Los vehículos de Nivel 5 no requieren atención humana ya que se habrá alcanzado la automatización plena en todos los entornos. (GettyImages/PierNext)
Vehículo autónomo: objetivo 2030
Ya falta muy poco para que los vehículos autónomos, privados e industriales, empiecen a circular por ciudades y carreteras. Su grado de autonomía, de implementación gradual, se divide en una serie de niveles que, en las fases más avanzadas, deben ir acompañados por unas infraestructuras propiamente conectadas.
Publicado el
07.05.2021
Los vehículos de Nivel 5 no requieren atención humana ya que se habrá alcanzado la automatización plena en todos los entornos. (GettyImages/PierNext)
¿Qué es un vehículo autónomo y conectado?
Un vehículo autónomo es aquel capaz de asumir las tareas que normalmente realiza un conductor. Para lograrlo, incorpora una serie de sensores que, tal y como sucede con otros dispositivos del Internet of Things, permiten que transmita y reciba información de otros vehículos y del entorno donde está circulando. Esta conectividad es fundamental para garantizar la seguridad y define las diferentes fases de autonomía de un vehículo rodado.
Clasificación de los vehículos según su grado de autonomía
Según el estándar definido por la Sociedad de Ingenieros de Automoción (SAE, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos y aceptado globalmente, los vehículos autónomos se clasifican según las siguientes características:
Nivel 0
Es el punto de partida y responde a la conducción tal y como se ha desarrollado en las últimas décadas. El conductor está al mando y aunque incluye sistemas de seguridad activa como el Control de Estabilidad (ESP, por sus siglas en inglés) o el Sistema Antibloqueo de Ruedas (ABS, por sus siglas en inglés), estos no son suficientes para que el vehículo se considere automatizado.
Nivel 1
El vehículo empieza a contar con funcionalidades semiautomáticas como el control de crucero o asistente de líneas de carril, que contribuyen a mantener el vehículo en el carril por el que circula.
Requisitos: La gran mayoría de los coches que se venden en la actualidad ya cuentan con uno o varios sistemas de conducción autónoma de nivel 1.
Nivel 2
En este nivel se empieza a tener ya automatización, al tener tanto control de crucero y control del volante (seguimiento de línea de carril). Sigue siendo necesario una persona al volante que pueda tomar el control del automóvil en cualquier momento. Los ejemplos más extendidos de tecnologías semiautomáticas son el control de crucero adaptativo o los sistemas de aparcamiento automático, en los que el coche toma el control del volante y de los pedales para aparcar el coche.
Requisitos: Ambos sistemas deben estar presentes, a diferencia del Nivel 1 en que había uno u otro.
Fecha de lanzamiento: Los sistemas Tesla Autopilot y Cadillac (General Motors) Super Cruise califican como Nivel 2, 2+. El Mercedes Clase E, que salió al mercado en 2016 contaba ya con el sistema Drive Pilot, capaz de mantenerse en su carril.
Nivel 3
El salto del Nivel 2 al Nivel 3 es sustancial desde una perspectiva tecnológica, pero sutil desde una perspectiva humana.Los vehículos de Nivel 3 tienen capacidades más avanzadas de detección del entorno y pueden tomar decisiones informadas por sí mismos, como acelerar para pasar un vehículo que circula lentamente. Sin embargo, el conductor debe permanecer alerta en todo momento por si debe tomar el control si el sistema no puede ejecutar cualquier tarea.
Requisitos: EE.UU. y China cuentan con la legislación más permisiva y permite ya la aplicación de esta categoría. Sin embargo, el marco legal europeo es más restrictivo para su introducción.
Fecha de lanzamiento: Honda lanzó 100 unidades del modelo Legend, catalogado como un vehículo autónomo de Nivel 3, en marzo de 2021. Incorpora la función Traffic Jam Pilot, que permite al conductor soltar el volante y desentenderse de la conducción en unas circunstancias concretas.
Nivel 4
Las cámaras y sensores monitorizan de forma constante lo que sucede dentro y fuera del vehículo, guiando a los ocupantes hacia su destino. El conductor solo tiene que indicar el lugar al quiere desplazarse y el coche funcionará de forma autónoma si se cumplen las condiciones operativas, como por ejemplo, estar en una autopista. Aunque el conductor puede tomar el control del coche en el momento que quiera, no debería ser necesario en prácticamente todo el trayecto, ya que el coche respondería a los imprevistos con una maniobra segura.En este nivel el vehículo es capaz de comunicarse con otros coches (V2V) y con las infraestructuras (V2I) por las que circula.
Requisitos: El vehículo debe tener una muy alta capacidad de detectar y entender su entorno, por ello, la cantidad de sensores se incrementa. Los sistemas deben ser redundantes.
Fecha de lanzamiento: Prevista para antes de 2030.
Nivel 5
Los vehículos de Nivel 5 no requieren atención humana ya que se habrá alcanzado la automatización plena en todos los entornos, ya sean urbanos o interurbanos, y en cualquier circunstancia climática o evento externo. No será necesario que los coches tengan volante o pedales, ya que el conductor será un ocupante más.
Gracias a tecnologías como el láser, el radar, el sistema de posicionamiento global o la visión de cámaras computerizadas, el coche obtendrá una visión de 360 grados de su entorno.
Requisitos: Este nivel de automatización requiere de la aprobación de un marco legal específico.
Fecha de lanzamiento: Prevista para 2030 en adelante.
Los retos de la movilidad autónoma
La conectividad presenta una serie de desafíos a los que deben dar respuesta los fabricantes y las autoridades.
- Ciberseguridad. Es preciso garantizar el anti-hackeo de los vehículos, así como las comunicaciones con las infraestructura para evitar que información falsa o manipulada obligue al vehículo a tomar decisiones erróneas.
- Validación de los algoritmos de Inteligencia Artificial (IA) para que el vehículo pueda reaccionar ante situaciones que no ha experimentado y que pueden poner en riesgo la seguridad del conductor y de otras personas. Este punto incluye el testeo del vehículo como uno de los mayores retos.
- Que sean vehículos comercialmente viables. El uso de equipos tan sofisticados implica un incremento del precio que situaría a estos coches en una gama alta y que, por lo tanto, no se adaptan a los precios medios de mercado.
- Aspectos legales. A nivel de desarrollo, Estados Unidos y China llevan a la delantera a Europa. El primero, gracias a su ecosistema de empresas, es pionero en integrar la IA a los vehículos y tiene mayor agilidad para autorizar pruebas y homologar las diferentes fases del vehículo autónomo. La apuesta china por el vehículo autónomo se traduce en una legislación aún más sólida que la estadounidense.
Un vehículo autónomo necesita una infraestructura conectada
Para alcanzar la plena automatización es necesario que los vehículos, además de comunicarse entre ellos, puedan hacerlo con las infraestructuras por las que circulan. Actualmente, las carreteras son pasivas y el vehículo se adapta a sus circunstancias.
Para ello, hay que dotar de cámaras y sensores a las carreteras para que puedan procesar la información que transmite el vehículo, como su posición, y comunicarse con él alertándole, por ejemplo, de que ha habido un accidente a varios kilómetros de distancia.
Estos dispositivos son módulos de comunicaciones establecidos según unos protocolos que ya están bastante definidos, aunque falta su implementación.
Las fases de las infraestructuras conectadas
- Infraestructuras convencionales
Sin ningún tipo de apoyo a la conducción autónoma, existen mapas digitales con información sobre la señalización. Se deja al vehículo el proceso de entender su entorno, la carretera.
- Infraestructuras digitales
La infraestructura empieza a jugar un papel más activo. Primero, influyendo en el tráfico con paneles de mensajería variable e información dinámica como atascos, accidentes, climatología enviada de forma digital a los vehículos autónomos. Finalmente, un nivel de digitalización más avanzado aún permitiría gestionar el tráfico a nivel “microscópico”, como situación de los vehículos y enviando información cooperativa a los vehículos autónomos, como por ejemplo recomendaciones de velocidad o ruta.
Retos de las infraestructuras conectadas
- Poder dotar a una infraestructura nueva o existente de todos los elementos de sensorización y comunicación requeridos para facilitar la comunicación V2V y V2I.
- Disponer de comunicaciones móviles de alta velocidad, baja latencia y alta disponibilidad que permitan implementar las arquitecturas del IoT adaptadas a la vía.
- Obtención fiable de las condiciones físicas y ambientales de la ruta en tiempo real.
Las tecnologías empleadas en el desarrollo de los vehículos autónomos nacen de la aviónica, la primera industria que incluyó una interfaz electrónica que automatiza ciertas fases del vuelo, realizadas por el piloto o piloto automático, y del concepto de redundancia: la duplicación de ciertos componentes críticos para que, en caso de fallo, siempre exista una alternativa. Ahora es el turno de los vehículos rodados. En nuestro ocio, en los desplazamientos de trabajo y, cada vez más, aplicados en logística, industria y transporte.
Más información:
Sociedad de Ingenieros de Automoción
Road infrastructure support levels for automated driving
