En las últimas décadas, los vehículos autónomos han generado mucha expectación. Aunque vemos que se llevan a cabo muchos experimentos en vehículos sin conductor en un entorno controlado bajo supervisión humana y excelentes condiciones ambientales y de carreteras, no mucha gente todavía cree que podría existir tal posibilidad o que la habrá pronto. ¿Por qué? Porque la conducción autónoma tiene tantos parámetros en movimiento para manejar y controlar simultáneamente y una sola falla podría ser altamente catastrófica.
Antes de que analicemos algunos de los desafíos importantes a los que aún se enfrentan los vehículos autónomos en la actualidad, primero veremos cinco niveles diferentes que pueden definir el nivel de automatización. Cada nivel tiene un conjunto específico de requisitos que un vehículo debe cumplir antes de que se considere que opera en ese nivel. Es importante comprender estos niveles, ya que es el sistema de clasificación más aceptado en la industria.
Nivel 1: La mayoría de las funciones todavía están controladas por un conductor humano en este nivel, pero el automóvil puede acelerar o girar automáticamente.
Nivel 2: En el Nivel 2, al menos un sistema de asistencia al conductor está automatizado mediante la información ambiental de conducción, como el control de crucero y el centrado de carril. Los conductores comienzan a desconectarse físicamente del vehículo al quitar las manos del volante y el pie del pedal. Sin embargo, el conductor debe estar atento en esta condición y siempre preparado para hacerse cargo del vehículo.
Nivel 3: Todavía se requieren conductores humanos en los automóviles de nivel 3, pero bajo condiciones ambientales o de tráfico específicas, las funciones críticas para la seguridad pueden transferirse por completo al vehículo. Significa que el conductor todavía está presente e intervendrá si es necesario, pero que la situación no tiene que ser monitoreada como en los niveles anteriores.
Nivel 4: El nivel 4 es lo que significa «totalmente autónomo». Los vehículos de nivel 4 están diseñados para llevar a cabo todas las funciones de conducción críticas para la seguridad y para realizar un seguimiento de las condiciones de la carretera durante todo el viaje. Una vez más, sin embargo, están restringidos al dominio de diseño operativo (ODD) del vehículo, lo que significa que no todos los escenarios en movimiento.
Nivel 5: Este nivel se refiere a un sistema totalmente eficiente en el que se espera que el rendimiento del vehículo en cualquier escenario de conducción sea igual al de un conductor, incluido un entorno extremo como una pista de tierra, que en un futuro próximo no será sin conductor.
Después de constantes esfuerzos de investigación y desarrollo en los últimos 50 años, vemos los autos autónomos como una realidad. Aún así, el diseño de un sistema completamente autónomo para vehículos sin conductor presenta muchos desafíos. Ellos son los siguientes:
1. Condiciones de la carretera impredecibles
Las condiciones de la carretera pueden variar de un lugar a otro y pueden ser extremadamente impredecibles. En algunos casos, los caminos son lisos y están marcados, pero las condiciones de los caminos en otros casos se han deteriorado considerablemente. Hay carreteras sin carriles, baches y túneles donde las señales no son claras. Las líneas de señalización vial en todo el mundo también son diferentes. La mayoría de los autos sin conductor dependen en gran medida de mapas 3D altamente detallados que comunican intersecciones, señales de alto, rampas y edificios con sistemas informáticos automotrices. Combinan estos mapas con lecturas de sensores para encontrar una forma de evitarlo. Se han cartografiado muy pocos caminos de este grado. Los mapas también pueden estar desactualizados a medida que cambian las condiciones. Por ahora, la tarea principal de los promotores de vehículos automatizados es mapear carreteras.
2. Condiciones meteorológicas
¡Los vehículos autónomos deberían funcionar en todas las condiciones climáticas, ya sea soleado, lluvioso o tormentoso! No hay lugar para el fracaso o el tiempo de inactividad. La nieve, la lluvia, la niebla y otras condiciones climáticas dificultan la conducción para los humanos, y no es diferente para los automóviles sin conductor. Pueden bloquear la vista de las líneas de los carriles que usan las cámaras de los vehículos para encontrar su camino. La nieve o la lluvia que cae también pueden dificultar que los sensores láser identifiquen obstáculos. El radar puede ver a través del clima, pero no muestra la forma de un objeto necesario para que las computadoras descubran qué es. Los investigadores hasta ahora no han encontrado una forma de evitar esto. Están trabajando en sensores láser que usan una longitud de onda de haz de luz diferente para ver a través de los copos de nieve. El software también se está desarrollando para que los vehículos puedan diferenciar entre obstáculos reales y copos de nieve, lluvia, niebla y otras condiciones.
3. Tráfico y conductores humanos
Los vehículos autónomos deben circular por la carretera en todas las circunstancias de tráfico. Deberían estar en la carretera con otros vehículos, y habría mucha gente al mismo tiempo. Cuando hay personas involucradas, el tráfico puede ser caótico porque las personas infringen las leyes de tránsito. Incluso el algoritmo más sofisticado no puede pronosticar el comportamiento desordenado, inesperado y vergonzoso de estos conductores y peatones. Los sistemas informáticos pueden ayudar a los vehículos autónomos a cumplir con las leyes viales, cerrarlos, detenerse, reducir la velocidad cuando una señal se vuelve amarilla y reanudar cuando una señal roja se vuelve verde. Sin embargo, esta técnica no puede regular el comportamiento de otros ciclistas. Los vehículos autónomos deben hacer frente a los conductores que aceleran, pasan incluso cuando hay una doble línea amarilla y conducen en sentido contrario en una calle de un solo sentido. En resumen, los vehículos autónomos tendrán que lidiar con humanos que no siempre siguen las reglas.
4. Responsabilidad y seguro de accidentes
La responsabilidad por accidentes y el seguro son algunas de las peores áreas para los vehículos autónomos. ¿Quién es responsable de los accidentes causados por un vehículo autónomo? ¿Cómo manejan las compañías de seguros los golpes de guardabarros mientras el conductor no estaba prestando atención a la carretera? El software es el principal componente de conducción de los coches autónomos y toma todas las decisiones importantes. Aunque los modelos iniciales de automóviles autónomos tenían una persona físicamente detrás del volante, ¡los modelos posteriores no tienen tablero ni volante! En tales diseños, donde el automóvil no tiene controles como un volante, un pedal de freno, un pedal de acelerador, ¿cómo debería la persona en el automóvil controlar el automóvil en caso de un incidente?
5. Interferencia de radar
Los autos autónomos usan navegación, láseres y radares. Los láseres están instalados en el techo, mientras que los sensores están montados en la carrocería del automóvil. El principio del radar funciona mediante la detección de reflejos de ondas de radio de los objetos circundantes. En la carretera, un automóvil emite continuamente ondas de radiofrecuencia, que se reflejan en los automóviles y otros objetos cercanos a la carretera. Para calcular la distancia entre el automóvil y el objeto, se mide el tiempo necesario para la reflexión. A continuación, se toman las medidas adecuadas sobre la base de las lecturas del radar. ¿Será capaz el coche de distinguir entre su propia señal (reflejada) y la señal (reflejada o transmitida) de otro vehículo cuando esta tecnología se utilice en cientos de vehículos en circulación? Aunque el radar está disponible en varias frecuencias de radio, es poco probable que este rango de frecuencia sea insuficiente para todos los vehículos fabricados.
6. Aceptación del consumidor
Las encuestas realizadas después del fatal accidente de Uber del año pasado cerca de Phoenix mostraron que los conductores son reacios a ceder el control a una computadora. En una encuesta de marzo, el 71 por ciento de las personas temen conducir vehículos totalmente autónomos. Los consumidores ven los autos sin conductor como menos seguros que hace dos años, y casi la mitad de los consumidores dijeron que nunca comprarían un auto de Nivel 5. Sin embargo, los consumidores quieren y esperan características semiautónomas en los automóviles del futuro porque están de acuerdo en que los sistemas de alerta y prevención de colisiones ayudan a las personas a ser mejores conductores.
7. Crear vehículos rentables
Los sensores, radares y dispositivos de comunicación que se utilizan en los vehículos autónomos son caros. En 2020, un automóvil de nivel 4 y nivel 5 podría costar entre $ 75,000 y $ 100,000 adicionales en comparación con un automóvil normal. El costo total puede incluso exceder los $100,000, dada la cantidad de sensores necesarios para alcanzar los niveles de autonomía 4 y 5. Para que los clientes compren estos vehículos, el precio tiene que bajar drásticamente y volverse asequible para los consumidores. En este momento, con este alto precio, parece que solo las empresas de movilidad como servicio (MaaS), viajes compartidos o robotaxi pueden tener los primeros despliegues reales de vehículos autónomos en la carretera. Estas empresas pueden construir un modelo de negocio que pueda respaldar estos costosos vehículos reemplazando el costo de un conductor humano.