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Camión autónomo

Un camión autónomo , también conocido como camión autónomo o camión robot, es una aplicación de tecnología de conducción autónoma cuyo objetivo es crear camiones que puedan funcionar sin intervención humana. Además de los camiones ligeros, medianos y pesados, muchas empresas están desarrollando tecnología de conducción autónoma en semirremolques para automatizar la conducción en carretera durante el proceso de entrega. [1]

En septiembre de 2022, Guidehouse Insights incluyó a Waymo , Aurora , TuSimple , Gatik , Plus , Kodiak Robotics, Daimler Truck , Einride , Locomation y Embark como los 10 principales proveedores de transporte automatizado. [2] Y Transport Topics de noviembre de 2022 enumera catorce empresas que deben conocer sobre los camiones autónomos; Aurora, Waymo, TuSimple, Gatik, Locomation, Torc Robotics , Waabi, Einride , Plus , Embark, Kodiak Robotics, Robotic Research, Outrider y Pronto. [3] Se espera que los camiones autónomos estén en las carreteras de Estados Unidos para 2027. [4]

Varias agencias gubernamentales de EE. UU. y Europa han anunciado una nueva legislación en torno al uso de camiones autónomos. [5] [6] Algunos desafíos de llevar camiones autónomos a las vías públicas incluyen, entre otros, la seguridad vial, la necesidad de conductores humanos dentro del vehículo y la falta de regulaciones específicas sobre los vehículos sin conductor. [7] [8] [9]

Historia

década de 1990

Como se registró en junio de 1995 en la revista Popular Science , se estaban desarrollando camiones autónomos para convoyes de combate, en los que sólo el camión líder sería conducido por un humano y los camiones siguientes dependerían de la navegación por satélite , un sistema de guía inercial y velocidad terrestre. sensores. [10]

2000

Komatsu realizó el primer desarrollo en camiones autónomos probando una flota de cinco camiones Ultra Class en la Mina Codelco Radomiro Tomic en Chile en 2005 [11] luego, en 2007, se instaló la primera flota en funcionamiento en la mina Gabriela Mistral en Chile, también propiedad de Codelco. [12]

década de 2010

Lockheed Martin , con financiación del ejército de EE. UU. , desarrolló un sistema de convoy de camiones autónomo que utiliza un camión líder operado por un conductor humano y varios camiones lo siguen de forma autónoma. [13] Desarrollado como parte del Sistema de Aplicación de Movilidad Autónoma (AMAS) del Ejército, el sistema consiste en un paquete de conducción autónoma que, a partir de 2014 , se ha instalado en más de nueve tipos de vehículos y ha completado más de 55.000 horas de conducción. a velocidades de hasta 64 km/h (40 mph). [14] A partir de 2017 , el Ejército planeaba desplegar entre 100 y 200 camiones como parte de un programa de despliegue rápido. [15]

En Europa, se estaba considerando la formación de pelotones de camiones con el enfoque de Trenes de Carretera Seguros para el Medio Ambiente , un proyecto que finalizó en septiembre de 2012. [16] [17]

Terminología

Clasificación de camiones de EE. UU.

Se están desarrollando camiones autónomos para todas las clases de camiones, incluidos los de servicio liviano y mediano. [18] [19]

Camiones ligeros

La EPA define un camión liviano como cualquier camión con una capacidad de carga máxima de 4000 libras y un peso de 8500 libras (solo en los EE. UU.). [20] [21] En Europa, un camión liviano se clasifica como un camión con un peso máximo de 7,720 libras. [20]

La Oficina del Censo de EE. UU. define que un camión liviano tiene un peso máximo de 10,000 libras. [19]

Ejemplos de camionetas livianas incluyen camionetas , SUV y camionetas . [20] La Ford F-150 2023 es un ejemplo de camioneta liviana con la nueva tecnología Ford BlueCruise 1.2. [22]

Camiones medianos

La Oficina del Censo de EE.UU., a diferencia de la EPA, estableció una tercera clasificación para los camiones de servicio mediano. Un camión de servicio mediano se clasifica como un camión con un rango de peso de 10,000 a 26,000 libras. [23]

Ejemplos de camiones de servicio mediano incluyen camiones con caja y autobuses escolares . [24] El gobierno del Reino Unido concedió recientemente 81 millones de euros para la producción de tecnología de conducción autónoma en autobuses públicos. [25]

Camiones pesados

La EPA define que un camión pesado tiene un peso mínimo de 8500 libras (en los EE. UU.). [21] La Oficina del Censo de EE. UU. define un camión pesado con un peso mínimo de 26.000 libras. [23]

Ejemplos de camiones pesados ​​incluyen hormigoneras , grúas móviles y semirremolques. [24]

Niveles SAE de conducción autónoma

SAE International (anteriormente Sociedad de Ingenieros Automotrices) define seis niveles de automatización de la conducción que van desde "Sin automatización de conducción" en el nivel 0 hasta "Automatización de conducción total" en el nivel 5. [26] Este sistema de clasificación se basa en el grado de intervención del conductor. requerido para conducir. [26] Los niveles 0, 1 y 2 se centran en funciones de apoyo al conductor, como control de crucero adaptativo y centrado de carril en la autopista, mientras que los niveles 3, 4 y 5 se centran en funciones completamente autónomas, como dirección manual, control del tráfico y conducir "en todas partes y en todas las condiciones". [27]

La tecnología de los camiones autónomos comparte características similares a la tecnología de los automóviles autónomos , pero la complejidad adicional, como el peso añadido en el proceso de transporte de carga, contribuye a algunas diferencias. [28] Actualmente hay camiones livianos en el mercado, como el BlueCruise de Ford, que contienen características de nivel 2 SAE, [29]   pero compañías como Torc están avanzando hacia características de nivel 4 y 5. [30]

Los sistemas de pelotón de camiones parcialmente automatizados contienen al menos características de nivel 1 de SAE y brindan beneficios económicos y ambientales. [31]

Tecnología

Ejemplo de cómo puede funcionar un sistema multisensor en un camión autónomo

Sensores

Los sensores, como Lidar , radar , cámaras , ultrasonidos y GPS , son cruciales para la tecnología de conducción autónoma. [32] Debido a que los diferentes sensores funcionan mejor en diferentes funciones requeridas para la conducción autónoma y los desafíos financieros y tecnológicos asociados con la dependencia de un solo sensor, un sistema de camión autónomo exitoso probablemente incluirá muchos. [33]

Las soluciones multisensor, como la fabricada por Continental, integran muchos sensores precalibrados que funcionan sincrónicamente para lograr características de conducción autónoma SAE nivel 4 y superiores en camiones modernos. [34]

Mapeo y localización

La tecnología de mapeo de alta resolución, a menudo combinada con datos de sensores en tiempo real, puede crear y actualizar un mapa detallado que brinde un mejor acceso a la información de localización del vehículo. [35]

Se crea una técnica de mapeo eficaz para camiones autónomos, como el mapeo "escaso" propuesto por Kodiak, para priorizar información específica de los atributos topológicos, geométricos y semánticos de las carreteras (en consonancia con los desafíos que a menudo enfrentan los camiones). [36]

Inteligencia artificial

El aprendizaje automático es un subconjunto de la inteligencia artificial que se adapta bien a la tecnología de camiones autónomos, ya que los algoritmos de aprendizaje automático permiten que el vehículo aprenda de su entorno y experiencias pasadas e intente mejorar su capacidad para tomar decisiones más precisas e informadas sobre cómo. para operar en la carretera. [37] Las empresas de camiones autónomos como Plus están desarrollando sistemas analíticos predictivos para predecir peligros y riesgos potenciales que un camión puede encontrar y tomar medidas proactivas para evitar accidentes u otros problemas de seguridad. [38]

Los sensores que miden la velocidad, la distancia y la distancia en combinación con un mapa detallado y una idea precisa de la ubicación del vehículo dentro de ese mapa a menudo proporcionan información para los sistemas de inteligencia artificial creados para interpretar el contexto. [39]

La IA también monitorea la distancia, las condiciones climáticas, la densidad de carga, la densidad de paradas de camiones y almacenes, y la legislación sobre vehículos autónomos para generar rutas de camiones. [40]

Se cree que los seres humanos son mejores que los sistemas modernos de inteligencia artificial a la hora de interpretar información contextual en comparación con los sistemas modernos de vehículos autónomos, [41] pero se espera que los sistemas de inteligencia artificial autónomos mejoren exponencialmente en la próxima década. [42]

Sistemas de navegación y control.

Los componentes de software y hardware gobiernan la dirección, la aceleración, el frenado y otras funciones críticas de un camión, como evitar obstáculos y detectar colisiones. [43] Al igual que los automóviles autónomos, los camiones autónomos pueden utilizar una combinación de GPS, unidades de medición inercial (IMU) y otros sensores para determinar su posición y orientación en la carretera de modo que puedan ajustar sus movimientos, girar, hacer paradas, obtener señales direccionales y tomar decisiones sobre cómo operar. [44]

Economía y avances

Mercado

La industria del transporte por carretera en Estados Unidos genera anualmente alrededor de 740 mil millones de dólares en ingresos. [45] En 2021, había aproximadamente 2,1 millones de camioneros en los Estados Unidos; Los camioneros estadounidenses ganan un salario medio anual de 48.310 dólares. [46]

Según Allied Market Research, el mercado mundial de camiones autónomos puede haber generado hasta mil millones de dólares en ingresos en 2020, y se prevé que alcance un tamaño de mercado de alrededor de 1,7 mil millones de dólares para 2025, creciendo a una tasa de crecimiento anual compuesta de 10,4. por ciento de 2020 a 2025. [47]

Empleo

Los economistas y los responsables políticos están preocupados por los efectos de la automatización y la inteligencia artificial en el empleo, incluso si algunos tipos de empleos dejarán de existir, y el transporte por carretera es el trabajo que más preocupa. Sin embargo, Karen Levy opina que el camino hacia el transporte por carretera totalmente autónomo probablemente sea gradual debido a factores sociales, legales y culturales. [48]

Compañías

Seguridad y regulaciones

Waymo, anteriormente Google Self-Driving Car Project, concluyó que la tecnología de conducción autónoma podría haber evitado más de la mitad de las colisiones automovilísticas mortales en los últimos diez años. [92] [93] Como referencia, 4.842 personas murieron en colisiones fatales con camiones en 2020. [93]

En Estados Unidos, estados individuales, como Nevada, han abordado la regulación de los vehículos autónomos (incluidos los camiones autónomos) desde la década de 2010. [5] Para 2017, 33 estados habían promulgado regulaciones para vehículos autónomos. [5] La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras (NHTSA) emitió nuevas directrices federales en respuesta a la Ley de Conducción Autónoma relativa a los Sistemas de Conducción Automatizados (ADS) en automóviles y camiones autónomos. [5] [94] Los componentes de las directrices de la NHTSA de 2019 incluyen:

Las pautas de la NHTSA se revisaron en 2016 con un enfoque principal en reducir el número de muertes por accidentes vehiculares. [5]

El Estado de California anunció una nueva legislación que exige que un conductor humano esté presente y dentro de todos los vehículos autónomos. [93] Además de la seguridad, la motivación de este proyecto de ley surge de una preocupación por la fuerza laboral del transporte por carretera. La fuerza laboral del transporte por carretera representa el 6% de la fuerza laboral total de EE. UU. [93]

En 2022, la Unión Europea trabajó para desarrollar legislación para legalizar la operación de camiones y autobuses totalmente autónomos (SAE Nivel 4). [6] Parte de esta legislación incluye la eliminación del requisito de que haya un conductor humano dentro del vehículo. [6]

Alemania es el primer país del mundo en crear parámetros legales para automóviles y camiones totalmente automatizados en 2021 y 2022. [6]

Desafíos

Un desafío de los vehículos autónomos es identificar la responsabilidad en las colisiones, ya que no hay ningún conductor presente. [8] Además, un desafío con los camiones autónomos radica en las regulaciones y leyes que rodean a los vehículos, como los que se activan tras una colisión. En los EE. UU., un conductor en un accidente con un camión puede demandar al conductor y a la empresa a la que pertenece, pero no al fabricante del camión. [9] Esto plantea un desafío con respecto a los camiones autónomos, ya que las principales partes interesadas, los fabricantes, no serían legalmente responsables de ninguna colisión. [9] Además, el aumento de los vehículos autónomos puede crear la necesidad de carriles designados y áreas de estacionamiento, ya que muchas carreteras y ciudades no están diseñadas para vehículos autónomos. [8]

Esto se expande al principal desafío de la seguridad de la comunidad con los vehículos autónomos. Un desafío principal para los vehículos autónomos es dejar de necesitar un conductor seguro dentro del vehículo. [7] Muchos fabricantes de automóviles están presionando para que se abandone la seguridad de los conductores y se aproveche plenamente el impacto de los vehículos autónomos. [7] [9] Hasta que los fabricantes puedan prescindir de conductores de seguridad en el vehículo, existe un desafío en la premisa de los vehículos autónomos. [9]

Finalmente, los vehículos autónomos actualmente no están diseñados para manejar cambios repentinos en el tráfico, como un cierre de autopista o una colisión en vivo. [7] Si bien los vehículos autónomos actualmente pueden cambiar de carril y entrar en el tráfico que se incorpora, no están diseñados para interpretar situaciones de tráfico repentinas. [7]

Referencias

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