La automatización vehicular implica el uso de mecatrónica , inteligencia artificial y sistemas multiagente para ayudar al operador de un vehículo como un automóvil, un camión, un avión o una embarcación. [2] [3] Un vehículo que utiliza la automatización para tareas como la navegación para facilitar, pero no reemplazar, el control humano, se califica como semiautónomo , mientras que un vehículo totalmente autónomo se denomina autónomo . [3]
Los vehículos automatizados pueden incluir automóviles autónomos , vehículos de superficie no tripulados , trenes autónomos , pilotos automáticos avanzados para aviones comerciales , aviones no tripulados y vehículos exploradores planetarios , así como cohetes y misiles guiados .
Los vehículos automatizados en la legislación de la Unión Europea también son más específicamente vehículos de motor (coche, camión o autobús). [4] Se trata de vehículos de circulación por carretera. Para esos vehículos, se define legalmente una diferencia específica entre el sistema avanzado de asistencia al conductor y los vehículos autónomos/automatizados (más avanzados) debido a diferencias de responsabilidad para el conductor y/o la entidad que conduce el vehículo.
La tecnología involucrada en la implementación de vehículos autónomos abarca desde cambios en el vehículo hasta brindar apoyo en el entorno de conducción.
Los vehículos automatizados presentan problemas de seguridad, especialmente en el transporte terrestre y en el tráfico por carretera, dada la complejidad de la conducción, las diferencias geográficas/culturales y las condiciones de las carreteras. Es necesario superar varios desafíos tecnológicos para que los vehículos autónomos sean robustos y escalables. [5]
El tema de la automatización vehicular es notable para el tráfico rodado debido a la cantidad de vehículos y conductores, pero presenta preocupaciones específicas en un entorno sujeto a colisiones de tránsito debido a la necesidad de compartir la vía con otros usuarios de la vía.
La autonomía implica que el vehículo es responsable de todas las funciones de percepción, seguimiento y control. Es posible que los sistemas automatizados no sean capaces de funcionar en todas las condiciones, dejando el resto a un operador humano. Una sutileza adicional es que, si bien un vehículo puede intentar operar en todas las circunstancias, el vehículo puede requerir que un humano asuma el control en circunstancias imprevistas que surjan o cuando el vehículo se comporte mal. [6]
La autonomía en los vehículos de motor suele clasificarse en seis niveles: [7] El sistema de niveles fue desarrollado por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE). [8]
El nivel 0 se refiere, por ejemplo, a vehículos que no disponen de control de crucero adaptativo .
Los niveles 1 y 2 se refieren a vehículos en los que una parte de la tarea de conducción la realizan los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) del vehículo bajo la responsabilidad del conductor.
A partir del nivel 3, el conductor puede transferir condicionalmente la tarea de conducción al vehículo, pero deberá retomar el control cuando la automatización condicional ya no esté disponible. Por ejemplo, un piloto de atasco automatizado puede conducir en el atasco , pero el conductor debe recuperar el control cuando el atasco termine.
El nivel 5 se refiere a un vehículo que no necesita ningún conductor (humano).
Nivel 0: Sin automatización de conducción Nivel 1: Asistencia al conductor Nivel 2: Automatización de conducción parcial Nivel 3: Automatización de conducción condicional Nivel 4: Alta automatización de conducción Nivel 5: Automatización de conducción completa [9]
El principal medio para implementar vehículos autónomos es mediante el uso de Inteligencia Artificial (IA). Para que se implementen vehículos totalmente autónomos, los niveles inferiores de automatización deben probarse e implementarse exhaustivamente antes de pasar al siguiente nivel. [10] Mediante la implementación de sistemas autónomos, como navegación, prevención de colisiones y dirección, los fabricantes de vehículos autónomos trabajan para lograr niveles más altos de autonomía mediante el diseño e implementación de diferentes sistemas del automóvil. [10] Estos sistemas autónomos, junto con el uso de métodos de inteligencia artificial, pueden utilizar el aspecto de aprendizaje automático de la IA para que el vehículo controle cada uno de los demás sistemas y procesos autónomos. Por ello, los fabricantes de vehículos autónomos están investigando y desarrollando una IA adecuada específicamente para vehículos autónomos. [11] Si bien muchas de estas empresas están desarrollando continuamente tecnologías para implementar en sus vehículos autónomos, el consenso general es que la tecnología subyacente aún necesita un mayor desarrollo antes de que los vehículos totalmente autónomos sean posibles. [12]
Posiblemente uno de los sistemas más importantes de cualquier vehículo autónomo, el sistema de percepción debe estar completamente desarrollado y probado para que la autonomía avance. [12] Con el desarrollo y la implementación del sistema de percepción en vehículos autónomos, gran parte de los estándares de seguridad de los vehículos autónomos están siendo abordados por este sistema, que pone un énfasis inequívoco en que sea impecable, ya que vidas humanas estarían sujetas a daños. si se desarrollara un sistema defectuoso. [12] El objetivo principal del sistema de percepción es escanear constantemente el entorno circundante y determinar qué objetos en el entorno representan una amenaza para los vehículos. [12] En cierto sentido, el objetivo principal del sistema de percepción es actuar como la percepción humana, permitiendo al sistema detectar peligros y prepararse o corregirlos. [12] En términos de la parte de detección del sistema de percepción, se están probando muchas soluciones para determinar su precisión y compatibilidad, como el radar , el lidar , el sonar y el procesamiento de imágenes en movimiento. [12]
Con el desarrollo de estos subsistemas autónomos del automóvil, los fabricantes de vehículos autónomos ya han desarrollado sistemas que actúan como funciones de asistencia en un vehículo. Estos sistemas se conocen como sistemas avanzados de asistencia al conductor y contienen sistemas para realizar acciones como estacionamiento en paralelo y frenado de emergencia. [11] Junto con estos sistemas, los sistemas de navegación autónomos desempeñan un papel en el desarrollo de vehículos autónomos. Al implementar el sistema de navegación, hay dos formas en que se puede implementar la navegación: detectar de un vehículo a otro o detectar desde la infraestructura. [11] Estos sistemas de navegación funcionarían en conjunto con sistemas de navegación ya bien establecidos, como el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), y podrían procesar información de ruta, detectando cosas como atascos, peajes o construcción de carreteras. A partir de esta información, el vehículo puede tomar las medidas adecuadas para evitar el área o planificar en consecuencia. [12] Sin embargo, puede haber problemas al utilizar este método, como información desactualizada, en cuyo caso la comunicación entre el vehículo y la infraestructura puede desempeñar un papel importante al tener información constantemente actualizada. [12] Un ejemplo de esto es que las señales de tráfico y otros marcadores reglamentarios muestren información al vehículo, lo que le permite tomar decisiones basadas en la información actual. [12]
Junto con el desarrollo de vehículos autónomos, se espera que muchos de estos vehículos sean principalmente eléctricos, lo que significa que la principal fuente de energía del vehículo estará basada en baterías en lugar de combustibles fósiles. [10] Junto con eso, viene la demanda adicional a los fabricantes de vehículos autónomos de producir automóviles eléctricos de mayor calidad para implementar todos los sistemas autónomos asociados con el vehículo. [13] Sin embargo, muchos de los componentes de los vehículos modernos todavía se pueden utilizar en vehículos autónomos, como el uso de transmisiones automáticas y equipos de protección del operador, como bolsas de aire. [13]
Al considerar el desarrollo de vehículos autónomos, las empresas también están considerando las preferencias y necesidades de los operadores. Estos casos incluyen permitir al usuario minimizar el tiempo, seguir una ruta precisa y adaptarse a cualquier posible discapacidad que pueda tener el operador. [14] Además de adaptarse al conductor, los vehículos autónomos también imponen un factor tecnológico al entorno que los rodea, necesitando generalmente una mayor sensación de conectividad en el entorno del vehículo. Con este nuevo factor a considerar, muchos gobiernos urbanos están considerando convertirse en una ciudad inteligente para proporcionar una base suficiente para los vehículos autónomos. [14] En la misma línea del entorno del vehículo que lo aloja, el usuario de estos vehículos también puede tener que estar tecnológicamente conectado para poder operar estos vehículos autónomos. Con la llegada de los smartphones, se prevé que los vehículos autónomos podrán tener esta conexión con el smartphone del usuario u otros dispositivos tecnológicos similares a un smartphone. [14]
La Fundación AAA para la Seguridad del Tráfico realizó una prueba de dos sistemas automáticos de frenado de emergencia: aquellos diseñados para prevenir choques y otros que tienen como objetivo hacer que un choque sea menos severo. La prueba analizó modelos populares como el Volvo XC90 2016, Subaru Legacy, Lincoln MKX, Honda Civic y Volkswagen Passat. Los investigadores probaron qué tan bien se detenía cada sistema al acercarse a un objetivo tanto en movimiento como inmóvil. Descubrió que los sistemas capaces de prevenir accidentes reducían la velocidad de los vehículos al doble que los sistemas diseñados simplemente para mitigar la gravedad del accidente. Cuando los dos vehículos de prueba viajaron a una distancia de 30 mph entre sí, incluso aquellos diseñados simplemente para reducir la gravedad del accidente evitaron accidentes el 60 por ciento de las veces. [15]
Se sabe que los sistemas de conducción automatizados tienen éxito en situaciones como las de carreteras rurales. Los entornos de carreteras rurales serían entornos en los que hay menor cantidad de tráfico y menor diferenciación entre las capacidades de conducción y los tipos de conductores. "El mayor desafío en el desarrollo de funciones automatizadas sigue siendo el tráfico en el centro de la ciudad, donde se debe tener en cuenta una gama muy amplia de usuarios de la vía desde todas las direcciones". [16] Esta tecnología está avanzando hacia una forma más confiable de que los automóviles de conducción automatizada cambien del modo automático al modo de conductor. El modo automático es el modo que se configura para que las acciones automatizadas tomen el control, mientras que el modo de conductor es el modo configurado para que el operador controle todas las funciones del automóvil y asuma las responsabilidades de operar el vehículo (conducción automatizada). sistema no activado).
Esta definición incluiría los sistemas de automatización de vehículos que pueden estar disponibles en el corto plazo, como la asistencia en atascos o el control de crucero automatizado de rango completo, si dichos sistemas se diseñaran de manera que el operador humano pueda desviar razonablemente la atención (monitoreo) del rendimiento del vehículo mientras el sistema de automatización está activado. Esta definición también incluiría el pelotón automatizado (como el conceptualizado por el proyecto SARTRE).
El principal objetivo del proyecto Sartre (trenes de carretera seguros para el medio ambiente) es crear un pelotón, un tren de vagones automatizados, que proporcione comodidad y tenga la capacidad para que el conductor del vehículo llegue con seguridad a su destino. Además de la capacidad de estar junto al tren, los conductores que pasan por estos pelotones pueden unirse con una simple activación del sistema de conducción automatizada que se correlaciona con un camión que lidera el pelotón. Sartre está tomando lo que conocemos como sistema ferroviario y combinándolo con tecnología de conducción automatizada. Esto tiene como objetivo permitir un transporte más fácil a través de las ciudades y, en última instancia, ayudar con el flujo del tráfico a través del tráfico pesado de automóviles. [17]
En algunas partes del mundo, el coche autónomo se ha probado en situaciones de la vida real, como en Pittsburgh. [18] Los vehículos autónomos de Uber se probaron en Pittsburgh, aunque las pruebas se suspendieron durante nueve meses después de que un automóvil autónomo matara a una mujer en Arizona. [19] Además de probar coches autónomos, en California se han probado autobuses automatizados. [20] El control lateral de los autobuses automatizados utiliza marcadores magnéticos como el pelotón de San Diego, mientras que el control longitudinal del pelotón de camiones automatizados utiliza radio y radar de ondas milimétricas. Los ejemplos actuales en la sociedad actual incluyen el automóvil de Google y los modelos de Tesla . Tesla ha rediseñado la conducción automatizada, ha creado modelos de automóviles que permiten a los conductores indicar el destino y dejar que el coche se haga cargo. Estos son dos ejemplos modernos de automóviles con sistema de conducción automatizada.
Muchos fabricantes de automóviles, como Ford y Volvo, han anunciado planes para ofrecer coches totalmente automatizados en el futuro. [21] Se están realizando intensas investigaciones y desarrollo en sistemas de conducción automatizados, pero el mayor problema que los fabricantes de automóviles no pueden controlar es cómo los conductores utilizarán el sistema. [21] Se insta a los conductores a permanecer atentos y se implementan advertencias de seguridad para alertar al conductor cuando se necesita una acción correctiva. [22] Tesla Motor tiene un incidente registrado que resultó en una muerte que involucró el sistema de conducción automatizada en el Tesla Model S. [23] El informe del accidente revela que el accidente fue el resultado de que el conductor no prestó atención y el sistema de piloto automático no reconoció la obstrucción adelante. [23]
Otro defecto de los sistemas de conducción automatizados es que en situaciones en las que eventos impredecibles, como el clima o el comportamiento de conducción de otros, pueden causar accidentes fatales debido a que los sensores que monitorean los alrededores del vehículo no pueden proporcionar acciones correctivas. [22]
Para superar algunos de los desafíos que enfrentan los sistemas de conducción automatizados, se han propuesto metodologías novedosas basadas en pruebas virtuales, simulación de flujo de tráfico y prototipos digitales, [24] especialmente cuando se emplean algoritmos novedosos basados en enfoques de Inteligencia Artificial que requieren una amplia capacitación y conjuntos de datos de validación. .
La implementación de sistemas de conducción automatizados plantea la posibilidad de cambiar los entornos de construcción en áreas urbanas, como la expansión de las áreas suburbanas debido a la mayor facilidad de movilidad. [10]
Alrededor de 2015, varias empresas de vehículos autónomos, incluidas Nissan y Toyota, prometieron vehículos autónomos para 2020. Sin embargo, las predicciones resultaron ser demasiado optimistas. [25]
Aún quedan muchos obstáculos en el desarrollo de vehículos de nivel 5 totalmente autónomos, capaces de funcionar en cualquier condición. Actualmente, las empresas se centran en la automatización de Nivel 4, que es capaz de operar en determinadas circunstancias ambientales. [25]
Todavía hay debate sobre cómo debería ser un vehículo autónomo. Por ejemplo, todavía se debate si se debe incorporar lidar a los sistemas de conducción autónoma. Algunos investigadores han ideado algoritmos que utilizan datos de la cámara únicamente y que logran un rendimiento que rivaliza con el del lidar. Por otro lado, los datos obtenidos únicamente de la cámara a veces dibujan cuadros delimitadores inexactos y, por lo tanto, conducen a predicciones deficientes. Esto se debe a la naturaleza de la información superficial que proporcionan las cámaras estéreo , mientras que la incorporación de lidar proporciona a los vehículos autónomos una distancia precisa hasta cada punto del vehículo. [25]
Estas características requieren numerosos sensores, muchos de los cuales dependen de sistemas microelectromecánicos (MEMS) para mantener un tamaño pequeño, alta eficiencia y bajo costo. Los más importantes entre los sensores MEMS en los vehículos son los acelerómetros y giroscopios para medir la aceleración alrededor de múltiples ejes ortogonales, fundamentales para detectar y controlar el movimiento del vehículo.
Un paso crítico para lograr la implementación de vehículos autónomos es la aceptación por parte del público en general. Es una investigación en curso importante porque proporciona pautas para que la industria del automóvil mejore su diseño y tecnología. Los estudios han demostrado que muchas personas creen que utilizar vehículos autónomos es más seguro, lo que subraya la necesidad de que las empresas automotrices se aseguren de que los vehículos autónomos mejoren los beneficios de seguridad. El modelo de investigación de TAM desglosa los factores importantes que afectan la aceptación del consumidor en: utilidad, facilidad de uso, confianza e influencia social. [27]
Las pruebas en tiempo real de vehículos autónomos son una parte inevitable del proceso. Al mismo tiempo, los reguladores de la automatización vehicular enfrentan desafíos para proteger la seguridad pública y, al mismo tiempo, permitir que las empresas de vehículos autónomos prueben sus productos. Los grupos que representan a las empresas de vehículos autónomos se resisten a la mayoría de las regulaciones, mientras que los grupos que representan a los usuarios vulnerables de la carretera y a la seguridad del tráfico están presionando para que se establezcan barreras regulatorias. Para mejorar la seguridad del tráfico, se alienta a los reguladores a encontrar un término medio que proteja al público de la tecnología inmadura y al mismo tiempo permita a las empresas de vehículos autónomos probar la implementación de sus sistemas. [28] También ha habido propuestas para adoptar el conocimiento regulatorio de seguridad de la automatización de la aviación en las discusiones sobre la implementación segura de vehículos autónomos, debido a la experiencia adquirida a lo largo de décadas por el sector de la aviación en temas de seguridad. [29]
En algunos países, se aplican leyes y reglamentos específicos a los vehículos de motor que circulan por carretera (como automóviles, autobuses y camiones), mientras que otras leyes y reglamentos se aplican a otros vehículos terrestres, como tranvías, trenes o vehículos guiados automatizados, lo que les permite operar en diferentes entornos y condiciones.
Un sistema de conducción automatizado se define en una propuesta de modificación del artículo 1 de la Convención de Viena sobre circulación por carretera :
(ab) " Sistema de conducción automatizado " se refiere a un sistema de vehículo que utiliza tanto hardware como software para ejercer el control dinámico de un vehículo de forma sostenida.
ac) "Control dinámico" se refiere a la realización de todas las funciones operativas y tácticas en tiempo real necesarias para mover el vehículo. Esto incluye controlar el movimiento lateral y longitudinal del vehículo, monitorear el entorno de la carretera, responder a eventos en el entorno del tráfico rodado y planificar y señalar maniobras. [30]
Esta modificación entrará en vigor el 14 de julio de 2022, a menos que sea rechazada antes del 13 de enero de 2022. [31]
Una función de conducción automatizada debe describirse con suficiente claridad para distinguirla de una función de conducción asistida.
—SMMT [32 ]
Hay dos estados claros: un vehículo es asistido con un conductor respaldado por tecnología o automatizado donde la tecnología reemplaza al conductor de manera efectiva y segura.
—SMMT [32 ]
Los vehículos terrestres que emplean automatización y teleoperación incluyen pórticos de astilleros, camiones mineros, robots de desactivación de bombas, insectos robóticos y tractores sin conductor .
Se están fabricando muchos vehículos terrestres autónomos y semiautónomos con el fin de transportar pasajeros. Un ejemplo de ello es la tecnología free-ranging on grid (FROG), que consta de vehículos autónomos, una pista magnética y un sistema de supervisión. El sistema FROG se utiliza con fines industriales en fábricas y se utiliza desde 1999 en el ParkShuttle , un sistema de transporte público de estilo PRT en la ciudad de Capelle aan den IJssel para conectar el parque empresarial Rivium con la vecina ciudad de Rotterdam ( donde termina la ruta en la estación de metro Kralingse Zoom ). El sistema experimentó un fallo en 2005 [33] que resultó ser causado por un error humano. [34]
Las aplicaciones de automatización en vehículos terrestres incluyen las siguientes:
Se están realizando investigaciones y existen prototipos de vehículos terrestres autónomos.
La automatización extensiva de los automóviles se centra en introducir automóviles robóticos o modificar los diseños de automóviles modernos para que sean semiautónomos.
Los diseños semiautónomos podrían implementarse antes, ya que dependen menos de tecnología que todavía está a la vanguardia de la investigación. Un ejemplo es el monorraíl de modo dual. Grupos como RUF (Dinamarca) y TriTrack (EE.UU.) están trabajando en proyectos que consisten en coches privados especializados que se conducen manualmente por carreteras normales pero que también se acoplan a un monorraíl/guía por el que se conducen de forma autónoma.
Como método para automatizar automóviles sin modificarlos tanto como un automóvil robótico , los sistemas automatizados de carreteras (AHS) tienen como objetivo construir carriles en las carreteras que estarían equipados, por ejemplo, con imanes para guiar los vehículos. Los vehículos automatizados tienen frenos automáticos denominados Sistema de frenado de vehículos automáticos (AVBS). Las computadoras de carretera gestionarían el tráfico y dirigirían los coches para evitar accidentes.
En 2006, la Comisión Europea estableció un programa de desarrollo de automóviles inteligentes llamado Iniciativa emblemática del automóvil inteligente . [35] Los objetivos de ese programa incluyen:
Hay muchos usos adicionales para la automatización en relación con los automóviles. Éstas incluyen:
Singapur también anunció un conjunto de normas nacionales provisionales el 31 de enero de 2019 para guiar la industria de vehículos autónomos. Los estándares, conocidos como Referencia Técnica 68 (TR68), promoverán el despliegue seguro de vehículos totalmente autónomos en Singapur, según un comunicado de prensa conjunto de Enterprise Singapore (ESG), la Autoridad de Transporte Terrestre (LTA), la Organización de Desarrollo de Estándares y Estándares de Singapur. Consejo (SSC). [38]
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Desde 1999, el ParkShuttle de 12 asientos y 10 personas de pie ha estado operando en un derecho de paso exclusivo de 1,8 kilómetros (1,1 millas) en la ciudad de Capelle aan den IJssel en los Países Bajos. El sistema utiliza pequeños imanes en la superficie de la carretera para permitir que el vehículo determine su posición. El uso de vehículos autónomos compartidos se probó alrededor de 2012 en el aparcamiento de un hospital de Portugal. [39] De 2012 a 2016, el proyecto CityMobil2, financiado por la Unión Europea, examinó el uso de vehículos autónomos compartidos y la experiencia de los pasajeros, incluidas pruebas a corto plazo en siete ciudades. Este proyecto condujo al desarrollo del EasyMile EZ10. [40]
En la década de 2010, los transbordadores autónomos pudieron circular con tráfico mixto sin necesidad de marcadores de orientación integrados. [41] Hasta ahora la atención se ha centrado en la baja velocidad, 20 millas por hora (32 km/h), con rutas cortas y fijas para la "última milla" de los viajes. Esto significa que las cuestiones de seguridad y prevención de colisiones son significativamente menos desafiantes que las de los automóviles automatizados, que buscan igualar el rendimiento de los vehículos convencionales. Se han realizado muchas pruebas, principalmente en carreteras tranquilas con poco tráfico o en vías públicas o privadas y en sitios de prueba especializados. [ cita necesaria ] La capacidad de los diferentes modelos varía significativamente, entre 6 y 20 asientos. (Por encima de este tamaño hay autobuses convencionales que tienen instalada tecnología sin conductor).
En diciembre de 2016, la Autoridad de Transporte de Jacksonville anunció su intención de reemplazar el monorriel Jacksonville Skyway con vehículos sin conductor que circularían por la superestructura elevada existente y continuarían por las carreteras ordinarias. [42] Desde entonces, el proyecto ha sido denominado "Ultimate Urban Circulator" o "U2C" y se han llevado a cabo pruebas en lanzaderas de seis fabricantes diferentes. El costo del proyecto se estima en 379 millones de dólares. [43]
En enero de 2017, se anunció que el sistema ParkShuttle en los Países Bajos se renovará y ampliará, incluida la ampliación de la red de rutas más allá del derecho de vía exclusivo para que los vehículos circulen con tráfico mixto en carreteras normales. [44] Los planes se retrasaron y ahora se espera la ampliación al tráfico mixto en 2021. [45]
En julio de 2018, Baidu declaró que había construido 100 de su modelo Apolong de 8 asientos , con planes de ventas comerciales. [46] A julio de 2021 no han entrado en producción en volumen.
En agosto de 2020, se informó que había 25 fabricantes de lanzaderas autónomas, [47] incluidos 2GetThere , Local Motors , Navya , Baidu , Easymile , Toyota y Ohmio.
En diciembre de 2020, Toyota presentó su vehículo "e-Palette" de 20 pasajeros, que se utilizará en los Juegos Olímpicos de Tokio 2021 . [48] Toyota ha anunciado que tiene la intención de tener el vehículo disponible para aplicaciones comerciales antes de 2025. [49]
En enero de 2021, Navya publicó un informe para inversores que predijo que las ventas mundiales de transbordadores autónomos alcanzarán las 12.600 unidades en 2025, con un valor de mercado de 1.700 millones de euros. [50]
En junio de 2021, el fabricante chino Yutong afirmó haber entregado 100 modelos de su autobús autónomo Xiaoyu 2.0 de 10 asientos para su uso en Zhengzhou . Se han realizado pruebas en varias ciudades desde 2019 y las pruebas abiertas al público comenzarán en julio de 2021. [51]
Ya se utilizan lanzaderas autónomas en algunas carreteras privadas, como en la fábrica de Yutong en Zhengzhou, donde se utilizan para transportar a los trabajadores entre los edificios de la fábrica de autobuses más grande del mundo. [52]
Desde 2016 se han llevado a cabo un gran número de pruebas, en la mayoría de las cuales interviene un solo vehículo en un recorrido corto durante un breve período de tiempo y con un conductor a bordo. El objetivo de las pruebas ha sido proporcionar datos técnicos y familiarizar al público con la tecnología sin conductor. Una encuesta de 2021 de más de 100 experimentos de lanzadera en toda Europa concluyó que la baja velocidad (15 a 20 kilómetros por hora (9,3 a 12,4 mph)) era la principal barrera para la implementación de autobuses lanzadera autónomos. Otros problemas fueron el coste actual de los vehículos, 280.000 euros, y la necesidad de asistentes a bordo. [53]
Los nombres de los vehículos están entre comillas.
Se proponen autobuses autónomos, así como automóviles y camiones autónomos. Durante algunas semanas se probaron minibuses automatizados de segundo nivel en Estocolmo. [105] [106] China también tiene una pequeña flota de autobuses públicos autónomos en el distrito tecnológico de Shenzhen, Guangdong. [107]
La primera prueba de autobús autónomo en el Reino Unido comenzó a mediados de 2019, con un autobús de un piso Alexander Dennis Enviro200 MMC modificado con software autónomo de Fusion Processing capaz de operar en modo sin conductor dentro de la estación de autobuses Sharston de Stagecoach Manchester , realizando tareas como como conducir hasta la estación de lavado, el punto de repostaje y luego aparcar en una plaza de aparcamiento exclusiva en el depósito. [108] Las pruebas de autobuses sin conductor con transporte de pasajeros en Escocia comenzaron en enero de 2023, con una flota de cinco vehículos idénticos a la prueba de Manchester utilizados en una ruta de estacionamiento y transporte Stagecoach Fife de 14 millas (23 km) a través del puente Forth Road . desde la orilla norte del Forth hasta la estación Edinburgh Park . [109] [110]
Otra prueba autónoma en Oxfordshire , Inglaterra, que utiliza un minibús Fiat Ducato eléctrico de batería en un servicio circular a Milton Park , operado por FirstBus con el apoyo de Fusion Processing, el Consejo del Condado de Oxfordshire y la Universidad del Oeste de Inglaterra , también entró en pleno servicio de pasajeros. en enero de 2023. Está previsto que la ruta de prueba se extienda hasta la estación de tren de Didcot Parkway tras la adquisición de un vehículo de un solo piso más grande para finales de 2023. [111] [112]
En julio de 2020 en Japón, el Centro de Investigación de Movilidad Centrada en las Personas AIST con Nippon Koei e Isuzu inició una serie de pruebas de demostración para autobuses medianos, Isuzu "Erga Mio" con sistemas de conducción autónoma, en cinco áreas; La ciudad de Ōtsu en la prefectura de Shiga , la ciudad de Sanda en la prefectura de Hyōgo y otras tres áreas en secuencia. [113] [114] [115]
En octubre de 2023, Imagry , una startup israelí de inteligencia artificial, presentó su solución de conducción autónoma sin mapas en Busworld Europe, aprovechando un sistema de reconocimiento de imágenes en tiempo real y una red neuronal convolucional profunda espacial (DCNN) para imitar el comportamiento de conducción humano. [116]
El concepto de vehículos autónomos se ha aplicado para usos comerciales, como camiones autónomos o casi autónomos .
Empresas como Suncor Energy , una empresa de energía canadiense, y Rio Tinto Group estuvieron entre las primeras en reemplazar los camiones operados por humanos por camiones comerciales sin conductor manejados por computadoras. [117] En abril de 2016, camiones de los principales fabricantes, incluidos Volvo y Daimler Company , completaron una semana de conducción autónoma en toda Europa, organizada por los holandeses, en un esfuerzo por poner camiones autónomos en las carreteras. A medida que avanzan los avances en los camiones autónomos, se espera que las ventas de camiones autónomos en EE. UU. alcancen las 60 000 para 2035, según un informe publicado por IHS Inc. en junio de 2016. [118]
Como se informó 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 satélites, un sistema de guía inercial y sensores de velocidad terrestre. . [119] Caterpillar Inc. realizó los primeros desarrollos en 2013 con el Instituto de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon para mejorar la eficiencia y reducir los costos en varios sitios de minería y construcción. [120]
En Europa, los Trenes de Carretera Seguros para el Medio Ambiente son un enfoque de este tipo.
Según el Informe y estrategia de PWC, [121] los camiones autónomos serán fuente de mucha preocupación sobre cómo esta tecnología afectará a alrededor de 3 millones de camioneros en los EE. UU., así como a 4 millones de empleados en apoyo de la economía del transporte por carretera en las gasolineras. , restaurantes, bares y hoteles. Al mismo tiempo, algunas empresas como Starsky apuntan al Nivel 3 de Autonomía, en el que el conductor desempeñaría un papel de control en el entorno del camión. El proyecto de la empresa, la conducción remota de camiones, ofrecería a los camioneros un mayor equilibrio entre su vida personal y laboral, permitiéndoles evitar largos periodos fuera de casa. Sin embargo, esto provocaría un posible desajuste entre las habilidades del conductor y la redefinición tecnológica del trabajo.
Las empresas que compren camiones sin conductor podrían reducir enormemente los costos: ya no se necesitarán conductores humanos, las responsabilidades de las empresas por accidentes de camiones disminuirán y la productividad aumentará (ya que el camión sin conductor no necesita descansar). El uso de camiones autónomos irá de la mano del uso de datos en tiempo real para optimizar tanto la eficiencia como la productividad del servicio prestado, como forma de abordar la congestión del tráfico, por ejemplo. Los camiones sin conductor podrían permitir nuevos modelos de negocio que harían que las entregas pasaran del día a la noche o franjas horarias en las que el tráfico sea menos denso.
En 2017 y 2018 se demostraron varias motocicletas autónomas con autoequilibrio de BMW, Honda y Yamaha. [131] [132] [133]
El concepto de vehículos autónomos también se ha aplicado para usos comerciales, como trenes autónomos. El primer sistema de transporte urbano sin conductor del mundo es la línea Port Island en Kobe , Japón, inaugurada en 1981. [137] El primer tren autónomo del Reino Unido se inauguró en Londres en la ruta Thameslink. [138]
Un ejemplo de red de trenes automatizada es el Docklands Light Railway de Londres .
Véase también Lista de sistemas de trenes automatizados .
En 2018 se probaron los primeros tranvías autónomos en Potsdam . [139]
Un vehículo guiado automatizado o vehículo guiado automático (AGV) es un robot móvil que sigue marcadores o cables en el suelo, o utiliza visión, imanes o láseres para la navegación. Se utilizan con mayor frecuencia en aplicaciones industriales para mover materiales alrededor de una instalación de fabricación o almacén. La aplicación del vehículo de guiado automático se ha ampliado a finales del siglo XX.
Los aviones han recibido mucha atención por la automatización, especialmente para la navegación. Se conoce como piloto automático a un sistema capaz de navegar de forma autónoma un vehículo (especialmente un avión) .
Diversas industrias, como la de paquetes y alimentación, experimentaron con drones de reparto. Las empresas de transporte tradicionales y nuevas compiten en el mercado. Por ejemplo, UPS Flight Forward , Alphabet Wing y Amazon Prime Air están desarrollando drones de reparto. [140] Zipline , una empresa estadounidense de entrega de drones médicos, tiene las operaciones activas de entrega de drones más grandes del mundo, y sus drones son capaces de alcanzar un nivel de autonomía 4. [141]
Sin embargo, incluso si la tecnología parece permitir que esas soluciones funcionen correctamente, como lo demuestran varias pruebas de varias empresas, el principal retroceso en el lanzamiento al mercado y el uso de dichos drones es inevitablemente la legislación vigente y las agencias reguladoras tienen que decidir el marco en el que se basan. deseamos adoptar para el proyecto de reglamento. Este proceso se encuentra en diferentes fases en todo el mundo, ya que cada país abordará el tema de forma independiente. Por ejemplo, el gobierno de Islandia y los departamentos de transporte, aviación y policía ya han comenzado a emitir licencias para operaciones con drones. Tiene un enfoque permisivo y, junto con Costa Rica, Italia, los Emiratos Árabes Unidos, Suecia y Noruega, tiene una legislación bastante ilimitada sobre el uso comercial de drones. Esos países se caracterizan por un conjunto de regulaciones que pueden dar pautas operativas o exigir licencias, registros y seguros. [142]
Por otro lado, otros países han decidido prohibir, ya sea directamente (prohibición total) o indirectamente (prohibición efectiva), el uso de drones comerciales. La RAND Corporation marca así la diferencia entre los países que prohíben los drones y aquellos que tienen un proceso formal para la concesión de licencias para drones comerciales, pero los requisitos son imposibles de cumplir o las licencias no parecen haber sido aprobadas. En los EE. UU., UPS es el único con la certificación estándar Parte 135 que se requiere para utilizar drones para realizar entregas a clientes reales. [140]
Sin embargo, la mayoría de los países parecen estar luchando por la integración de drones para usos comerciales en sus marcos regulatorios de aviación. Por lo tanto, se imponen restricciones al uso de esos drones, como que deben operar dentro de la línea de visión (VLOS) del piloto y, por lo tanto, limitan su alcance potencial. Este sería el caso de Holanda y Bélgica. La mayoría de los países permiten que el piloto opere fuera del VLOS, pero está sujeto a restricciones y habilitaciones de piloto, como sería el caso de EE. UU.
La tendencia general es que la legislación avanza rápidamente y las leyes se reevalúan constantemente. Los países están avanzando hacia un enfoque más permisivo, pero la industria aún carece de infraestructuras para garantizar el éxito de dicha transición. Para garantizar la seguridad y la eficiencia, es necesario desarrollar cursos de formación especializados, exámenes de piloto (tipo de UAV y condiciones de vuelo), así como medidas de gestión de responsabilidad en materia de seguros.
Esta innovación genera una sensación de urgencia, ya que la competencia es alta y las empresas presionan para integrarla rápidamente en sus ofertas de productos y servicios. Desde junio de 2017, la legislación del Senado de Estados Unidos volvió a autorizar a la Administración Federal de Aviación y al Departamento de Transporte a crear un certificado de transportista que permitiera la entrega de paquetes mediante drones. [143]
Los barcos autónomos pueden brindar seguridad, realizar investigaciones o realizar tareas peligrosas o repetitivas (como guiar un barco grande a un puerto o transportar carga).
Sea Machines ofrece un sistema autónomo para barcos de trabajo. Si bien requiere un operador humano para supervisar sus acciones, el sistema se encarga de muchas tareas de navegación y percepción activa del dominio que normalmente tendrían que realizar unos pocos miembros de la tripulación. Utilizan IA para tener conocimiento de la situación de los diferentes barcos dentro de la ruta. Utilizan cámara, lidar y software propietario para informar al operador de su estado. [144] [145]
Buffalo Automation , un equipo formado por la Universidad de Buffalo, crea tecnología para funciones semiautónomas para embarcaciones. Comenzaron creando tecnologías de asistencia a la navegación para cargueros llamadas AutoMate, que es como tener otro "primer oficial" con mucha experiencia que cuidará del barco. [146] El sistema ayuda a hacer giros y vueltas en vías fluviales difíciles. [145] [147]
Esta empresa con sede en Massachusetts ha liderado la vanguardia de los drones de navegación no tripulados. Los Datamarans navegan de forma autónoma para recopilar datos oceánicos. Se crean para permitir paquetes de carga útil de gran tamaño. Gracias al sistema automatizado y sus paneles solares, pueden navegar durante períodos de tiempo más largos. Más que nada, se jactan de sus tecnologías en estudios metoceánicos avanzados que recopilan “perfiles de velocidad del viento con altitud, corriente de agua, conductividad, perfiles de temperatura con profundidad, batimetría de alta resolución, perfiles del subfondo, mediciones de magnetómetros” [ 148] [145]
Se espera que el buque autónomo llamado Mayflower sea el primer barco de gran tamaño que realice un viaje transatlántico no tripulado. [149]
Esta embarcación autónoma no tripulada utiliza energía solar y eólica para navegar. [150]
Sea Hunter es un vehículo de superficie no tripulado (USV) autónomo lanzado en 2016 como parte del programa DARPA Anti-Submarine Warfare Continuous Trail Unmanned Vessel ( ACTUV ).
Los vehículos submarinos han sido un foco de automatización para tareas como la inspección de tuberías y el mapeo submarino.
Este robot es un robot ágil de cuatro patas que fue creado para poder navegar a través de muchos terrenos diferentes en exteriores e interiores. Puede caminar por sí solo sin chocar contra nada. Utiliza muchos sensores diferentes, incluidas cámaras de visión de 360° y giroscopios. Es capaz de mantener el equilibrio incluso cuando lo empujan. Este vehículo, aunque no está diseñado para ser conducido, puede transportar cargas pesadas para trabajadores de la construcción o personal militar en terrenos accidentados. [151]
El Código de Carreteras británico establece que:
Por vehículos autónomos nos referimos a aquellos catalogados como vehículos automatizados por la Secretaría de Estado de Transporte en virtud de la Ley de Vehículos Eléctricos y Automatizados de 2018.
— El Código de Circulación - 27/07/2022, página 4
El Reino Unido considera la forma de actualizar su código de circulación británico para el código automatizado:
Los vehículos automatizados pueden realizar todas las tareas involucradas en la conducción, al menos en algunas situaciones. Se diferencian de los vehículos equipados con funciones de conducción asistida (como control de crucero y asistencia para mantenerse en el carril ), que realizan algunas tareas, pero donde el conductor sigue siendo responsable de conducir. Si conduce un vehículo con funciones de conducción asistida, DEBE mantener el control del vehículo.
— cambios propuestos al Código de Carreteras [152]
Si el vehículo está diseñado para exigirle que reanude la conducción después de que se le indique que lo haga, mientras el vehículo se conduce solo, DEBE permanecer en una posición que le permita tomar el control. Por ejemplo, no debe levantarse del asiento del conductor. No debe distraerse tanto que no pueda recuperar el control cuando el vehículo se lo indique.
— cambios propuestos al Código de Carreteras [152]
A través del nivel de autonomía, se muestra que cuanto mayor es el nivel de autonomía, menos control tienen los humanos sobre sus vehículos (el nivel más alto de autonomía no necesita intervención humana). Una de las pocas preocupaciones con respecto al desarrollo de la automatización vehicular está relacionada con la confianza de los usuarios finales en la tecnología que controla los vehículos automatizados. [153] Según una encuesta realizada a nivel nacional por Kelley Blue Book (KBB) en 2016, se muestra que la mayoría de las personas aún elegirían tener un cierto nivel de control detrás de su propio vehículo en lugar de que el vehículo opere en nivel 5 autonomía, o lo que es lo mismo, completamente autónoma. [154] Según la mitad de los encuestados, la idea de seguridad en un vehículo autónomo disminuye a medida que aumenta el nivel de autonomía. [154] Esta desconfianza en los sistemas de conducción autónoma demostró no haber cambiado a lo largo de los años cuando una encuesta nacional realizada por la Fundación AAA para el Tráfico y la Seguridad (AAAFTS) en 2019 mostró el mismo resultado que la encuesta que realizó KBB en 2016. La encuesta de AAAFTS mostró que incluso Aunque la gente tiene un cierto nivel de confianza en los vehículos automatizados, la mayoría también tiene dudas y desconfianza hacia la tecnología utilizada en los vehículos autónomos, siendo la mayoría de la desconfianza en los vehículos autónomos de Nivel 5. [155] La encuesta de AAAFTS muestra que la confianza de las personas en los sistemas de conducción autónoma aumentó cuando aumentó su nivel de comprensión. [155]
La posibilidad de que la tecnología de los vehículos autónomos experimente fallos de funcionamiento es también una de las causas de la desconfianza de los usuarios en los sistemas de conducción autónoma. [153] De hecho, es la preocupación por la que votaron la mayoría de los encuestados en la encuesta AAAFTS. [155] Aunque los vehículos autónomos están diseñados para mejorar la seguridad del tráfico minimizando los accidentes y su gravedad, [155] aún causaron muertes. Hasta 2018 se han producido al menos 113 accidentes relacionados con vehículos autónomos. [156] En 2015, Google declaró que sus vehículos automatizados experimentaron al menos 272 fallas y que los conductores tuvieron que intervenir alrededor de 13 veces para evitar muertes. [157] Además, otros fabricantes de vehículos automatizados también informaron fallas en los vehículos automatizados, incluido el incidente del automóvil Uber. [157] El accidente automovilístico de Uber que ocurrió en 2018 es uno de los ejemplos de accidentes de vehículos autónomos que también figuran en la Lista de muertes por vehículos autónomos. Un informe elaborado por la Junta Nacional de Seguridad en el Transporte (NTSB) mostró que el automóvil autónomo de Uber no pudo identificar a la víctima en un tiempo suficiente para que el vehículo redujera la velocidad y evitara chocar contra la víctima. [158]
Otra preocupación relacionada con la automatización de vehículos son sus cuestiones éticas. En realidad, los vehículos autónomos pueden sufrir accidentes de tráfico inevitables. En situaciones como esa, es necesario realizar muchos riesgos y cálculos para minimizar la cantidad de daño que podría causar el accidente. [159] Cuando un conductor humano se encuentra con un accidente inevitable, el conductor tomará una acción espontánea basada en la lógica ética y moral. Sin embargo, cuando un conductor no tiene control sobre el vehículo (nivel 5 de autonomía), el sistema de un vehículo autónomo es quien debe tomar esa decisión instantánea. [159] A diferencia de los humanos, los vehículos autónomos no tienen reflejos y solo pueden tomar decisiones basadas en lo que están programados para hacer. [159] Sin embargo, la situación y las circunstancias de los accidentes difieren entre sí, y una decisión podría no ser la mejor para ciertos accidentes. Según dos estudios de investigación de 2019, [160] [161] la implementación de vehículos totalmente automatizados en el tráfico donde todavía hay vehículos semiautomáticos y no automatizados podría generar muchas complicaciones. [160] Algunas fallas que aún necesitan consideración incluyen la estructura de responsabilidad, la distribución de responsabilidades, [161] la eficiencia en la toma de decisiones y el desempeño de los vehículos autónomos con su entorno diverso. [160] Aún así, los investigadores Steven Umbrello y Roman V. Yampolskiy proponen que el enfoque de diseño sensible al valor es un método que se puede utilizar para diseñar vehículos autónomos para evitar algunos de estos problemas éticos y diseñar para valores humanos. [162]