Conducción autónoma: así es con la tecnología

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En teoría, los vehículos autónomos pronto podrían dar forma al paisaje urbano. Pero, ¿qué tan lejos está la tecnología en realidad?

A finales del año pasado, el Ministerio Federal de Transporte (BMVI) lanzó un ambicioso proyecto de ley: Alemania se convertirá en el número uno del mundo en conducción autónoma. La ley planeada tiene como objetivo proporcionar el marco legal para los vehículos autónomos en el tráfico regular. El borrador fue criticado desde muchos frentes por el Ministro Federal de Transporte Scheuer y su equipo – el Ministerio Federal de Justicia incluso lo rechazó – al final el Gabinete Federal finalmente lo aprobó.

Antes de que el proyecto se convierta en ley aplicable, aún debe someterse a varias pruebas. La pelota está actualmente en manos del Bundesrat y el Bundestag. A mediados de abril, el Consejo Federal comentó el proyecto de ley, lo criticó, propuso cambios y pidió explicaciones.

El BMVI reaccionó: La discusión se publicó en una carta preparada conjuntamente. Muestra que la cámara estatal y el ministerio todavía están en desacuerdo en muchos puntos. El 3 de mayo, el Bundestag quiere escuchar a la Comisión Económica y de Energía. Varios expertos deben aclarar las preguntas abiertas.

El Science Media Center de Alemania aprovechó esto como una oportunidad y preguntó por adelantado a científicos independientes activos en el campo de la conducción autónoma. La atención se centró en los desafíos técnicos en el desarrollo de sistemas de conducción, el estado internacional de la investigación y cómo se podría utilizar la conducción autónoma en el futuro. Los expertos coinciden en una cosa: se acerca la conducción autónoma.

Las cinco etapas de la conducción autónoma

Para poder clasificar las valoraciones de los científicos sobre el estado actual de la técnica, es necesario considerar primero los distintos niveles de conducción autónoma. La Sociedad de Ingenieros Automotrices (ahora SAE International) introdujo el estándar en 2016 SAE J3016 una clasificación y definición de términos para vehículos de carretera con sistemas de conducción automatizada.

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Aunque a menudo se mencionan cinco niveles, la clasificación en realidad consta de seis: Los vehículos de nivel 0, sin embargo, no tienen ningún tipo de automatización.

Los niveles de conducción autónoma según el SAE.
Los seis niveles de conducción autónoma según el SAE.

A pesar de las clasificaciones ya bastante claras, todavía hay superposiciones o malentendidos. Por ejemplo, el ADAC ha estado haciendo campaña durante años para dividir el sistema en tres niveles. Entonces solo quedaría la conducción asistida, la conducción automatizada y la conducción autónoma.

El Instituto Federal de Investigación de Carreteras (BASt) diseñó recientemente una «comunicación de usuario» simplificada. Esto define los diferentes roles de los conductores y tiene como objetivo ayudar a los conductores y pasajeros a reconocer sus propias tareas en los vehículos autónomos clasificados de manera diferente. La siguiente tabla muestra los niveles 1 a 5 según SAE con clasificación de usuarios según BASt.

Los niveles de conducción autónoma según SAE con la clasificación de usuarios del BASt.
Los niveles de conducción autónoma según SAE con la clasificación de usuarios del BASt.

La ficha técnica correspondiente del SMC y el documento detallado del SAE sobre el modelo de clasificación se pueden descargar desde los enlaces respectivos.

Ejemplos de clasificación en los cinco niveles de conducción autónoma

La estructura del SAE se ha consolidado en investigación y desarrollo y forma el marco para las diversas opciones técnicas para vehículos parcial y totalmente automatizados. De esta forma, muchos de los desarrollos actuales también pueden clasificarse mejor para los consumidores.

Un camión y un automóvil conducen uno al lado del otro de forma autónoma.
Con su sistema de IA Waymo Driver 5, Waymo ya ha alcanzado el nivel 4 de conducción autónoma en determinadas aplicaciones.

El nuevo Mercedes Clase S, por ejemplo, aparca de forma independiente en parkings de varias plantas que admiten «Automated Valet Parking» y conduce automáticamente en determinados escenarios de tráfico hasta una velocidad de 60 km/h. Los conductores pueden quitar las manos del volante, pero deben poder intervenir en cualquier momento. Mercedes alcanza así el nivel 3 de conducción autónoma aquí.

El piloto automático de Tesla y la función de conducción autónoma completa actualmente solo alcanzan el nivel 2 en esta escala. Los conductores siempre deben tener las manos en el volante. Aunque el vehículo combina varios sistemas adaptativos de asistencia al conductor (acelera, frena y permanece en el carril bajo ciertas condiciones), no puede manejar situaciones de tráfico complejas de manera segura.

Los taxis robóticos sin conductor de Waymo, por otro lado, pueden hacer esto muy bien en un área geográfica determinada y, por lo tanto, pueden clasificarse en el nivel 4. En el episodio #242 del podcast MIXED.de hablamos sobre los niveles de conducción autónoma y nos atrevemos a evaluar los desarrollos futuros.

Desafíos técnicos para la conducción autónoma

Profesor Dr. Philipp Slusallek La investigación actualmente no ve ninguna garantía para el comportamiento correcto de los sistemas de IA utilizados. Las empresas correrían grandes riesgos. Si ocurren accidentes con vehículos autónomos, toda la industria podría sufrir rápidamente. Otro desafío importante es el ruido Profesor Dr. Lienkamp hacer frente a diferentes condiciones climáticas.

La representación gráfica de la funcionalidad de un radar de penetración terrestre en conducción autónoma.
WaveSense utiliza un radar de penetración terrestre para hacer que la conducción autónoma sea más segura incluso en condiciones climáticas adversas.

Entre otras cosas, la percepción del entorno en nieve, lluvia o niebla y las difíciles condiciones de iluminación que a menudo conllevan son problemáticas. Aquí se debe encontrar la combinación correcta de diferentes tipos de sensores. La mayoría de los sistemas de conducción autónomos actualmente se basan en una combinación de cámaras, radares y sensores lidar.

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Los sensores Lidar en particular podrían generar un gran avance en el rango de percepción. La start-up AEye presentó recientemente un lidar con un alcance enorme. Esto significa que los sistemas de conducción autónomos deberían poder “ver” más de 1.000 metros.

Con estas combinaciones de sensores, los sistemas pueden ser ruidosos Profesor Dr. Christoph Stiller Perciba todos los objetos relevantes, como carriles, bordillos o semáforos, así como peatones, ciclistas y otros usuarios de la vía con un alto grado de fiabilidad. Con base en esta información, la IA planifica procesos de movimiento sensibles y seguros y controla el motor, los frenos y la dirección.

Sin embargo, según Stiller, se requiere un aumento adicional en la confiabilidad de la percepción: los sistemas deben comprender las situaciones esenciales del tráfico más allá de la mera medición de objetos. Los vehículos autónomos deben comportarse en cooperación con otros usuarios de la carretera. Por tanto, en lo que respecta a la fluidez del tráfico y la seguridad, la coordinación de las maniobras de conducción debe garantizarse a través de la comunicación vehículo a vehículo.

La comparativa internacional: ¿Waymo, Tesla o fabricante de automóviles europeo?

Los científicos son particularmente críticos con el marketing ofensivo de Tesla. Nombres como “Autopilot” o “Full Self-Driving” sugieren una automatización del vehículo que el sistema ni siquiera empieza a conseguir. Según los expertos, la configuración de sensores que usa actualmente Tesla solo es adecuada para el nivel 2.

Tesla comercializa su sistema de conducción parcialmente automatizado como "piloto automático".
Tesla comercializa su sistema de conducción parcialmente automatizado como un «piloto automático».

Dos hombres murieron recientemente en Texas cuando un Tesla se estrelló contra un árbol. Según informes de los medios, ninguno de los dos ocupantes estaba al volante. El jefe de Tesla, Elon Musk, comentó el incidente en Twitter y dijo que las evaluaciones iniciales habían demostrado que el piloto automático no estaba activado. Las autoridades responsables están investigando actualmente más de veinte accidentes en los Estados Unidos en los que se alega que el piloto automático de Tesla estuvo involucrado de alguna forma.

La empresa hermana de Google, Waymo, por otro lado, ha logrado grandes avances en la conducción autónoma. El objetivo aquí desde el principio ha sido la conducción autónoma de nivel 4. En general, muchos fabricantes de EE. UU. y Asia se ven a sí mismos más como empresas de software que diseñan vehículos autónomos de transporte de personas y taxis robóticos.

Según los investigadores, las corporaciones europeas preferirían actuar como fabricantes de automóviles clásicos. El enfoque aquí está en la conducción altamente automatizada (nivel 3). La conducción autónoma preferiría promoverse paso a paso a través de mejoras en los sistemas de asistencia al conductor.

En el sector del software, los fabricantes de automóviles alemanes trabajan cada vez más con empresas tecnológicas. Volkswagen anunció recientemente una cooperación con Microsoft para desarrollar conjuntamente una plataforma en la nube.

Datos de movimiento: ¿la clave de la seguridad en la conducción autónoma?

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Los expertos consultados coinciden: los datos son la base de la conducción autónoma. Los sistemas de conducción completamente automatizados (nivel 5) deberían garantizar la seguridad en cada situación de tráfico. Para ello, es necesario que los sistemas de IA conozcan tantos escenarios de tráfico y constelaciones como sea posible. La mayoría de ellos, sin embargo, casi nunca ocurren en el tráfico diario. Además, deben tenerse en cuenta las numerosas diferencias regionales en el transporte y el estilo de conducción.

La abundancia de datos y la mano de obra barata podrían convertirse en una ventaja competitiva decisiva para China en la carrera armamentista mundial de IA.

Los sistemas de conducción autónomos perciben su entorno a través de varios sistemas de cámaras, radares y lidar. Cuando esta percepción es superior a la de los humanos y «lo suficientemente buena» para el uso práctico es un gran debate.

Los fabricantes se beneficiarían enormemente de compartir la mayor cantidad posible de estos escenarios. Dado que más datos permitirían el desarrollo de algoritmos más sólidos y una validación más amplia, una recopilación de datos de conducción relevantes entre fabricantes también podría conducir a sistemas de vehículos más seguros. Con muchos conjuntos de datos de alta calidad, se podrían crear modelos de movimiento y entorno precisos para simulaciones. Estos, a su vez, ayudarían a probar específicamente las funciones de conducción autónoma.

En marzo de este año, Waymo compartió un conjunto de datos de investigación para uso gratuito en investigación y desarrollo. Esto incluye más de 500 horas de diferentes situaciones de tráfico que van más allá del tráfico cotidiano y pretenden mostrar escenarios complejos.

Conducción autónoma de nivel 5: ¿ciencia ficción o realmente factible?

Según el profesor Dr. El objetivo de Lienkamp en la conducción autónoma de nivel 5 es cumplir con la tarea de conducción sin reglas: «Al igual que los humanos, un sistema de este tipo debe ser capaz de interactuar y cooperar con otros usuarios de la carretera y hacer frente de manera segura a situaciones complejas en todo momento», dice Lienkamp. Por lo tanto, un vehículo de este tipo siempre debe comportarse de manera segura, incluso en situaciones de tráfico sin reglas reconocibles y a pesar de los errores de otros usuarios de la carretera.

El taxi autónomo Zoox.
El Zoox fue diseñado desde cero como un medio autónomo de transporte de pasajeros. No se proporciona un conductor.

Dr. Tobías Hesse ve la conducción sin conductor como «absolutamente alcanzable». Sin embargo, más en la industria y los servicios que en el transporte privado. Muchas empresas en EE. UU. y China ya operan grandes flotas de taxis robotizados. Recientemente, el operador de motores de búsqueda Baidu inició un servicio de autobús automático en una importante ciudad china. Volkswagen también está probando las posibilidades de una flota de taxis robotizados en Alemania.

Los científicos encuestados están básicamente de acuerdo, que habrá una introducción de sistemas de conducción autónoma de nivel 4 y 5. Sin embargo, esto no debe esperarse en un futuro próximo. La introducción se realizará por etapas con restricciones que se irán levantando gradualmente.

Comenzará donde haya una clara ventaja de costos o un beneficio para el cliente. Vehículos de uso comercial que conducen automáticamente a través de centros logísticos, taxis automáticos y otros vehículos de transporte de personas. en cinco a diez años realista en este país también.

Martín de Diego
Martín es un reportero que se unió a CuantoTech en 2020, y cubre una amplia gama de temas de TI y política tecnológica. Anteriormente, Martín escribió para Network World de IDG durante 5 años, donde cubrió Microsoft, Google, el código abierto, la computación en la nube, la virtualización, los centros de datos y mucho más. Martín proviene de la Universidad Politécnica de Madrid, donde estudió periodismo y literatura, antes de pasar el inicio de su carrera escribiendo sobre el gobierno, el medio ambiente, la salud y la tecnología médica para varias revista de máxima actualidad.
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