Conducción autónoma

¿Qué es la conducción autónoma?

El término «conducción autónoma» se asocia a los vehículos que pueden desplazarse por sí mismos, sin que haya una persona que los conduzca o los controle de forma remota. Entre ellos también se incluyen los sistemas de transporte que se desplazan solos y los robots. Esto significa que estos vehículos están equipados con sensores, actuadores y sistemas de control que permiten mover el vehículo de forma autónoma. Junto a la electrificación, la conectividad y los servicios de Carsharing, la conducción autónoma es otra de las megatendencias de la industria de la automoción.

¿Por qué existe la conducción autónoma?

Existen diversas razones para la introducción de vehículos que se desplazan de forma autónoma. En primer lugar está el aumento de la seguridad vial, sobre todo porque la densidad del tráfico está aumentando y el cambio demográfico hace necesaria la posibilidad de ofrecer una movilidad adecuada a cada edad (para minimizar los riesgos de accidente en diferentes grupos de edad, según la publicación de la fundación Technologie Stiftung Berlin). Además, los vehículos autónomos podrían conducir de forma más eficiente, lo que conlleva una reducción de las emisiones de CO2. Por último, la conducción autónoma cobra una gran importancia para la automatización en la logística, como por ejemplo, en forma de vehículos logísticos que se desplazan solos dentro de las plantas de producción, o en el «Platooning» (véase más abajo).

¿Qué niveles se han definido para alcanzar la conducción autónoma?

Para poder hacer una distinción clara de los diferentes niveles, se han establecido las siguientes definiciones:

• Nivel 0: conductor activo al 100 % (lleva el volante, acelera, frena, etc.), ninguna automatización.
• Nivel 1: el vehículo ofrece un modo asistido en el que los sistemas de asistencia intervienen de forma automática, como p. ej., el control automático de velocidad, el ABS o el ESP.
• Nivel 2: el vehículo ofrece un modo asistido que ya asume algunas tareas sin que el conductor tenga que intervenir. Entre ellas se encuentran, p. ej., el asistente de aparcamiento, el asistente de mantenimiento de carril y el asistente de atascos.
• Nivel 3: el vehículo ofrece el modo automatizado, con el cual el conductor no asume el control de forma continua, sino que tiene que controlar el vehículo después de un tiempo de advertencia determinado. El vehículo es capaz de realizar por sí mismo las funciones necesarias (cambio de carril, intermitentes, frenar).
• Nivel 4: el vehículo ofrece el modo altamente automatizado, en el cual el vehículo puede asumir el control permanente. Si el sistema ya no es capaz de realizar esas tareas, el conductor puede recuperar el control.
• Nivel 5: el vehículo ofrece el modo totalmente automático, no hay conductor.

¿Cuándo comenzó la historia de la conducción autónoma?

Mucho antes de que se hablara del término «conducción autónoma», la industria automovilística ya trabajaba con las primeras tecnologías en esta dirección. A finales de los años 50 del siglo XX, Chrysler desarrolló la aplicación «Cruise Control», que mantenía constante la velocidad del vehículo independientemente del flujo de tráfico real. Ese fue el pistoletazo de salida para otros pasos en el desarrollo hasta la creación vehículos con conducción autónoma en los años 60, con el objetivo de crear condiciones reproducibles para realizar pruebas de neumáticos. Los nuevos desarrollos de los años 90 como, por ejemplo, el radar o el LiDAR, contribuyeron considerablemente a hacer posible la conducción autónoma en el tráfico por carretera.

¿Qué otras formas de conducción autónoma existen?

Bajo el término «Platooning», los fabricantes de vehículos industriales también emplean la conducción autónoma. Este sistema consiste en agrupar varios camiones a través de lo que se nomina «trenes de carretera». Funciona mediante el control del primer camión, que va conducido por un conductor o de forma parcialmente autónoma. Otros camiones siguen al primer vehículo de forma sincronizada y con una distancia definida.

¿Qué necesita un vehículo para la conducción autónoma?

Para que un vehículo conduzca de forma autónoma, es necesario que cuente con un equipo de control potente al que estén conectados una serie de sensores (radar, LiDAR, cámara, ultrasonidos). Estos sensores analizan el entorno para detectar todos los objetos, vehículos, personas, etc. Para ello, es importante que se determine o se mida su dirección, velocidad, tamaño, distancia, etc. Además, los sensores también deben detectar las señales de tráfico, semáforos, etc., para poder procesar y cumplir las normas de tráfico actuales. Para que en el equipo de control pueda formarse una imagen global de la situación, es necesario que los datos de estos sensores se puedan registrar en su totalidad.

A continuación, los datos obtenidos de este modo se procesan con un complejo algoritmo para generar la imagen global. A partir de este procesamiento se toman decisiones que requieren que el equipo de control tenga acceso a todos los actuadores necesarios (frenos, dirección, aceleración)y a todos los asistentes, con el fin de que el vehículo se desplace de forma segura incluso en las situaciones de conducción críticas. Para obtener información decisiva adicional de fuera del vehículo (p. ej., sistemas de control, la nube u otros vehículos), los vehículos autónomos están equipados con lo que se denomina tecnología «Car to X». Mediante esta tecnología se envía información al vehículo como, por ejemplo, las características del carril, las advertencias sobre accidentes, los peatones que hay en un semáforo, etc., con el fin de reaccionar con tiempo suficiente ante cualquier peligro. En caso de fallo del sistema, en el vehículo hay previstas redundancias que, en un modo de emergencia, lo detienen de forma segura.

Un ejemplo: en 2022, Mercedes ha sido el primer fabricante de automóviles del mundo que ha obtenido la autorización para vender vehículos en Alemania que pueden conducir de forma autónoma en el nivel 3, a un máximo de 60 km/h. Para ello, utilizan 12 sensores de ultrasonidos, 4 cámaras, 1 cámara estereoscópica, 6 sensores de radar, un sensor LiDAR y una antena GPS de alta sensibilidad. Los datos de sensor registrados se procesan en un control con una potencia gigantesca (comparable a unos 15 portátiles)

¿Qué consecuencias tendrá la conducción autónoma en el diseño del vehículo?

Para utilizar un vehículo en el nivel 4, la atención del conductor solo es necesaria de forma temporal y si se solicita. En los vehículos del nivel 5 ya no es necesario ningún conductor, sino solamente pasajeros. Los estudios disponibles actualmente demuestran que esto tendrá un considerable efecto en el diseño del vehículo y su interior.

Por ejemplo, en los vehículos del nivel 4, el volante se podrá plegar en el cuadro de instrumentos. Los vehículos de nivel 5 (los «auténticos» vehículos autónomos) ni siquiera tendrán volante. Distintos fabricantes han concebido su interior, por ejemplo, colocando un sofá en forma de «U» o incluso una cama para los vehículos de largo recorrido. En algunos diseños, el asiento del conductor se puede convertir en un puesto de trabajo móvil, o bien todos los pasajeros se sentarán unos frente a otros.

¿Cómo es el aspecto de la seguridad jurídica en la conducción autónoma?

Un paso importante en dirección a la seguridad jurídica fue la modificación de la «Convención de Viena sobre señalización vial» de 1968, reconocida en toda la UE, que establecía la idea fundamental de que todos los vehículos que se encuentran en tránsito debían tener un conductor. Este tratado se modificó en 2016 en el sentido de que por primera vez se permitían sistemas en los vehículos que ejercieran una influencia en la conducción del vehículo (sistemas para ayudar al conductor, sistemas de asistencia al conductor o funciones de conducción automatizadas).

En todo el mundo es difícil conseguir una autorización completa, ya que las condiciones legales marco son complejas. Un ejemplo de ello es el hecho de que no haya conductor y se plantea la cuestión de quién asume la responsabilidad en caso de accidente. Actualmente, en un vehículo autónomo no se puede hacer responsable ni al dueño ni al fabricante.

También existe un acalorado debate sobre una cuestión ética central: ¿cómo decide un vehículo autónomo (controlado por algoritmos) si se da la siguiente situación? Un transeúnte sale a la carretera, un grupo de peatones va por el borde del carril contrario y un vehículo viene de frente. ¿Esquiva el vehículo al transeúnte e invade el carril contrario, o se acepta un choque con el transeúnte para evitar la colisión con el grupo de peatones?

¿Cuál es el nivel de desarrollo actual de la conducción autónoma?

Cada vez más son los fabricantes de automóviles conocidos que ofrecen modelos de gama media y alta con sistemas de asistencia hasta el nivel 3. Se está trabajando de forma intensiva en vehículos de los niveles 4 y 5. Distintos OEM han presentado ya los prototipos correspondientes, algunos hace ya años.

Aquí presentamos algunos ejemplos de OEM conocidos:

• Tesla ha sacado al mercado su sistema «piloto automático». El sistema denominado «FSD» (Full Self Driving) funciona en el nivel 2, con el cual los vehículos pueden dirigirse por sí solos a destinos del sistema de navegación.
• En el Mobility Show de 2021, Mercedes presentó un prototipo con capacidad de conducción autónoma y un innovador diseño interior. Como ya hemos mencionado, la clase S conduce de forma automatizada desde 2022 hasta 60 km/h.
• VW ha desarrollado un coche de carreras autónomo (ID Pikes Peak) y, con el estudio conceptual Sedric, pretende conquistar el mercado de vehículos compactos autónomos.
• Volvo está probando 100 vehículos XC90 automatizados en el anillo perimetral que rodea Göteborg.
• Con su filial «Cruise», GM presentó en 2021 un vehículo de nivel 5 sin conductor de seguridad, que recorrió las calles de San Francisco.

¿Qué papel desempeña la inteligencia artificial?

Los sistemas empleados actualmente ya muestran que una parte considerable de los requisitos se cumple cuando las condiciones ambientales son favorables para el vehículo. Si existen condiciones difíciles (como nieve, carriles no delimitados o situaciones de tráfico confusas), los sistemas actuales no permiten solucionarlas con la suficiente seguridad. Para ello, en el futuro se utilizará la inteligencia artificial (IA). Algunos fabricantes utilizan inteligencia artificial en combinación con redes neuronales y evalúan los datos recopilados por vehículos de prueba con la ayuda de algoritmos de «Deep learning». Esta medida aumenta la seguridad de tomar la decisión correcta en situaciones difíciles (p. ej., para distinguir entre personas y objetos).

¿Cómo va a evolucionar el mercado de la conducción autónoma?

Si se confía en las previsiones de las empresas conocidas (Statista 6-2-2020), el número de vehículos autónomos en 2030 será ya del 10 %. Según Bain, para el año 2040 se espera que el número de vehículos autónomos ascienda al 40 % de la cuota de mercado. Por tanto, podemos suponer que esta tecnología llegará al mercado masivo en unos 10 años.

Helmut Pritz

Helmut Pritz es mánager de producto para la transmisión óptica de datos en MD Elektronik. Con sus más de 20 de años en el sector, aporta una enorme experiencia para impulsar esta tecnología del futuro. Su vocación es desarrollar soluciones innovadoras para la industria automotriz, trabajando codo con codo con los clientes, con startups, con los fabricantes de unidades de control y los proveedores. Tras su actividad como jefe de proyecto, en la que fue responsable del desarrollo de componentes enchufables y las instalaciones de automatización correspondientes, en su puesto de Manager Development RF Technology creó un departamento de desarrollo que trabajaba principalmente con la tecnología de alta frecuencia. El variado contacto con los clientes, proveedores y el equipo global de MD están entre las actividades que valora especialmente de su puesto.