Un automóvil autónomo , también conocido como automóvil autónomo ( AC ), automóvil sin conductor o automóvil robótico ( robo-car ), [1] [2] [3] es un automóvil que es capaz de conducir sin intervención humana . [4] [5] Los automóviles autónomos son responsables de todas las actividades de conducción, incluida la percepción del entorno, el monitoreo de sistemas importantes y el control del vehículo, incluida la navegación desde el origen al destino. [6]
Los AC tienen el potencial de impactar la industria automotriz , los costos de movilidad, la salud, el bienestar, la planificación urbana, el tráfico, los seguros, el mercado laboral y otros ámbitos. Se necesitan regulaciones apropiadas para integrar los aire acondicionado en el entorno de conducción existente.
Varios proveedores buscan la autonomía, aunque a principios de 2024 ningún sistema había logrado la autonomía total. Waymo fue el primero en ofrecer viajes en taxis autónomos ("robotaxis") al público en general. [7] Ofrece servicios en varias ciudades de Estados Unidos. Cruise ofreció servicio de taxi en San Francisco , [8] pero suspendió el servicio en 2023. Honda fue el primer fabricante en vender un automóvil SAE Nivel 3, [9] [10] [11] seguido por Mercedes-Benz , [12] BMW Group y Kia . Nuro ofrece servicio de entrega comercial autónomo en California. [13] Palo Alto, California, certificó a Nuro en el nivel 4. [14] DeepRoute.ai lanzó un servicio de robotaxi en Shenzhen en 2021. [15]
Los juicios comenzaron en la década de 1950. El primer automóvil semiautónomo fue desarrollado en 1977 por el Laboratorio de Ingeniería Mecánica Tsukuba de Japón. [17] Requería calles especialmente señalizadas que eran interpretadas por dos cámaras en el vehículo y una computadora analógica. El vehículo alcanzó velocidades de 30 km/h (19 mph) con el apoyo de un riel elevado. [18] [19]
Los proyectos semiautónomos Navlab [20] y ALV [21] [22] de la Universidad Carnegie Mellon lanzados en la década de 1980, financiados por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) de los Estados Unidos a partir de 1984 y Mercedes-Benz y la Universidad Bundeswehr. Proyecto EUREKA Prometheus de Munich en 1987. [23] En 1985, ALV había alcanzado los 31 km/h (19 mph), en carreteras de dos carriles. La evitación de obstáculos llegó en 1986, y la conducción todoterreno diurna y nocturna en 1987. [24] En 1995, Navlab 5 completó el primer viaje autónomo de costa a costa en Estados Unidos. Viajando desde Pittsburgh , Pensilvania y San Diego, California, el 98,2% del viaje fue autónomo. Completó el viaje a una velocidad media de 102,7 km/h (63,8 mph). [25] [26] [27] [28] Hasta el segundo Gran Desafío DARPA en 2005, la investigación de vehículos automatizados en los Estados Unidos fue financiada principalmente por DARPA, el Ejército y la Marina de los EE. UU., lo que produjo avances incrementales en velocidades, conducción competencia, controles y sistemas de sensores. [29]
Estados Unidos asignó 650 millones de dólares en 1991 para la investigación del Sistema Nacional Automatizado de Carreteras, [30] que demostró la conducción automatizada, combinando la automatización integrada en las carreteras con la tecnología de los vehículos y la creación de redes cooperativas entre los vehículos y la infraestructura de las carreteras. El programa concluyó con una demostración exitosa en 1997. [31] Financiado en parte por el Sistema Nacional Automatizado de Carreteras y DARPA, Navlab condujo 4.584 km (2.848 millas) a través de los EE. UU. en 1995, 4.501 km (2.797 millas) o 98% de forma autónoma. [32] En 2015, Delphi pilotó un Audi basado en tecnología Delphi, más de 5.472 km (3.400 millas) a través de 15 estados, 99% de forma autónoma. [33] En 2015, Nevada , Florida, California, Virginia , Michigan y Washington DC permitieron pruebas de vehículos autónomos en la vía pública. [34]
De 2016 a 2018, la Comisión Europea financió el desarrollo de la conducción conectada y automatizada a través de acciones de coordinación de los programas CARTRE y SCOUT. [35] La hoja de ruta de la Agenda Estratégica de Investigación e Innovación en Transporte (STRIA) para el transporte conectado y automatizado se publicó en 2019. [36]
En noviembre de 2017, Waymo anunció pruebas de vehículos autónomos sin conductor de seguridad. [37] Sin embargo, un empleado estaba en el automóvil para atender emergencias. [38]
En diciembre de 2018, Waymo fue la primera en comercializar un servicio de robotaxi, en Phoenix, Arizona. [39] En octubre de 2020, Waymo lanzó un servicio de robotaxi en una parte ( geocercada ) del área. [40] [41] Los autos fueron monitoreados en tiempo real y ingenieros remotos intervinieron para manejar condiciones excepcionales. [42] [41]
En marzo de 2019, por delante de Roborace , Robocar estableció el récord mundial Guinness como el coche autónomo más rápido del mundo. Robocar alcanzó los 282,42 km/h (175,49 mph). [43]
En marzo de 2021, Honda comenzó a arrendar en Japón una edición limitada de 100 sedanes Legend Hybrid EX equipados con equipos de conducción automatizada de nivel 3 recientemente aprobados que habían sido certificados en seguridad, utilizaban su tecnología de conducción autónoma "Traffic Jam Pilot" y permitían legalmente a los conductores tomar sus ojos fuera de la carretera. [9] [10] [44] [11]
En diciembre de 2020, Waymo se convirtió en el primer proveedor de servicios en ofrecer viajes en taxi sin conductor al público en general, en una parte de Phoenix, Arizona . En marzo de 2021, Honda fue el primer fabricante en vender un automóvil de Nivel 3 legalmente aprobado. [9] [10] [11] Nuro comenzó operaciones de entrega comercial autónoma en California en 2021. [13] DeepRoute.ai lanzó el servicio de robotaxi en Shenzhen en julio de 2021. [15] Nuro fue aprobado para el Nivel 4 en Palo Alto en agosto, 2023. [14] En diciembre de 2021, Mercedes-Benz recibió la aprobación para un automóvil de Nivel 3. [12] En febrero de 2022, Cruise se convirtió en el segundo proveedor de servicios en ofrecer viajes en taxi sin conductor al público en general, en San Francisco . [8] En diciembre de 2022, varios fabricantes redujeron sus planes de tecnología de conducción autónoma, incluidos Ford y Volkswagen . [45] En 2023, Cruise suspendió su servicio de robotaxi. [46]
En agosto de 2023 [actualizar], los vehículos que operaban en el nivel 3 y superior eran un factor de mercado insignificante. [ cita necesaria ]
Definiciones
Organizaciones como SAE han propuesto estándares terminológicos. Sin embargo, la mayoría de los términos no tienen una definición estándar y los proveedores y otros los emplean de diversas formas. Las propuestas para adoptar terminología de automatización de la aviación para automóviles no han prevalecido. [47]
Se utilizan nombres como AutonoDrive, PilotAssist, Full-Self Driving o DrivePilot aunque los productos ofrecen una variedad de funciones que pueden no coincidir con los nombres. [48] A pesar de ofrecer un sistema llamado Full Self-Driving , Tesla declaró que su sistema no manejaba de forma autónoma todas las tareas de conducción. [49] En el Reino Unido, un automóvil totalmente autónomo se define como un automóvil registrado así, en lugar de uno que admite un conjunto de características específicas. [50] La Asociación de Aseguradores Británicos afirmó que el uso de la palabra autónomo en marketing era peligroso porque los anuncios de automóviles hacen que los conductores piensen "autónomos" y "piloto automático" implica que el conductor puede confiar en que el automóvil se controle a sí mismo, aunque no lo hagan. no.
Sistema de conducción automatizado
Un ADS es un sistema SAE J3016 nivel 3 o superior.
Sistema avanzado de asistencia al conductor
Un ADAS es un sistema que automatiza funciones de conducción específicas, como mantener el automóvil dentro de su carril, control de crucero y frenado de emergencia. Un ADAS requiere un conductor humano para manejar tareas que el ADAS no admite.
Autonomía versus automatización
La autonomía implica que un sistema de automatización está bajo el control del vehículo y no del conductor. La automatización es específica de una función y se ocupa de cuestiones como el control de velocidad, pero deja una toma de decisiones más amplia al conductor. [51]
Euro NCAP definió autonomía como "el sistema actúa independientemente del conductor para evitar o mitigar el accidente". [52]
En Europa, las palabras automatizado y autónomo se pueden utilizar juntas. Por ejemplo, el Reglamento (UE) 2019/2144 proporcionó: [53]
"vehículo automatizado" significa un vehículo que puede moverse sin la supervisión continua del conductor, pero que todavía se espera o requiere la intervención del conductor en algunos ODD; [53]
"vehículo totalmente automatizado": un vehículo que puede moverse completamente sin la supervisión del conductor; [53]
Sistema cooperativo
Un conductor remoto es un conductor que opera un vehículo a distancia, utilizando una conexión de vídeo y datos. [54]
Según SAE J3016,
De hecho, algunos sistemas de automatización de la conducción pueden ser autónomos si realizan todas sus funciones de forma independiente y autosuficiente, pero si dependen de la comunicación y/o cooperación con entidades externas, deben considerarse cooperativos en lugar de autónomos.
Dominio de diseño operativo
Dominio de diseño operativo (ODD) es un término para un contexto operativo particular para un sistema automatizado, utilizado a menudo en el campo de los vehículos autónomos . El contexto está definido por un conjunto de condiciones, incluidas las ambientales, geográficas, la hora del día y otras condiciones. Para los vehículos, se incluyen las características del tráfico y de la carretera. Los fabricantes utilizan ODD para indicar dónde y cómo funciona su producto de forma segura. Un sistema determinado puede funcionar de manera diferente según el ODD inmediato. [55]
El concepto supone que los sistemas automatizados tienen limitaciones. [56] Relacionar la función del sistema con los ODD que admite es importante para que los desarrolladores y reguladores establezcan y comuniquen condiciones operativas seguras. Los sistemas deben funcionar dentro de esas limitaciones. Algunos sistemas reconocen el ODD y modifican su comportamiento en consecuencia. Por ejemplo, un automóvil autónomo podría reconocer que el tráfico es denso y desactivar su función de cambio de carril automático. [56]
Los proveedores han adoptado diversos enfoques para abordar el problema de la conducción autónoma. El enfoque de Tesla es permitir que su sistema de "conducción totalmente autónoma" (FSD) se utilice en todos los ODD como ADAS de nivel 2 (manos/en, ojos/en). [57] Waymo eligió ODD específicos (calles de ciudades en Phoenix y San Francisco) para su servicio de robotaxi de nivel 5. [58] Mercedes Benz ofrece servicio de nivel 3 en Las Vegas en atascos de tráfico en carreteras a velocidades de hasta 40 millas por hora (64 km/h). [59] El sistema SuperVision de Mobileye ofrece conducción sin intervención/mirada en todo tipo de carreteras a velocidades de hasta 130 kilómetros por hora (81 mph). [60] El Super Cruise manos libres de GM opera en carreteras específicas en condiciones específicas, deteniéndose o devolviendo el control al conductor cuando cambia el ODD. En 2024, la compañía anunció planes para ampliar la cobertura de carreteras de 400.000 millas a 750.000 millas. [61] El sistema de intervención BlueCruise de Ford opera en 130.000 millas de autopistas divididas de Estados Unidos. [62]
Conducción autónoma
La Unión de Científicos Preocupados definió la conducción autónoma como "automóviles o camiones en los que nunca se requiere que los conductores humanos tomen el control para operar el vehículo de manera segura. También conocidos como automóviles autónomos o 'sin conductor', combinan sensores y software para controlar, navegar, y conducir el vehículo." [63]
La ley británica de vehículos eléctricos y automatizados de 2018 define un vehículo como "que se conduce solo" si el vehículo "no está controlado ni necesita ser monitoreado por un individuo". [64]
Otra definición del gobierno británico decía: "Los vehículos autónomos son vehículos que pueden conducirse solos de forma segura y legal". [sesenta y cinco]
Definiciones británicas
En inglés británico, la palabra automatizado por sí sola tiene varios significados, como en la frase: "Thatcham también descubrió que los sistemas automatizados de mantenimiento de carril sólo podían cumplir dos de los doce principios necesarios para garantizar la seguridad, y continuó diciendo que no pueden, por lo tanto , catalogarse como 'conducción automatizada', prefiriendo la 'conducción asistida'". [66] La primera aparición de la palabra "automatizado" se refiere a un sistema automatizado de la Unece, mientras que la segunda se refiere a la definición legal británica de un vehículo automatizado. La ley británica interpreta el significado de "vehículo automatizado" basándose en la sección de interpretación relacionada con un vehículo que "se conduce solo" y un vehículo asegurado. [67]
En noviembre de 2023, el gobierno británico presentó el proyecto de ley sobre vehículos automatizados. Propuso definiciones de términos relacionados: [68]
Conducción autónoma: "Un vehículo “satisface la prueba de conducción autónoma” si está diseñado o adaptado con la intención de que una característica del vehículo le permita viajar de forma autónoma, y es capaz de hacerlo, mediante esa característica. , de forma segura y legal."
Autonomía: Un vehículo viaja de forma “autónoma” si está controlado por el vehículo, y ni el vehículo ni su entorno están vigilados por una persona que pueda intervenir.
Control: control del movimiento del vehículo.
Seguro: un vehículo que cumple con un estándar de seguridad aceptable.
Legal: un vehículo que ofrece un riesgo aceptablemente bajo de cometer una infracción de tráfico.
clasificación SAE
Tesla Autopilot está clasificado como un sistema SAE Nivel 2. [69] [70]
SAE International publicó en 2014 un sistema de clasificación de seis niveles, que va desde totalmente manual hasta totalmente automatizado, como J3016, Taxonomía y definiciones de términos relacionados con los sistemas de conducción automatizada de vehículos de motor en carretera ; los detalles se revisan ocasionalmente. [71] Esta clasificación se basa en el papel del conductor, más que en las capacidades del vehículo, aunque están relacionadas. Después de que SAE actualizara su clasificación en 2016 (J3016_201609), [72] la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras (NHTSA) adoptó el estándar SAE. [73] [74] La clasificación es un tema de debate, con varias revisiones propuestas. [75] [76]
Clasificaciones
Un "modo de conducción", también conocido como escenario de conducción , combina un ODD con requisitos de conducción coincidentes (por ejemplo, incorporación a autopistas, atascos). [1] [77] Los automóviles pueden cambiar de nivel según el modo de conducción.
Por encima del Nivel 1, las diferencias de nivel están relacionadas con cómo se divide/comparte la responsabilidad del movimiento seguro entre ADAS y el conductor, en lugar de características de conducción específicas.
Los niveles de automatización SAE han sido criticados por su enfoque tecnológico. Se ha argumentado que la estructura de los niveles sugiere que la automatización aumenta linealmente y que más automatización es mejor, lo que puede no ser el caso. [78] Los niveles SAE tampoco tienen en cuenta los cambios que puedan ser necesarios en la infraestructura [79] y el comportamiento de los usuarios de la carretera. [80] [81]
móvil
El director ejecutivo de Mobileye, Amnon Shashua , y el director de tecnología, Shai Shalev-Shwartz, propusieron una taxonomía alternativa para los sistemas de conducción autónoma, afirmando que se necesitaba un enfoque más amigable para el consumidor. Sus categorías reflejan la cantidad de participación del conductor que se requiere. [82] [83] Algunos fabricantes de vehículos han adoptado informalmente parte de la terminología involucrada, aunque no se han comprometido formalmente con ella. [84] [85] [86] [87]
Vista/práctica
El primer nivel, manos/ojos, implica que el conductor está plenamente involucrado en el manejo del vehículo, pero es supervisado por el sistema, que interviene según las funciones que admite (por ejemplo, control de crucero adaptativo, frenado automático de emergencia). . El conductor es totalmente responsable, con las manos en el volante y la vista en la carretera. [83]
Ojos abiertos/no intervenidos
La opción "ojos abiertos/intervenciones" permite al conductor soltar el volante. El sistema conduce, el conductor supervisa y permanece preparado para retomar el control según sea necesario. [83]
Ojos fuera/manos fuera
Ojos y manos fuera significa que el conductor puede dejar de monitorear el sistema, dejando el sistema en control total. La vista apartada requiere que ningún error sea reproducible (no desencadenado por condiciones transitorias exóticas) o frecuente, que las velocidades sean contextualmente apropiadas (por ejemplo, 80 mph en caminos de acceso limitado) y que el sistema maneje maniobras típicas (por ejemplo, quedar cortado por otro vehículo). El nivel de automatización puede variar según la carretera (p. ej., vista fija en las autopistas, vista fija en las calles laterales). [83]
Sin conductor
El nivel más alto no requiere un conductor humano en el automóvil: el monitoreo se realiza de forma remota (telepresencia) o no se realiza en absoluto. [83]
Seguridad
Un requisito crítico para los dos niveles superiores es que el vehículo pueda realizar una maniobra de riesgo mínimo y detenerse de manera segura fuera del tráfico sin la intervención del conductor. [83]
Tecnología
Arquitectura
El sistema de percepción procesa datos visuales y de audio del exterior y del interior del coche para crear un modelo local del vehículo, la carretera, el tráfico, los controles de tráfico y otros objetos observables, y su movimiento relativo. Luego, el sistema de control toma acciones para mover el vehículo, considerando el modelo local, la hoja de ruta y las normas de conducción. [88] [89] [90] [91]
Se han propuesto varias clasificaciones para describir la tecnología ADAS. Una propuesta es adoptar estas categorías: navegación, planificación de rutas, percepción y control del automóvil. [92]
Navegación
La navegación implica el uso de mapas para definir un camino entre el origen y el destino. La navegación híbrida es el uso de múltiples sistemas de navegación . Algunos sistemas utilizan mapas básicos y se basan en la percepción para abordar las anomalías. Un mapa de este tipo comprende qué carreteras conducen a otras, si una carretera es una autopista, una autopista, es de un solo sentido, etc. Otros sistemas requieren mapas muy detallados, incluidos mapas de carriles, obstáculos, controles de tráfico, etc.
Percepción
Los AC deben poder percibir el mundo que los rodea. Las tecnologías de apoyo incluyen combinaciones de cámaras, LiDAR , radar , audio y ultrasonido , [93] GPS y medición inercial . [94] [95] [96] Las redes neuronales profundas se utilizan para analizar las entradas de estos sensores para detectar e identificar objetos y sus trayectorias. [97] Algunos sistemas utilizan algoritmos bayesianos de localización y mapeo simultáneos (SLAM). Otra técnica es la detección y seguimiento de otros objetos en movimiento (DATMO), utilizada para gestionar posibles obstáculos. [98] [99] Otros sistemas utilizan tecnologías de sistemas de localización en tiempo real (RTLS) en la carretera para ayudar a la localización. El sistema de "solo visión" de Tesla utiliza ocho cámaras, sin LIDAR ni radar, para crear una vista aérea del entorno. [100]
Mapas
Los mapas son necesarios para la navegación. La sofisticación de los mapas varía desde gráficos simples que muestran qué carreteras se conectan entre sí, con detalles como unidireccional o bidireccional, hasta gráficos muy detallados, con información sobre carriles, controles de tráfico, obras viales y más. [93] Investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT (CSAIL) desarrollaron un sistema llamado MapLite, que permite que los automóviles autónomos conduzcan con mapas simples. El sistema combina la posición GPS del vehículo, un "mapa topológico escaso" como OpenStreetMap (que sólo tiene características de la carretera en 2D), con sensores que observan las condiciones de la carretera. [101] Un problema con los mapas muy detallados es actualizarlos a medida que el mundo cambia. Los vehículos que pueden operar con mapas menos detallados no requieren actualizaciones frecuentes ni geo-cercas.
Sensores
Los sensores son necesarios para que el vehículo responda adecuadamente al entorno de conducción. Los tipos de sensores incluyen cámaras, LiDAR , ultrasonido y radar . Los sistemas de control normalmente combinan datos de múltiples sensores . [102] Múltiples sensores pueden proporcionar una vista más completa de los alrededores y pueden usarse para verificarse entre sí para corregir errores. [103] Por ejemplo, el radar puede obtener imágenes de una escena, por ejemplo, durante una tormenta de nieve nocturna, lo que supera a las cámaras y al LiDAR, aunque con una precisión reducida. Después de experimentar con radar y ultrasonido, Tesla adoptó un enfoque basado únicamente en la visión, afirmando que los humanos conducen utilizando únicamente la visión y que los automóviles deberían poder hacer lo mismo, al tiempo que cita el menor costo de las cámaras en comparación con otros tipos de sensores. [104] Por el contrario, Waymo hace uso de la mayor resolución de los sensores LiDAR y cita el costo cada vez menor de esa tecnología. [105]
Planificación de caminos
La planificación de rutas encuentra una secuencia de segmentos que un vehículo puede utilizar para moverse desde el origen hasta el destino. Las técnicas utilizadas para la planificación de rutas incluyen búsqueda basada en gráficos y técnicas de optimización basadas en variaciones. Las técnicas basadas en gráficos pueden tomar decisiones más difíciles, como cómo pasar otro vehículo/obstáculo. Las técnicas de optimización basadas en variaciones requieren restricciones más estrictas en la trayectoria del vehículo para evitar colisiones. [106] La trayectoria a gran escala del vehículo se puede determinar utilizando un diagrama de Voronoi , un mapeo de cuadrícula de ocupación o un algoritmo de corredor de conducción. Este último permite que el vehículo se ubique y circule dentro de un espacio abierto delimitado por carriles o barreras. [107]
Conducir por cable
La conducción por cable es el uso de sistemas eléctricos o electromecánicos para realizar funciones del vehículo, como la dirección o el control de velocidad, que tradicionalmente se logran mediante enlaces mecánicos.
Monitoreo del conductor
La supervisión del conductor se utiliza para evaluar la atención y el estado de alerta del conductor. Las técnicas en uso incluyen monitoreo ocular y exigir al conductor que mantenga el torque en el volante. [108] Intenta comprender el estado del conductor e identificar conductas de conducción peligrosas. [109]
Comunicación del vehículo
Los vehículos pueden beneficiarse potencialmente de la comunicación con otros para compartir información sobre el tráfico, obstáculos en la carretera, recibir actualizaciones de mapas y software, etc. [110] [111] [93]
ISO /TC 22 especifica sistemas de información y control del transporte en vehículos, [112] mientras que ISO/TC 204 especifica sistemas de información, comunicación y control en el transporte de superficie. [113] Se han desarrollado estándares internacionales para funciones ADAS, conectividad, interacción humana, sistemas a bordo de vehículos, gestión/ingeniería, mapas dinámicos y posicionamiento, privacidad y seguridad. [114]
En lugar de comunicarse entre vehículos, pueden comunicarse con sistemas de carretera para recibir información similar.
Actualización de software
El software controla el vehículo y puede proporcionar entretenimiento y otros servicios. Las actualizaciones inalámbricas pueden ofrecer correcciones de errores y funciones adicionales a través de Internet. Las actualizaciones de software son una forma de realizar retiradas que en el pasado requerían una visita a un centro de servicio. En marzo de 2021 se publicó el reglamento de la CEPE sobre actualizaciones de software y sistemas de gestión de actualizaciones de software. [115]
Modelo de seguridad
Un modelo de seguridad es un software que intenta formalizar reglas que garanticen que los aire acondicionado funcionen de forma segura. [116]
IEEE está intentando forjar un estándar para modelos de seguridad como "IEEE P2846: Un modelo formal para consideraciones de seguridad en la toma de decisiones automatizada sobre vehículos". [117] En 2022, un grupo de investigación del Instituto Nacional de Informática (NII, Japón) mejoró el sistema de seguridad confiable de Mobileye como "RSS consciente de objetivos" para permitir que las reglas RSS aborden escenarios complejos a través de la lógica del programa. [118]
Notificación
Estados Unidos ha estandarizado el uso de luces turquesas para informar a otros conductores que un vehículo circula de forma autónoma. Se utilizará en los sedanes Mercedes-Benz EQS y Clase S 2026 con Drive Pilot, un sistema de conducción SAE Nivel 3. [ cita necesaria ]
En 2023, la luz turquesa no había sido estandarizada por la República Popular China ni por la CEPE. [119]
Desafíos
Vehículos de reparto autónomos atrapados en un lugar al intentar evitarse unos a otros
Obstáculos
El principal obstáculo para los aire acondicionado es el software avanzado y el mapeo necesarios para que funcionen de manera segura en la amplia variedad de condiciones que experimentan los conductores. [120] Además de manejar la conducción diurna y nocturna con buen o mal tiempo [121] en carreteras de calidad arbitraria, los AC deben hacer frente a otros vehículos, obstáculos en la carretera, controles de tráfico deficientes o faltantes, mapas defectuosos y manejar un sinfín de casos extremos. como seguir las instrucciones de un oficial de policía que gestiona el tráfico en el lugar del accidente.
Otros obstáculos incluyen el costo, la responsabilidad, [122] [123] la reticencia del consumidor, [124] los dilemas éticos, [125] [126] la seguridad, [127] [128] [129] [130] la privacidad, [121] y los aspectos legales/ marco normativo. [131] Además, los vehículos autónomos podrían automatizar el trabajo de los conductores profesionales, eliminando muchos puestos de trabajo, lo que podría ralentizar la aceptación. [132]
Preocupaciones
Marketing engañoso
Tesla llama a su ADAS de nivel 2 "Beta de conducción autónoma total (FSD)". [133] Los senadores estadounidenses Richard Blumenthal y Edward Markey pidieron a la Comisión Federal de Comercio (FTC) que investigue esta comercialización en 2021. [134] En diciembre de 2021 en Japón, Mercedes-Benz fue castigada por la Agencia de Asuntos del Consumidor por descripciones engañosas de productos. [135]
Mercedes-Benz fue criticada por una publicidad comercial engañosa en Estados Unidos de los modelos Clase E. [136] En ese momento, Mercedes-Benz rechazó las afirmaciones y detuvo su campaña publicitaria de "coches autónomos" que se había estado ejecutando. [137] [138] En agosto de 2022, el Departamento de Vehículos Motorizados de California (DMV) acusó a Tesla de prácticas de marketing engañosas. [139]
Con la Ley de Vehículos Automatizados (AVB), los fabricantes de vehículos autónomos podrían enfrentarse a prisión por anuncios engañosos en el Reino Unido. [140]
Seguridad
En la década de 2020, surgieron preocupaciones sobre la vulnerabilidad de los AC a los ciberataques y el robo de datos. [141]
Espionaje
En 2018 y 2019, ex ingenieros de Apple fueron acusados de robar información relacionada con el proyecto de automóvil autónomo de Apple. [142] [143] [144] En 2021, el Departamento de Justicia de los Estados Unidos (DOJ) acusó a funcionarios de seguridad chinos de coordinar una campaña de piratería informática para robar información de entidades gubernamentales, incluidas investigaciones relacionadas con vehículos autónomos. [145] [146] China ha preparado "las Disposiciones sobre la gestión de la seguridad de los datos automotrices (ensayo) para proteger sus propios datos". [147] [148]
Las pruebas de automóviles automatizados chinos en los EE. UU. han generado preocupación sobre qué datos estadounidenses recopilan los vehículos chinos para almacenarlos en el país chino y preocupación por cualquier vínculo con el partido comunista chino. [151]
Comunicaciones del conductor
Los AC complican la necesidad de que los conductores se comuniquen entre sí, por ejemplo, para decidir qué automóvil entra primero en una intersección. En un aire acondicionado sin conductor, los medios tradicionales como las señales con las manos no funcionan (sin conductor, sin manos). [152] Por el contrario, sería ventajoso para el AC poder interpretar tales señales de conductores humanos.
Predicción de comportamiento
Los AC deben poder predecir el comportamiento de posibles vehículos en movimiento, peatones, etc. en tiempo real para poder avanzar de forma segura. [90] La tarea se vuelve más desafiante cuanto más se extiende la predicción hacia el futuro, lo que requiere revisiones rápidas de la estimación para hacer frente a comportamientos imprevistos. Un enfoque consiste en recalcular completamente la posición y trayectoria de cada objeto muchas veces por segundo. Otra es almacenar en caché los resultados de una predicción anterior para usarlos en la siguiente para reducir la complejidad computacional. [153] [154]
Entregar
El ADAS debe poder aceptar y devolver el control al conductor de forma segura. [155]
Compensación de riesgos
La compensación de riesgos es un comportamiento humano común. Cuanto más seguro se percibe un sistema, más probabilidades hay de que las personas pongan a prueba sus límites adoptando comportamientos más riesgosos. (Las personas que usan cinturón de seguridad conducen más rápido). Por ejemplo , los usuarios de Tesla Autopilot en algunos casos dejan de monitorear el vehículo. [ cita necesaria ]
Confianza
Los consumidores evitarán los aire acondicionado a menos que confíen en que son seguros. [156] [157] Los robotaxis que operan en San Francisco recibieron críticas por los riesgos de seguridad percibidos. [158] Los ascensores automáticos se inventaron en 1900, pero no se volvieron comunes hasta que los operadores hicieron huelga y se generó confianza con publicidad y características como un botón de parada de emergencia. [159] [160]
Cuestiones éticas
Justificación de la responsabilidad
Aún no se han adoptado normas de responsabilidad para abordar los accidentes y otros incidentes. La responsabilidad podría recaer en el ocupante del vehículo, su propietario, el fabricante del vehículo o incluso el proveedor de tecnología ADAS, posiblemente dependiendo de las circunstancias del accidente. [161]
problema del carro
El problema del tranvía es un experimento mental en ética . Adaptado a los AC, considera que un AC que lleva un pasajero se enfrenta a un peatón que se interpone en su camino. En teoría, el ADAS tiene que elegir entre matar al peatón o desviarse hacia una pared y matar al pasajero. [162] Los posibles marcos incluyen la deontología (reglas formales) y el utilitarismo (reducción de daños). [90] [163] [164]
Una encuesta de opinión pública informó que se prefería la reducción de daños, excepto que los pasajeros querían que el vehículo los prefiriera, mientras que los peatones tenían la opinión opuesta. Las regulaciones utilitarias eran impopulares. [165]
Privacidad
Algunos AC requieren una conexión a Internet para funcionar, lo que abre la posibilidad de que un pirata informático pueda obtener acceso a información privada como destinos, rutas, grabaciones de cámaras, preferencias de medios y/o patrones de comportamiento, aunque esto es cierto para un dispositivo conectado a Internet. [166] [167] [168]
Infraestructura vial
Los AC hacen uso de la infraestructura vial (por ejemplo, señales de tránsito, carriles de giro) y pueden requerir modificaciones a esa infraestructura para lograr plenamente sus objetivos de seguridad y otros. [169] En marzo de 2023, el gobierno japonés dio a conocer un plan para establecer un carril exclusivo para los aire acondicionado. [170] En abril de 2023, JR East anunció su desafío de elevar su nivel de conducción autónoma de tránsito rápido de autobuses (BRT) de la línea Kesennuma en áreas rurales del nivel 2 actual al nivel 4 a 60 km/h. [171]
Pruebas
Enfoques
Los AC se pueden probar mediante simulaciones digitales, [172] [173] en un entorno de prueba controlado, [174] y/o en vías públicas. Las pruebas en carretera generalmente requieren algún tipo de permiso [175] o el compromiso de cumplir con principios operativos aceptables. [176] Por ejemplo, Nueva York exige que un conductor de pruebas esté en el vehículo, preparado para anular el ADAS según sea necesario. [177]
En California, los fabricantes de automóviles autónomos deben presentar informes anuales que describan la frecuencia con la que sus vehículos se desconectan del modo autónomo. [178] Esta es una medida de la robustez del sistema (idealmente, el sistema nunca debería desconectarse). [179]
En 2017, Waymo informó 63 desconexiones en 352,545 mi (567,366 km) de pruebas, una distancia promedio de 5,596 mi (9,006 km) entre desconexiones, la más alta (la mejor) entre las empresas que reportan tales cifras. Waymo también registró más millas autónomas que otras empresas. Su tasa de 2017 de 0,18 retiradas por 1.000 millas (1.600 km) fue una mejora con respecto a las 0,2 retiradas por 1.000 millas (1.600 km) en 2016 y 0,8 en 2015. En marzo de 2017, Uber informó un promedio de 0,67 millas (1,08 km) por desconexión. En los últimos tres meses de 2017, Cruise (propiedad de GM ) promedió 8.407 km (5.224 mi) por retirada en 100.888 km (62.689 mi). [180]
2020
Disengagement definiciones
Las empresas que informan utilizan distintas definiciones de lo que se considera una desvinculación, y dichas definiciones pueden cambiar con el tiempo. [183] [179] Los ejecutivos de las empresas de vehículos autónomos han criticado las retiradas como una métrica engañosa, porque no considera las diferentes condiciones de la carretera. [184]
Estándares
En abril de 2021, el documento WP.29 GRVA propuso un "Método de prueba para la conducción automatizada (NATM)". [185]
En octubre de 2021, la prueba piloto europea, L3Pilot, demostró ADAS para automóviles en Hamburgo , Alemania, junto con el Congreso Mundial ITS 2021 . Las funciones SAE Nivel 3 y 4 se probaron en carreteras normales. [186] [187] [188]
En noviembre de 2022, se publicó la norma internacional ISO 34502 sobre el " Marco de evaluación de la seguridad basado en escenarios ". [189] [190]
Evitación de colisiones
En abril de 2022, Nissan realizó pruebas para evitar colisiones . [191] [192] Waymo publicó un documento sobre pruebas para evitar colisiones en diciembre de 2022. [193]
Simulación y validación
En septiembre de 2022, Biprogy lanzó la plataforma de validación de inteligencia de conducción (DIVP) como parte del proyecto nacional japonés "SIP-adus", que es interoperable con la interfaz de simulación abierta (OSI) de ASAM . [194] [195] [196]
En 2023, David R. Large, investigador principal del Grupo de Investigación de Factores Humanos de la Universidad de Nottingham , se disfrazó de asiento de coche en un estudio para probar las reacciones de las personas a los coches sin conductor. Dijo: "Queríamos explorar cómo interactuarían los peatones con un automóvil sin conductor y desarrollamos esta metodología única para explorar sus reacciones". El estudio encontró que, en ausencia de alguien en el asiento del conductor, los peatones confían más en ciertas indicaciones visuales que en otras al decidir si cruzar la calle. [199]
Incidentes
tesla
A partir de 2023, el piloto automático ADAS /conducción autónoma total (beta) de Tesla se clasificó como ADAS de nivel 2. [200]
El 20 de enero de 2016 se produjo el primero de cinco accidentes mortales conocidos de un Tesla con piloto automático en la provincia china de Hubei. [201] Inicialmente, Tesla declaró que el vehículo resultó tan gravemente dañado por el impacto que su grabadora no pudo determinar si el automóvil había estado en piloto automático en ese momento. Sin embargo, el coche no logró realizar ninguna acción evasiva.
Otro accidente fatal con piloto automático ocurrió en mayo en Florida en un Tesla Model S [202] [203] que se estrelló contra un camión con remolque . En una demanda civil entre el padre del conductor asesinado y Tesla, Tesla documentó que el coche había estado en piloto automático. [204] Según Tesla, "ni el piloto automático ni el conductor notaron el lado blanco del camión-remolque contra un cielo brillantemente iluminado, por lo que no se aplicó el freno". Tesla afirmó que esta era la primera muerte conocida de un piloto automático en más de 130 millones de millas (210 millones de kilómetros) con el piloto automático activado. Tesla afirmó que, en promedio, ocurre una muerte cada 94 millones de millas (151 millones de kilómetros) en todos los tipos de vehículos en los EE. UU. [205] [206] [207] Sin embargo, este número también incluye muertes de motocicletas y peatones. [208] [209] El informe final de la NTSB concluyó que Tesla no tenía la culpa; La investigación reveló que para los autos Tesla, la tasa de accidentes se redujo en un 40 por ciento después de que se instaló el piloto automático. [210]
En junio de 2015, Google confirmó que 12 vehículos habían sufrido colisiones hasta esa fecha. Ocho involucraron colisiones traseras en una señal de alto o semáforo, en dos de las cuales el vehículo fue golpeado lateralmente por otro conductor, en una en la que otro conductor pasó una señal de alto y en una en la que un conductor controlaba el automóvil manualmente. [211] En julio de 2015, tres empleados sufrieron heridas leves cuando su vehículo fue chocado por detrás por un automóvil cuyo conductor no frenó. Esta fue la primera colisión que resultó en heridos. [212]
Según los informes de accidentes de Google Waymo de principios de 2016, sus coches de prueba se vieron implicados en 14 colisiones, de las cuales 13 veces otros conductores tuvieron la culpa, aunque en 2016 el software del coche provocó un accidente. [213] El 14 de febrero de 2016, un vehículo de Google intentó evitar sacos de arena que bloqueaban su camino. Durante la maniobra chocó contra un autobús. Google afirmó: "En este caso, claramente tenemos cierta responsabilidad, porque si nuestro coche no se hubiera movido, no habría habido una colisión". [214] [215] Google caracterizó el accidente como un malentendido y una experiencia de aprendizaje. No se reportaron heridos. [213]
Grupo de Tecnologías Avanzadas de Uber (ATG)
En marzo de 2018, Elaine Herzberg murió después de ser golpeada por un aire acondicionado probado por el Grupo de Tecnologías Avanzadas (ATG) de Uber en Arizona. En el vehículo iba un conductor de seguridad. Herzberg estaba cruzando la calle a unos 400 pies de una intersección. [216] Algunos expertos dijeron que un conductor humano podría haber evitado el accidente. [217] El gobernador de Arizona, Doug Ducey, suspendió la capacidad de la empresa para probar sus aires acondicionados citando un "fracaso incuestionable" de Uber para proteger la seguridad pública. [218] Uber también dejó de realizar pruebas en California hasta recibir un nuevo permiso en 2020. [219] [220]
El informe final de la NTSB determinó que la causa inmediata del accidente fue que la conductora de seguridad Rafaela Vásquez no monitoreó la carretera porque estaba distraída con su teléfono, pero que la "cultura de seguridad inadecuada" de Uber contribuyó. El informe señaló que la víctima tenía "un nivel muy alto" de metanfetamina en su cuerpo. [221] La junta pidió a los reguladores federales que llevaran a cabo una revisión antes de permitir que vehículos de prueba automatizados operen en las vías públicas. [222] [223]
En septiembre de 2020, Vásquez se declaró culpable de homicidio por negligencia. [224]
NIO Navegar en Piloto
El 12 de agosto de 2021, un chino de 31 años murió después de que su NIO ES8 chocara con un vehículo de construcción. [ cita necesaria ] La función de conducción autónoma de NIO estaba en versión beta y no podía lidiar con obstáculos estáticos. [225] El manual del vehículo establecía claramente que el conductor debía tomar el control cerca de los sitios de construcción. Los abogados de la familia del fallecido cuestionaron el acceso privado de NIO al vehículo, ya que, según ellos, no garantizaba la integridad de los datos. [226]
Pony.ai
En noviembre de 2021, el Departamento de Vehículos Motorizados de California (DMV) notificó a Pony.ai que suspendía su permiso de prueba luego de una colisión reportada en Fremont el 28 de octubre. [227] En mayo de 2022, el DMV revocó el permiso de Pony.ai por no monitorear los registros de conducción de sus conductores de seguridad. [228]
Crucero
En abril de 2022, se informó que el vehículo de prueba de Cruise bloqueó un camión de bomberos en una llamada de emergencia y generó preguntas sobre su capacidad para manejar circunstancias inesperadas. [229] [230]
Encuestas de opinión pública
década de 2010
En una encuesta en línea realizada en 2011 a 2.006 consumidores de EE. UU. y el Reino Unido, el 49% dijo que se sentiría cómodo usando un "automóvil sin conductor". [231]
Una encuesta realizada en 2012 entre 17.400 propietarios de vehículos encontró que el 37% inicialmente dijo que estaría interesado en comprar un "coche totalmente autónomo". Sin embargo, esa cifra se redujo al 20% si se le decía que la tecnología costaría 3.000 dólares más. [232]
En una encuesta realizada en 2012 entre unos 1.000 conductores alemanes, el 22% tenía una actitud positiva, el 10% estaba indeciso, el 44% era escéptico y el 24% era hostil. [233]
Una encuesta de 2013 entre 1.500 consumidores en 10 países encontró que el 57% "declaró que probablemente viajaría en un automóvil controlado enteramente por tecnología que no requiere un conductor humano", siendo Brasil, India y China los más dispuestos a confiar en la tecnología automatizada. [234]
En una encuesta telefónica realizada en EE. UU. en 2014, más de las tres cuartas partes de los conductores con licencia dijeron que considerarían comprar un automóvil sin conductor, cifra que aumenta al 86% si el seguro del automóvil fuera más barato. El 31,7% dijo que no seguiría conduciendo una vez que estuviera disponible un coche automatizado. [235]
En 2015, una encuesta realizada a 5.000 personas de 109 países informó que los encuestados promedio consideraban que la conducción manual era la más placentera. El 22% no quería pagar más dinero por la autonomía. Se encontró que los encuestados estaban más preocupados por la piratería y el uso indebido, y también por cuestiones legales y de seguridad. Finalmente, los encuestados de países más desarrollados se sentían menos cómodos con sus datos sobre vehículos compartidos. [236] La encuesta informó el interés de los consumidores en comprar un aire acondicionado, afirmando que el 37% de los propietarios actuales encuestados estaban "definitivamente" o "probablemente" interesados. [236]
En 2016, una encuesta realizada a 1.603 personas en Alemania que controló por edad, género y educación informó que los hombres sentían menos ansiedad y más entusiasmo, mientras que las mujeres mostraban lo contrario. La diferencia fue pronunciada entre hombres y mujeres jóvenes y disminuyó con la edad. [237]
En una encuesta estadounidense realizada en 2016 a 1.584 personas, "el 66 por ciento de los encuestados dijo que pensaba que los coches autónomos son probablemente más inteligentes que el conductor humano promedio". La gente estaba preocupada por la seguridad y el riesgo de piratería. Sin embargo, sólo el 13% de los entrevistados no vio ninguna ventaja en este nuevo tipo de coches. [238]
En una encuesta realizada en 2017 a 4.135 adultos estadounidenses se encontró que muchos estadounidenses anticipaban impactos significativos de diversas tecnologías de automatización, incluida la adopción generalizada de vehículos automatizados. [239]
En 2019, se publicaron los resultados de dos encuestas de opinión de 54 y 187 adultos estadounidenses, respectivamente. El cuestionario se denominó modelo de aceptación de vehículos autónomos (AVAM), e incluyó una descripción adicional para ayudar a los encuestados a comprender mejor las implicaciones de los distintos niveles de automatización. Los usuarios aceptaron menos los altos niveles de autonomía y mostraron una intención significativamente menor de utilizar vehículos autónomos. Además, se percibió que la autonomía parcial (independientemente del nivel) requería una participación uniformemente mayor del conductor (uso de manos, pies y ojos) que la autonomía total. [240]
En la década de 2020
En 2022, una encuesta informó que solo una cuarta parte (27%) de la población mundial se sentiría segura en vehículos autónomos. [241]
Las encuestas de opinión pueden tener poca relevancia dado que pocos encuestados tuvieron alguna experiencia personal con los AC.
Regulación
Regulación AC, responsabilidad, homologaciones y convenios internacionales.
Los vehículos que operan por debajo del nivel 5 todavía ofrecen muchas ventajas. [243]
A partir de 2023, [actualizar]la mayoría de los vehículos ADAS disponibles comercialmente son SAE Nivel 2. Un par de empresas alcanzaron niveles más altos, pero solo en ubicaciones restringidas (geocercadas). [244]
Nivel 2: Automatización parcial
Las funciones SAE Nivel 2 están disponibles como parte de los sistemas ADAS en muchos vehículos. En Estados Unidos, el 50% de los automóviles nuevos brindan asistencia al conductor tanto para la dirección como para la velocidad. [245]
Ford comenzó a ofrecer el servicio BlueCruise en ciertos vehículos en 2022; el sistema se denomina ActiveGlide en los vehículos Lincoln . El sistema proporcionaba funciones como centrado de carril, reconocimiento de señales de tráfico y conducción en carretera con manos libres en más de 130.000 millas de carreteras divididas. La versión 2022 1.2 agregó características que incluyen cambio de carril con manos libres, reposicionamiento en el carril y asistencia de velocidad predictiva. [246] [247] En abril de 2023, BlueCruise fue aprobado en el Reino Unido para su uso en determinadas autopistas, comenzando con los modelos 2023 del SUV eléctrico Mustang Mach-E de Ford . [248]
El piloto automático de Tesla y sus conjuntos ADAS de conducción autónoma total (FSD) están disponibles en todos los automóviles Tesla. FSD ofrece conducción en autopistas y calles (sin geocercas), navegación/gestión de giros, dirección y control de crucero dinámico, prevención de colisiones, mantenimiento/cambio de carril, frenado de emergencia, evitación de obstáculos, pero aún requiere que el conductor permanezca listo para controlar el vehículo. en cualquier momento. Su sistema de gestión del conductor combina el seguimiento ocular con el control de la presión en el volante para garantizar que los conductores estén tanto con las manos como con los ojos. [249] [250]
Desarrollo
General Motors está desarrollando el sistema ADAS "Ultra Cruise", que supondrá una mejora espectacular con respecto a su actual sistema "Super Cruise". Ultra Cruise cubrirá "el 95 por ciento" de los escenarios de conducción en 2 millones de millas de carreteras en los EE. UU., según la compañía. El hardware del sistema dentro y alrededor del automóvil incluye múltiples cámaras, radar de corto y largo alcance y un sensor LiDAR, y estará impulsado por la plataforma Qualcomm Snapdragon Ride. El vehículo eléctrico de lujo Cadillac Celestiq será uno de los primeros vehículos en contar con Ultra Cruise. [251]
La reescritura FASD V12 de Tesla (lanzada en 2024) utiliza un único modelo de transformador de aprendizaje profundo para todos los aspectos de percepción, monitoreo y control. Confía en sus 8 cámaras para su sistema de percepción únicamente visual, sin uso de LIDAR, radar o ultrasonido. En enero de 2024, el FSD V12 se estaba probando en un número limitado de vehículos de clientes. Tesla no ha iniciado solicitudes para el estado de Nivel 3 para sus sistemas y no ha revelado el motivo para no hacerlo. [250]
En 2023, tres fabricantes de automóviles habían matriculado coches de nivel 3: Honda en Japón, Mercedes en Alemania, Nevada y California [254] y BMW en Alemania. [255]
Desarrollo
Honda continuó mejorando su tecnología de Nivel 3. [256] [257] A 2023, se habían vendido 80 vehículos con soporte de Nivel 3. [258]
Mercedes-Benz recibió autorización a principios de 2023 para poner a prueba su software Nivel 3 en Las Vegas. [259] California también autorizó Drive Pilot en 2023. [260]
BMW comercializó su aire acondicionado en 2021. [261] En 2023, BMW declaró que su tecnología Nivel-3 estaba a punto de lanzarse. Sería el segundo fabricante en ofrecer tecnología de Nivel 3, pero el único con tecnología de Nivel 3 que funciona en la oscuridad . [262]
En 2023, en China, IM Motors , Mercedes y BMW obtuvieron la autorización para probar vehículos con sistemas de nivel 3 en autopistas. [263] [264]
En septiembre de 2021, Stellantis presentó los resultados de sus pruebas piloto de nivel 3 en las autopistas italianas. El chófer de carretera de Stellantis reclamó capacidades de nivel 3, según lo probado en los prototipos Maserati Ghibli y Fiat 500X . [265]
En enero de 2022, Bosch y CARIAD, filial del Grupo Volkswagen, lanzaron una colaboración para la conducción autónoma hasta el Nivel 3. Este desarrollo conjunto tiene como objetivo las capacidades del Nivel 4. [267]
Waymo ofrece servicios de robotaxi en algunas ciudades de América del Norte, como vehículos totalmente autónomos sin conductores de seguridad. [270]
En abril de 2023, en Japón, un protocolo de Nivel 4 pasó a formar parte de la Ley de Tráfico Vial modificada. [271] ZEN drive Pilot Level 4 fabricado por AIST opera allí. [272]
Desarrollo
En julio de 2020, Toyota inició demostraciones públicas del TRI-P4 basado en Lexus LS (quinta generación) con capacidad de nivel 4. [273] En agosto de 2021, Toyota operó un servicio potencialmente de Nivel 4 utilizando e-Palette en la Villa Olímpica de Tokio 2020 . [274]
En septiembre de 2021, Cruise, General Motors y Honda iniciaron un programa de pruebas conjunto utilizando Cruise AV. [278] En 2023, el Origin quedó en suspenso indefinido tras la pérdida de su permiso de funcionamiento por parte de Cruise. [279]
En enero de 2023, el transbordador autónomo Holon ann durante el CES 2023. La compañía afirmó que el vehículo es el primer transbordador de nivel 4 del mundo construido según los estándares automotrices. [280]
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Otras lecturas
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