Vehículos autónomos: Argumentos a favor de la infraestructura digital

Hace algunos años visité el Centro Espacial Kennedy en Florida. Al ver la plataforma de lanzamiento de SpaceX, apenas podía imaginar que en los próximos años se enviaría una misión tripulada a la Estación Espacial Internacional (ISS) desde esta misma plataforma. Sin embargo, no es su éxito lo que más me ha llamado la atención, sino el hecho de que SpaceX haya reducido en un factor 10 el coste del transbordador espacial para lanzar un kg al espacio exterior (¡la ley de Moore en su máxima expresión!). Entonces, ¿quién dice que no podamos tener vehículos autónomos de nivel 5 funcionalmente fiables y a un precio razonable en esta década? Se están realizando grandes inversiones y la evolución diaria de la industria es significativa. Algunas iniciativas dignas de mención son las siguientes:

• Lidar: A pesar de sus ventajas evidentes, son dispositivos demasiado grandes, complejos y costosos para su comercialización a gran escala. Además, son muy susceptibles a la vibración y los golpes, y presentan una resolución y un alcance limitados. Pero eso está a punto de cambiar. El LIDAR de estado sólido (Hartman, Continental HFL110, o Laser Bear de Waymo) corrige algunas de estas limitaciones debido a que proporciona tanto el rango como la resolución angular, y está próximo a su producción en masa. Se pueden instalar varios en los vehículos para proporcionar la geometría adecuada y responder adecuadamente a las necesidades de los vehículos autónomos. Resulta especialmente atractiva la integración del Lidar de Luminar como parte de la nueva Arquitectura de Productos Escalables de Volvo (SPA2).
• Radar: Aunque todavía tienen como objetivo los niveles 2 y 3, los juegos de chips de radar de alta resolución para el sector automovilístico pueden recibir datos de múltiples antenas, y actualmente se están incorporando al mercado algoritmos mejorados para controlar las interferencias.
• Localización: Además del Sistema Global de Navegación por Satélite/Unidad de Medición Inercial (GNSS/IMU) más convencional, la odometría visual de Qualcomm promete una desviación de la trayectoria inferior al 1%, y el Generation Partnership Project (3GPP) Rel 17 destaca por la precisión de la localización.
• Mapas HD: El despliegue de constelaciones de satélites en órbita baja que ofrecen una cobertura global de imágenes de alta definición con una precisión de hasta 10 pulgadas y una frecuencia de actualización de 24 horas es una iniciativa intrigante. Ya están surgiendo actores clave en esta industria. Geely planea lanzar 500 satélites al año, Toyota está trabajando con Maxar, y SpaceX de Musk lanzará 12.000 como parte de su constelación Starlink (aunque esta última iniciativa parece estar centrada en el acceso a Internet por satélite, es difícil pensar que no tendrá una dimensión automovilística teniendo en cuenta el patrocinador).
• Teleoperación: En este sentido, cabe destacar la investigación del UMTRI para combinar la Inteligencia Artificial y el Aprendizaje Automático (IA/AA) a bordo capaz de predecir la probabilidad de una desconexión en los próximos 10 a 30 segundos, con un centro remoto capaz de tomar el control si es necesario.

Estas (y otras muchas) iniciativas parecen dibujar un futuro en el que incontables entidades autónomas podrán compartir de manera ordenada espacios urbanos estructurados y no estructurados con coches convencionales, bicicletas, peatones, etc., con (a lo sumo) su propio servicio de supervisión y teleoperación. Y fin de la historia, ¿no? No tan rápido. Esto no es todo.

Infraestructura digital y 5G

A principios de este año, se publicó un artículo en LinkedIn con la intención de “desmontar el mito del VA y el 5G”. El título habla por sí solo. El mensaje fue alto y claro, y los comentarios del público fueron abrumadores. No quiero intervenir en este debate, aunque hay sesgos obvios (por ejemplo, presentar Cellular Vehicle to Everything (C-V2X) como un sistema de suscripción necesario para la tarjeta SIM). Lo que intento es centrar la atención en los vehículos autónomos y la infraestructura digital, uno de cuyos componentes es el 5G.

¿Qué quiero decir con infraestructura digital (en este contexto)? Me refiero a un conjunto de aplicaciones que se ejecutan en una combinación de arquitecturas edge y de nube (y que se apoyan en diferentes comunicaciones como Wi-fi, G4 LTE, G5 y todo el rango de la tecnología Vehicle to Everything -V2X) diseñadas y operadas no solo para respaldar los bloques a bordo de la plataforma de conducción autónoma (reconocimiento, predicción, planificación, conciencia de la situación y control), sino también las necesidades de un flujo de tráfico mixto que incluye vehículos conectados y no conectados y vehículos autónomos con diferentes niveles de automatización. Esta infraestructura debe ofrecer integridad de hardware y software, seguridad de los datos (Security Credential Management System, SCMS, se convertirá en un activo clave), cobertura universal y amplia interoperabilidad. Debe ser lo suficientemente flexible como para adaptarse a los casos de uso urbano e interurbano, a las congestiones y a las diferentes composiciones de tráfico (con diferentes niveles de penetración de vehículos conectados y vehículos autónomos, combinados con la conducción en grupo y cooperativa). Soy un poco más escéptico en cuanto a la necesidad de mover grandes volúmenes de datos (dejando a un lado los sistemas de entretenimiento), o de ofrecer latencias de menos de un milisegundo (me encanta la forma en que Traffic Technology Services, TTS, está difundiendo las fases de señal y tiempo, SPaT, de los semáforos a Audi).

Sé que es un terreno resbaladizo, pero creo que toda esta oleada de nuevas y excitantes tecnologías llega al ámbito del transporte junto con todo un paquete de desafíos, pero esto será un tema para otro blog.

Siglas

3GPP: 3^rd Generation Partnership Project (Proyecto de Asociación de Tercera Generación)

ADAS: Advanced Driver Assistant Systems (Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor)

IA/AA Inteligencia Artificial/Aprendizaje Automático

VA: Vehículo Autónomo

MBS: Mensaje Básico de Seguridad

C-V2X: Cellular Vehicle to Everything

AMD: Aviso de Mensaje Dinámico

FCC: Federal Communications Commission (Comisión Federal de Comunicaciones)

SGNS/UMI Sistema Global de Navegación por Satélite/Unidad de Medición Inercial

HD: High Definition (Alta Definición)

ISO: International Standard Organization (Organización Internacional de Normalización)

MVDS: Microwave Vehicle Detection System (Sistema de Detección por Microondas para Vehículos)

NLOS: Non-Line of Sight (Sin Línea de Visión)

NPRM: Notice of Proposed Rulemaking (Anuncio de Propuesta de Reglamentación)

ODD: Operational Design Domain (Dominio de Diseño Operativo)

OEM: Original Equipment Manufacturer (Fabricante de Equipos Originales)

OTA: Over the Air Updates (Actualizaciones de Forma Inalámbrica)

RSS: Responsibility-Sensitivity Safety (Responsabilidad-Sensibilidad Seguridad)

SCMS: Security Credential Management System (Sistema de Gestión de Credenciales de Seguridad)

SPA2: Scalable Product Architecture (Arquitectura de Producto Escalable)

SPaT: Signal Phase and Time (Fase de Señal y Tiempo)

SWaP-C: Size, Weight, Power and Cost (Tamaño, Peso, Potencia y Coste)

TTS: Traffic Technology Services

UL: Underwriter Laboratories

UMTRI: University of Michigan Transportation Research (Instituto de Investigación del Transporte de la Universidad de Michigan)

ODV: Odometría Visual

DaP: Disposición a Pagar