El coche se concibe a caballo entre el mundo virtual y el real

Cuando pensamos en las pruebas de un vehículo nuevo, nos imaginamos a un piloto dando vueltas por una pista de pruebas o a un maniquí de pruebas de choque sacudido por una colisión simulada. Pero hoy en día, cada vez más validaciones se llevan a cabo en el mundo digital y no en el físico.

Realidad aumentada, gemelos digitales, simulación inmersiva: estas tecnologías permiten perfeccionar casi todos los componentes de un automóvil incluso antes de fabricar un prototipo. El resultado: un desarrollo más rápido, plazos de comercialización más cortos y un menor coste final para el consumidor.

Aunque la digitalización en los procesos de diseño y pruebas es habitual en todo el sector del automóvil, ¡Renault Group lleva más de 30 años invirtiendo en simuladores! Esta madurez tecnológica ha desempeñado un papel clave a la hora de reducir a la mitad los tiempos de desarrollo.

A pesar de todo, algunos aspectos críticos del diseño y la ingeniería de un nuevo vehículo siguen requiriendo pruebas en condiciones reales. «Al fin y al cabo, vendemos un objeto físico, un coche de verdad que circula y que hay que sentir. No se puede sustituir realmente al ser humano en eso», explica Guillaume Mercier, experto en sistemas de asistencia a la conducción (ADAS, Advanced Driver Assistance System).

El resultado es un diálogo constante entre el mundo real y el virtual que alimenta las herramientas digitales con datos físicos, aprovecha la potencia de cálculo para acelerar el desarrollo y somete al vehículo a una validación física final con el fin de cubrir todas las situaciones a las que se enfrentará una vez en la carretera.

La simulación numérica para impulsar la tecnología

Las pruebas digitales ofrecen un nivel de flexibilidad y unos tiempos de respuesta ultrarrápidos que la creación de prototipos físicos y la validación tradicional simplemente no pueden igualar. Este ahorro de tiempo también beneficia al cliente, que tiene acceso a las últimas tecnologías y funcionalidades más rápido que nunca.

En el panorama actual del sector del automóvil, «es imposible preverlo todo», explica William Becamel, experto líder en modelización y simulación digital. «Debemos ser muy ágiles y flexibles para incorporar el contenido adecuado al vehículo lo antes posible».

Las herramientas de desarrollo digital permiten anticipar cómo se utilizará un vehículo y simular distintos escenarios en tan solo unos días. El equipo asignado al vehículo puede así centrarse en las funcionalidades que se ajustan al pliego de condiciones y dedicarse a su desarrollo, antes de la fase denominada «congelación del concepto», en la que se debe confirmar la elección del modelo y definir claramente sus características distintivas y sus puntos fuertes. «En esta fase, debemos saber exactamente qué queremos incluir en el coche y fijar aproximadamente el 90 % del proyecto», explica Stéphane Régnier, experto en simulación inmersiva y realidad virtual.

«En un entorno digital, se pueden realizar numerosas simulaciones y modificar la especificación técnica con gran facilidad», añade William Becamel. «En el prototipo físico, no es tan fácil».

Tomemos como ejemplo la secuencia de bienvenida, cuando un conductor abre la puerta y entra en el vehículo: el sistema puede mostrar un mensaje específico, ofrecer una iluminación diferente o incluso reproducir un clip de audio. Lo que a simple vista parece sencillo implica, en realidad, una comunicación compleja entre todos los sistemas informáticos y las unidades de control del coche, y ahí radica la fuerza de las pruebas digitales, que permitirán configurar una variedad casi infinita de situaciones e interacciones.

«Hoy en día, un coche es una combinación de varias decenas de ordenadores integrados*», explica Stéphane Régnier. «Todos ellos intercambian información. Debemos asegurarnos de que se comunican correctamente entre sí y de que proporcionan la información o la experiencia adecuadas al cliente: no es una tarea fácil, ya que los vehículos son cada vez más sofisticados y están repletos de tecnología de vanguardia».

Según el ingeniero, el uso de la tecnología digital permite validar estos sistemas en una fase muy temprana, con la posibilidad de mejorar la experiencia y verificar, en tiempo real, cada actualización. «Si tuviéramos que hacerlo con prototipos físicos, nos llevaría semanas», afirma.

Simulación inmersiva: cuando lo digital se une a lo físico

Para facilitar el trabajo en equipo, los equipos de desarrollo crean un gemelo digital del vehículo físico. Este modelo virtual, al que pueden acceder todos los ingenieros y diseñadores del proyecto, puede someterse posteriormente a pruebas en un simulador que reproduce condiciones de conducción hiperrealistas.

Este es ROADS, el nuevo simulador de conducción de alto rendimiento de Renault Group, inaugurado en 2023 en el Technocentre de Guyancourt, en Francia. Pesa 90 toneladas, incluido el sistema de movimiento, y es capaz de alcanzar una aceleración de 1 G en cada eje. En su parte superior, cuenta con una cúpula de 7 metros de diámetro, lo suficientemente grande como para albergar un coche real en su interior.

«Pero el coche no se utiliza. No se mueve», explica Stéphane Régnier. «Es solo una cabina con volante, pedales e interfaces de visualización para reproducir la sensación de estar en un coche de verdad».

La simulación inmersiva no solo acorta el tiempo de desarrollo, sino que también reduce considerablemente los costes, ya que su uso evita tener que construir varios prototipos físicos. El propio simulador puede utilizarse para probar casi todos los aspectos del funcionamiento de un vehículo, con un piloto de pruebas experto en el interior del habitáculo que proporciona información en tiempo real.

«Por ejemplo», explica Stéphane Régnier, «se puede elegir el diseño adecuado de neumático para un vehículo mucho más rápidamente. No hace falta tener los neumáticos reales entre las manos, basta con introducir los datos del modelo en la máquina». «El especialista que conduce desde el interior de la cabina puede confirmar o no la coherencia del modelo con lo que esperamos de unos neumáticos reales». Tras solo una o dos vueltas en el simulador inmersivo, en comparación con varios meses de creación de prototipos y pruebas físicas con el fabricante de neumáticos, el equipo puede llegar a la elección de los neumáticos más adecuados.

El prototipo de automóvil como prueba ineludible de la realidad

Por muy exhaustivas que sean las pruebas digitales, tienen sus limitaciones. Esto sigue siendo cierto incluso a la hora de validar funcionalidades con un alto componente de software, como los sistemas ADAS que permiten, por ejemplo, la asistencia al aparcamiento o el frenado de emergencia.

En Renault Group, los sistemas ADAS se basan en una plataforma de software común, que luego se adapta a cada modelo. Ya sea para el Twingo, el Rafale, el Clio o el Mégane, la base sigue siendo la misma; solo varían los ajustes para adaptarse a las características específicas de cada vehículo, precisa Guillaume Mercier. «La mayor parte de nuestro trabajo consiste en desarrollar un software sin fallos, incluso antes de tener un vehículo real», subraya. «El prototipo físico sirve después para perfeccionar la experiencia del usuario. No vamos al circuito a buscar“bugs”, el vehículo debe estar libre de ellos antes de la fase de pruebas finales».

La simulación resulta fundamental para corregir los fallos de software, pero es el prototipo físico el que revela el verdadero comportamiento del vehículo en carretera. Las herramientas digitales reducen el número de pruebas necesarias, aunque no las sustituyen por completo.

«No podemos sustituir por completo la percepción humana a la hora de ajustar con precisión funciones como los sistemas de asistencia a la conducción, que se basan realmente en cómo reacciona el cliente ante la aceleración o el frenado, por ejemplo», explica Erwan Casalis, experto en experiencia del cliente en ADAS y conducción autónoma. «Hay muchos juicios subjetivos que no pueden percibirse por completo en todas las herramientas de simulación: siempre tenemos que conducir los coches por carretera. Las pruebas físicas y las simulaciones numéricas forman, por tanto, un bucle de retroalimentación continuo, con datos del mundo real que refinan constantemente los modelos para acelerar y mejorar el desarrollo automovilístico futuro».

Lo físico y lo digital: un verdadero diálogo

El objetivo, dentro de unos años, es combinar la inteligencia artificial, la realidad virtual y las simulaciones digitales para ofrecer a los usuarios, a través de una interfaz sencilla, una visión completa y predictiva del rendimiento del coche. Sin embargo, como señalan los cuatro expertos, la tecnología, por muy avanzada que sea, no es la respuesta universal.

«Lo fundamental es utilizar la herramienta adecuada en el momento oportuno del proceso», concluye Stéphane Régnier. «Esto requiere un conocimiento profundo de las necesidades de los usuarios y de la experiencia del cliente, para que la tecnología aporte un verdadero valor añadido».

*ECU: Engine Control Unit (unidad de control del motor)