sur d'énormes quantités de données textuelles. Ils peuvent comprendre et générer du texte semblable à celui des humains, ce qui les rend utiles pour diverses applications, y compris le développement logiciel. Ces modèles peuvent aider à automatiser des tâches répétitives, générer du code et améliorer la productivité générale.

Comment fonctionnent les LLMs

Les LLMs fonctionnent en analysant les modèles de texte et en prédisant les prochains mots dans une phrase. Ils peuvent être ajustés pour des tâches spécifiques, comme la Génération de code ou l'analyse des exigences. Lorsqu'ils sont utilisés dans le développement logiciel, les LLMs peuvent traduire les exigences des utilisateurs en code ou aider à vérifier l'exactitude du code.

Le rôle des LLMs dans le développement logiciel automobile

Dans l'industrie automobile, le logiciel joue un rôle crucial dans l'innovation. Cependant, les approches de développement traditionnelles rencontrent souvent des défis en raison de la complexité des différents composants et systèmes impliqués. Les LLMs peuvent simplifier ce processus en automatisant diverses tâches, comme la génération de code et l'extraction des exigences.

Avantages de l'utilisation des LLMs

  1. Génération de code : Les LLMs peuvent produire automatiquement du code basé sur des exigences écrites en langage naturel. Cela fait gagner du temps et réduit le potentiel d'erreurs qui peuvent survenir lors du code manuel.

  2. Extraction des exigences : Les développeurs peuvent entrer des exigences générales en langage simple, et les LLMs peuvent les transformer en spécifications formelles qui peuvent être facilement suivies pendant le développement.

  3. Vérification de la cohérence : Les LLMs peuvent aider à vérifier que le code généré répond aux exigences spécifiées, garantissant que le produit est conforme aux normes de sécurité et de performance.

  4. Amélioration de la communication : Les LLMs peuvent générer une documentation et des commentaires clairs pour le code, ce qui facilite la compréhension de la fonctionnalité et du but de chaque partie par les équipes.

Architecture automobile centralisée

Une architecture automobile centralisée simplifie la conception du véhicule en consolidant plusieurs fonctions en moins d'unités de contrôle. Au lieu de s'appuyer sur de nombreux composants individuels, un système centralisé utilise des processeurs puissants pour gérer diverses tâches.

Avantages de l'architecture centralisée

  1. Réduction des coûts matériels : Moins d'unités de contrôle individuelles signifient des frais inférieurs pour la fabrication et la maintenance.

  2. Efficacité énergétique : Les systèmes centralisés consomment moins d'énergie, ce qui est vital pour les véhicules électriques où la conservation de l'énergie impacte directement les performances.

  3. Communication plus rapide : Avec un système centralisé, les données peuvent être traitées plus rapidement, car elles n'ont pas besoin de voyager à travers plusieurs unités.

  4. Développement simplifié : Les développeurs n'ont besoin de travailler que dans un seul environnement, ce qui réduit la complexité de l'écriture et de l'intégration des logiciels.

  5. Détection des défauts facilitée : Une approche centralisée permet une identification plus rapide des erreurs, facilitant la maintenance et la réparation.

  6. Facilite les mises à jour logicielles : À mesure que les véhicules deviennent plus axés sur le logiciel, la facilité de mise à jour des fonctionnalités sans changer le matériel devient essentielle.

Flux de travail du développement assisté par LLM

L'intégration des LLM avec l'ingénierie dirigée par les modèles dans le secteur automobile suit un flux de travail défini. Cela implique plusieurs étapes pour s'assurer que le code généré répond aux spécifications requises et fonctionne correctement.

Entrée initiale

Le processus commence lorsqu'un expert du domaine fournit des exigences en langage naturel. Ces entrées peuvent être générales et n'ont pas besoin d'être techniques, permettant une communication facile de ce qui est nécessaire dans le logiciel.

Création d'une instance de modèle

Une fois les exigences reçues, elles sont traitées pour créer une instance de modèle. Ce modèle sert de représentation du logiciel basé sur l'entrée initiale. Il décrit comment différentes fonctionnalités et composants se rapportent les uns aux autres, ce qui établit la base pour un développement ultérieur.

Vérification de la cohérence

Avant de passer à la génération de code, l'instance de modèle est vérifiée pour sa cohérence. Cela garantit que toutes les exigences sont respectées et que le modèle représente avec précision ce qui est nécessaire. Si des incohérences sont trouvées, le développeur est notifié pour qu'il puisse apporter les ajustements nécessaires.

Génération de code

Après une vérification de cohérence réussie, l'instance de modèle est utilisée pour générer du code. Ce code peut prendre diverses formes, comme des scripts ou des fichiers de configuration, qui sont prêts à être déployés dans un cadre pratique.

Test et validation

Le code généré est évalué dans un environnement simulé, permettant aux développeurs de voir à quel point il fonctionne bien sans impacter les systèmes réels. Cette étape est cruciale pour identifier tout bug ou problème avant le déploiement réel.

Défis dans le développement logiciel automobile

Malgré les avantages de l'architecture centralisée et de l'utilisation des LLMs, des défis subsistent dans le processus de développement logiciel automobile.

Complexité des systèmes

Les systèmes automobiles impliquent de nombreux capteurs, unités de contrôle et composants logiciels qui doivent fonctionner ensemble de manière transparente. La complexité augmente avec des fonctionnalités comme la conduite autonome, où le traitement des données en temps réel est essentiel.

Sécurité et fiabilité

Dans l'industrie automobile, la sécurité est primordiale. Toute erreur dans le logiciel peut avoir des conséquences graves. S'assurer que le code généré respecte toutes les normes de sécurité est critique et nécessite souvent des tests et validations approfondis.

Intégration avec les systèmes existants

De nombreux véhicules utilisent déjà un mélange de matériel et de logiciels qui peuvent ne pas facilement s'intégrer dans une architecture centralisée. La transition vers un nouveau système peut nécessiter une refonte et une ré-ingénierie significatives.

Confidentialité et sécurité des données

Avec l'essor des véhicules connectés, la confidentialité et la sécurité des données sont de plus en plus préoccupantes. Protéger les informations sensibles tout en permettant des mises à jour logicielles et des fonctions est un équilibre délicat à atteindre.

Tendances actuelles dans le développement logiciel automobile

Alors que l'industrie évolue, plusieurs tendances façonnent l'avenir du développement logiciel automobile.

Plus d'automatisation

La tendance vers l'automatisation de divers aspects du développement logiciel est susceptible de croître. Au fur et à mesure que les outils deviennent plus avancés, la dépendance au codage manuel et aux tests diminuera, ce qui conduira à des cycles de développement plus rapides.

Collaboration accrue

Avec plus d'équipes travaillant sur des systèmes interconnectés, la collaboration entre les équipes d'ingénierie deviendra de plus en plus importante. Les outils qui facilitent la communication et la compréhension partagée seront critiques pour le succès.

Accent sur l'expérience utilisateur

À mesure que les véhicules deviennent plus définis par logiciel, l'expérience utilisateur sera au centre des préoccupations. Les développeurs doivent s'assurer que le logiciel est non seulement fonctionnel, mais aussi intuitif et convivial.

Utilisation des services cloud

L'informatique en cloud devient de plus en plus répandue dans le développement automobile. Stocker des données et exécuter des simulations dans le cloud peut offrir l'évolutivité et la flexibilité que les solutions traditionnelles sur site ne peuvent pas égaler.

Directions futures

En regardant vers l'avenir, l'industrie automobile continuera d'intégrer des technologies plus avancées dans ses processus de développement. La synergie entre les LLMs et l'ingénierie dirigée par les modèles évoluera, menant à des outils encore plus sophistiqués pour les développeurs.

Améliorations de l'IA

À mesure que les LLMs s'améliorent, ils deviendront meilleurs pour comprendre des exigences complexes, générer du code de meilleure qualité et fournir des suggestions éclairées. Les développements futurs pourraient inclure des systèmes d'IA plus interactifs qui travaillent aux côtés des ingénieurs humains.

Adoption plus large des systèmes centralisés

À mesure que les avantages de l'architecture centralisée deviennent plus évidents, il est probable que plus de fabricants automobiles adoptent cette approche. Ce changement pourrait conduire à une standardisation des processus de conception et de développement à travers l'industrie.

Accent sur la durabilité

Avec des préoccupations croissantes concernant les impacts environnementaux, les futurs développements dans le logiciel automobile pourraient de plus en plus se concentrer sur la durabilité. Optimiser la consommation d'énergie à travers le logiciel deviendra une priorité pour les développeurs et les fabricants.

Mesures de sécurité renforcées

À mesure que les véhicules deviennent plus automatisés, l'accent sur la sécurité continuera de croître. Les futurs systèmes logiciels devront intégrer des fonctionnalités de sécurité et se conformer à des règlements plus stricts pour garantir fiabilité et confiance.

Conclusion

L'industrie automobile subit une transformation significative alors qu'elle se dirige vers des solutions axées sur le logiciel. En tirant parti de l'ingénierie dirigée par les modèles et des grands modèles de langage, les développeurs peuvent rationaliser leurs flux de travail, améliorer la productivité et renforcer la qualité des logiciels automobiles. Malgré les défis, l'avenir s'annonce prometteur avec des innovations et des avancées technologiques continues. La combinaison de l'architecture centralisée et du développement piloté par l'IA promet de créer des véhicules plus efficaces, plus sûrs et plus conviviaux.

Source originale

Titre: Synergy of Large Language Model and Model Driven Engineering for Automated Development of Centralized Vehicular Systems

Résumé: We present a prototype of a tool leveraging the synergy of model driven engineering (MDE) and Large Language Models (LLM) for the purpose of software development process automation in the automotive industry. In this approach, the user-provided input is free form textual requirements, which are first translated to Ecore model instance representation using an LLM, which is afterwards checked for consistency using Object Constraint Language (OCL) rules. After successful consistency check, the model instance is fed as input to another LLM for the purpose of code generation. The generated code is evaluated in a simulated environment using CARLA simulator connected to an example centralized vehicle architecture, in an emergency brake scenario.

Auteurs: Nenad Petrovic, Fengjunjie Pan, Krzysztof Lebioda, Vahid Zolfaghari, Sven Kirchner, Nils Purschke, Muhammad Aqib Khan, Viktor Vorobev, Alois Knoll

Dernière mise à jour: 2024-04-08 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2404.05508

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2404.05508

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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