Fahrt in die Zukunft: Untersuchung der Integration von ChatGPT und KI in der Fahrzeugentwicklung
Am 30. November 2022 wurde ChatGPT veröffentlicht und stieß auf gemischte Resonanz. Manche sahen darin den Anbruch eines neuen KI-Zeitalters – eine, die die Art und Weise, wie wir im Internet agieren, Recherchen betreiben und Inhalte erstellen, revolutionieren würde. Andere hingegen sahen darin gravierende Probleme im Hinblick auf Datenschutz, Jobverlust und irreführende Informationen.
Während die ethischen Grundsätze von ChatGPT stark umstritten sind, bietet die dahinterstehende Technologie – große Sprachmodelle (LLM) – beachtliches Potenzial zur Effizienzsteigerung in der Konstruktion. Das Simcenter Engineering Service-Team hat kürzlich beschlossen, ChatGPT zu prüfen und seinen Mehrwert für den Fahrzeugentwicklungsprozess zu erforschen.
Einsatz künstlicher Intelligenz zur Abstimmung von Fahrwerks- und Handlingeigenschaften bei Fahrzeugen
Die Verbesserung der Fahrdynamik und des Fahrverhaltens ist eine komplexe und zeitaufwendige Etappe im Entwicklungsprozess. Die Änderung eines Attributs wirkt sich häufig auf die Leistung anderer Komponenten aus und erfordert umfangreiche Tests und Parameteranpassungen. Der klassische Ansatz besteht darin, die subjektiven Erfahrungen bezüglich Fahrdynamik und Handling zu quantifizieren und anschließend mittels Simulationstools diese Attribute zu verfeinern und zu perfektionieren. Diese Vorgehensweise ist jedoch nicht immer effektiv. Persönliche Präferenzen sind von Natur aus komplex und lassen sich nur schwer in objektive Parameter übersetzen.
Im Gegensatz dazu bietet spontane Sprache eine natürliche Methode, um die Produktwahrnehmung in Echtzeit zu vermitteln, während ein Benutzer das Produkt bedient. Die jüngsten Fortschritte bei Large Language Models (LLM), vor allem ChatGPT, ermöglichen die Verarbeitung solcher Eingabedaten. Unser Konstruktionsteam wollte herausfinden, ob eine Kombination aus ChatGPT und Systemsimulation Konstrukteuren dabei helfen könnte, subjektives Feedback gezielter einzusetzen, um das Fahr- und Handling-Verhalten von Fahrzeugen zu verbessern.
Kombination von KI, ChatGPT und Simcenter Amesim
Ein vom Simcenter Konstruktionsservice-Team entwickelter KI-Assistent bildet das Herzstück dieses Projekts. Dieser Assistent, der die Technologie des bestärkenden Lernens mit menschlichem Feedback (Reinforcement Learning with Human Feedback, RLHF) einsetzt, ist maßgeblich an der Erfassung von Produkt- und Anwenderinformationen sowie an der Generierung von Produktverbesserungen beteiligt. Es nutzt ChatGPT als „Übersetzer“, um die Interaktionslücke zwischen Mensch und KI zu überbrücken.
In diesem Anwendungsfall wurde das Produkt – ein Fahrzeug – durch ein Simcenter Amesim-Fahrdynamikmodell auf einem Fahrsimulator simuliert, während Simcenter Prescan für die visuelle Darstellung der Umgebung sorgte. Der KI-Assistent würde – während er im Hintergrund aktiv ist – kontinuierlich die Fahrerpräferenzen und die Empfindlichkeit der subjektiven Wahrnehmung des Fahrers bezüglich Fahrzeugparameteränderungen erlernen. So funktioniert es:
Die vom Simcenter Engineering Services-Team entwickelte Technologie ermöglicht es dem Test-Konstrukteur, Manöver auf einem Fahrsimulator auszuführen.
Wie funktioniert es?
Während der Ausführung von Manövern gibt der Fahrer Feedback zum Erlebnis. Die gesprochene Eingabe wird in Text umgewandelt und zur Analyse an ChatGPT übertragen. Geführt durch einen kontextuellen Rahmen hat ChatGPT die Aufgabe, aus den Äußerungen des Fahrers wichtige Komponenten zu extrahieren, beispielsweise Fahreigenschaften (wie Gierreaktion, vertikale Beschleunigung usw.) und deren Ausprägung (wie hoch oder sehr hoch, niedrig usw.) sowie das emotionale Feedback des Fahrers zu analysieren. Bei Bedarf an Präzisierung führt ChatGPT einen durchgehenden Dialog mit dem Fahrer, bis sämtliche benötigten Details eindeutig geklärt sind. Wenn die benötigten Informationen verfügbar sind, erzeugt unser KI-Assistent mit bestärkendem Lernen Modifikationen im Systemparametersatz.
Mögliche Anwendungen der ChatGPT-Integration mit Simcenter
Während sich dieses Projekt auf die Ausbalancierung der Fahr- und Handling-Eigenschaften von Autos konzentrierte, erstreckt sich die Anwendung dieser Technologie auch auf eine Vielzahl anderer Bereiche der Produktentwicklung.
Für Prüfingenieure könnten die Sprachkommandos eines Testfahrers genutzt werden, um subjektive Rückmeldungen zu erfassen und Änderungen an spezifischen Ereignissen vorzunehmen. Simulationsingenieure könnten es verwenden, um Probleme bei der Nutzung der Software zu lösen. Nahezu sämtliche Bereiche der Fahrzeugkonstruktion, die subjektive Überlegungen und Empfindungen erfordern, ließen sich durch die von unserem Konstruktionsteam entwickelte Technologie verbessern und optimieren.
Trotz der Kontroverse bezüglich ChatGPT wurde Konstruktionsteams eine außergewöhnliche Chance geboten, die Unsicherheit und Schwankungen subjektiver Gefühle mühelos in realisierbare, quantifizierbare und objektive Parameteränderungen zu transformieren, um das Fahrverhalten für Anwender zu verbessern. Es stellt sich die Frage, welche Unternehmen die Vorreiter bei der Nutzung sein werden?
Das Simcenter-Team für Konstruktionsleistungen umfasst Hunderte talentierter Konstrukteure in aller Welt. Zu den Teammitgliedern, die Pionierarbeit bei der Verwendung von ChatGPT in unseren Simulationsprodukten leisten, gehören:
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