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Camión autónomo

Un camión autónomo , también conocido como camión autónomo o camión robot, es una aplicación de la tecnología de conducción autónoma que tiene como objetivo 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 en 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 Trucks (adquirida por Applied Intuition ) [2] como los 10 principales proveedores de camiones automatizados. [3] Y, Transport Topics en noviembre de 2022 enumera catorce empresas que debe conocer sobre camiones autónomos; Aurora, Waymo, TuSimple, Gatik, Locomation, Torc Robotics , Waabi, Einride , Plus , Embark, Kodiak Robotics, Robotic Research, Outrider y Pronto. [4] Se espera que los camiones autónomos estén en las carreteras de los Estados Unidos en 2027. [5]

Varias agencias gubernamentales en los EE. UU. y Europa han anunciado una nueva legislación en torno al uso de camiones autónomos. [6] [7] Algunos desafíos para 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 en torno a los vehículos sin conductor. [8] [9] [10]

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 solo el camión líder sería conducido por un humano y los siguientes camiones dependerían de navegación por satélite , un sistema de guía inercial y sensores de velocidad terrestre. [11]

Década de 2000

Komatsu realizó el primer desarrollo en camiones autónomos probando una flota de cinco camiones Ultra Class en la mina Radomiro Tomic de Codelco en Chile en 2005 [12] luego en 2007 se instaló la primera flota de trabajo en la mina Gabriela Mistral en Chile, también propiedad de Codelco. [13]

Década de 2010

Lockheed Martin , con financiación del Ejército de los EE. UU ., desarrolló un sistema de convoy de camiones autónomo que utiliza un camión líder operado por un conductor humano con varios camiones que lo siguen de forma autónoma. [14] 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). [15] A partir de 2017 , el Ejército estaba planeando desplegar entre 100 y 200 camiones como parte de un programa de despliegue rápido. [16]

En Europa, se estaba considerando la posibilidad de utilizar pelotones de camiones en el marco del proyecto Trenes de carretera seguros para el medio ambiente , que finalizó en septiembre de 2012. [17] [18]

Terminología

Clasificación de camiones de EE.UU.

Se están desarrollando camiones autónomos para todas las clases de camiones, incluidos los de servicio liviano y de servicio mediano. [19] [20]

Camiones ligeros

La EPA define un camión liviano como cualquier camión con una capacidad máxima de carga útil de 4000 libras y un peso de 8500 libras (solo en los EE. UU.). [21] [22] En Europa, un camión liviano se clasifica como un camión con un peso máximo de 7720 libras. [21]

La Oficina del Censo de los EE. UU. define que un camión liviano tiene un peso máximo de 10 000 libras. [20]

Entre los ejemplos de camionetas ligeras se incluyen camionetas pickup , SUV y furgonetas . [21] La Ford F-150 2023 es un ejemplo de una camioneta ligera con la nueva tecnología Ford BlueCruise 1.2. [23]

Camiones de servicio mediano

La Oficina del Censo de los 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. [24]

Entre los ejemplos de camiones de servicio mediano se incluyen los camiones de caja y los autobuses escolares . [25] El gobierno del Reino Unido otorgó recientemente 81 millones de euros para la producción de tecnología de conducción autónoma en autobuses públicos. [26]

Camiones pesados

La EPA define un camión pesado como aquel que tiene un peso mínimo de 8500 libras (en los EE. UU.). [22] La Oficina del Censo de los EE. UU. define un camión pesado como aquel que tiene un peso mínimo de 26 000 libras. [24]

Entre los ejemplos de camiones pesados ​​se incluyen las hormigoneras , las grúas móviles y los semirremolques. [25]

Niveles SAE de conducción autónoma

SAE International (anteriormente Society of Automotive Engineers) define seis niveles de automatización de la conducción que van desde "Sin automatización de la conducción" en el nivel 0 hasta "Automatización total de la conducción" en el nivel 5. [27] Este sistema de clasificación se basa en el grado de intervención del conductor necesario para conducir. [27] Los niveles 0, 1 y 2 se centran en las funciones de apoyo al conductor, como el control de crucero adaptativo y el centrado en el carril de la autopista, mientras que los niveles 3, 4 y 5 se centran en funciones completamente autónomas, como la dirección manual, el control en el tráfico y la conducción "en todas partes en todas las condiciones". [28]

La tecnología de los camiones autónomos comparte características similares a la de los coches autónomos , pero la complejidad adicional, como el peso añadido en el proceso de transporte de mercancías, contribuye a algunas diferencias. [29] Actualmente hay camiones ligeros en el mercado, como el BlueCruise de Ford, que contienen características de nivel 2 de la SAE, [30]   pero empresas como Torc están avanzando hacia características de nivel 4 y 5. [31]

Los sistemas de conducción de camiones parcialmente automatizados contienen al menos características SAE nivel 1 y brindan beneficios económicos y ambientales. [32]

Tecnología

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

Sensores

Los sensores, como el lidar , el radar , las cámaras , los ultrasonidos y el GPS , son cruciales para la tecnología de conducción autónoma. [33] Debido a que los diferentes sensores funcionan mejor en diferentes funciones requeridas para la conducción autónoma y los desafíos financieros y tecnológicos asociados con depender de un solo sensor, un sistema de camión autónomo exitoso probablemente contará con muchos. [34]

Las soluciones multisensoriales, como la fabricada por Continental, integran muchos sensores precalibrados que funcionan en forma sincronizada para lograr funciones de conducción autónoma de nivel SAE 4 y superior en los camiones modernos. [35]

Mapeo y localización

La tecnología de mapeo de alta resolución, a menudo combinada con datos de sensores en tiempo real, puede construir y actualizar un mapa detallado que proporciona un mejor acceso a la información de localización del vehículo. [36]

Una técnica de mapeo eficaz para camiones autónomos, como el mapeo "disperso" propuesto por Kodiak, está diseñada para priorizar la información específica de los atributos topológicos, geométricos y semánticos de la carretera (en consonancia con los desafíos que suelen enfrentar los camiones). [37]

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 operar en la carretera. [38] Las empresas de camiones autónomos como Plus están desarrollando sistemas analíticos predictivos para predecir los posibles peligros y riesgos que puede encontrar un camión y tomar medidas proactivas para evitar accidentes u otros problemas de seguridad. [39]

Los sensores que miden la velocidad, la distancia y la distancia en combinación con un mapa detallado y una sensación precisa de la ubicación del vehículo dentro de ese mapa a menudo proporcionan la información para los sistemas de inteligencia artificial diseñados para interpretar el contexto. [40]

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. [41]

Se cree que los humanos son mejores que los sistemas de inteligencia artificial modernos a la hora de interpretar la información contextual cuando se los compara con los sistemas de vehículos autónomos modernos, [42] pero se espera que los sistemas de inteligencia artificial de conducción autónoma mejoren exponencialmente en la próxima década. [43]

Sistemas de navegación y control

Los componentes de software y hardware controlan la dirección, la aceleración, el frenado y otras funciones críticas de un camión, como la evitación de obstáculos y la detección de colisiones. [44] De manera similar a los autos autónomos, los camiones autónomos pueden usar 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. [45]

Economía y avances

Mercado

La industria del transporte por carretera en Estados Unidos genera anualmente alrededor de 740 mil millones de dólares en ingresos. [46] En 2021, había aproximadamente 2,1 millones de conductores de camiones en Estados Unidos; los conductores de camiones estadounidenses ganan un salario anual medio de 48.310 dólares. [47]

Según Allied Market Research, el mercado mundial de camiones autónomos puede haber generado hasta mil millones de dólares en ingresos en 2020, y se proyecta que alcance un tamaño de mercado de aproximadamente 1.700 millones de dólares para 2025, creciendo a una tasa de crecimiento anual compuesta del 10,4 por ciento entre 2020 y 2025. [48]

Empleo

Los economistas y los responsables de las políticas están preocupados por los efectos de la automatización y la inteligencia artificial en el empleo, incluida la posibilidad de que algunos tipos de empleos dejen de existir, y el transporte por carretera es el empleo que más preocupa. Sin embargo, Karen Levy opina que el camino hacia el transporte por carretera totalmente autónomo probablemente sea una pendiente gradual debido a factores sociales, legales y culturales. [49]

Empresas

Seguridad y normativas

Waymo, anteriormente el Proyecto de Autos Autónomos de Google, concluyó que la tecnología de conducción autónoma podría haber evitado más de la mitad de las colisiones fatales de automóviles en los últimos diez años. [93] [94] Como referencia, 4.842 personas murieron en colisiones fatales que involucraron camiones en 2020. [94]

En los Estados Unidos, algunos estados, como Nevada, han abordado la regulación de los vehículos autónomos (incluidos los camiones autónomos) desde la década de 2010. [6] Para 2017, 33 estados habían promulgado regulaciones para vehículos autónomos. [6] La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) emitió nuevas pautas federales en respuesta a la Ley de Conducción Autónoma relativa a los Sistemas de Conducción Automatizada (ADS) en automóviles y camiones autónomos. [6] [95] Los componentes de las pautas de la NHTSA de 2019 incluyen:

Las directrices de la NHTSA se revisaron en 2016 con el objetivo principal de reducir el número de muertes por accidentes vehiculares. [6]

El estado de California anunció una nueva legislación que exige que un conductor humano esté presente en todos los vehículos autónomos. [94] 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 los EE. UU. [94]

En 2022, la Unión Europea trabajó para desarrollar una legislación que legalizara el funcionamiento de camiones y autobuses totalmente autónomos (nivel SAE 4). [7] Parte de esta legislación incluye la eliminación del requisito de que haya un conductor humano dentro del vehículo. [7]

Alemania es el primer país del mundo en crear parámetros legales para automóviles y camiones totalmente automatizados en 2021 y 2022. [7]

Desafíos

Un desafío de los vehículos autónomos es identificar la responsabilidad en caso de colisión, ya que no hay conductor presente. [9] Además, un desafío con los camiones autónomos radica en las regulaciones y leyes que rodean a los vehículos, como las que se activan en caso de colisión. En los EE. UU., un conductor en un choque con un camión semirremolque puede demandar al conductor y a la empresa a la que pertenece el conductor, pero no al fabricante del camión. [10] Esto plantea un desafío con respecto a los camiones autónomos, ya que las partes interesadas principales, los fabricantes, no serían legalmente responsables de ninguna colisión. [10] Además, el auge de los vehículos autónomos puede crear una necesidad de carriles designados y áreas de estacionamiento, ya que muchas carreteras y ciudades no están diseñadas para vehículos autónomos. [9]

Esto se extiende al principal desafío de la seguridad de la comunidad con vehículos autónomos. Un desafío principal para los vehículos autónomos es el cambio de la necesidad de un conductor de seguridad dentro del vehículo. [8] Muchos fabricantes de automóviles están presionando para que se deje de lado la necesidad de conductores de seguridad para aprovechar al máximo el impacto de los vehículos autónomos. [8] [10] Hasta que los fabricantes puedan prescindir de conductores de seguridad en el vehículo, existe un desafío en la premisa de los vehículos autónomos. [10]

Por último, los vehículos autónomos no están diseñados actualmente para manejar cambios repentinos en el tráfico, como el cierre de una autopista o una colisión en vivo. [8] Si bien los vehículos autónomos actualmente pueden cambiar de carril e incorporarse al tráfico que se incorpora, no están diseñados para interpretar situaciones de tráfico repentinas. [8]

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