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Introducción Observar vehículos por las carreteras y caminos conduciéndose de forma autónoma, sin intervención alguna del operador humano, pareciera una situación sacada de algún relato de ciencia ficción. Sin embargo, debido al avanzado desarrollo tecnológico, en lo últimos años, en sistemas de posicionamiento global (GPS, por sus siglas en ingles), sensores y microprocesadores, la conducción autónoma es una realidad que se encuentra a la vuelta de la esquina. Incluso ya se encuentran en el mercado vehículos con dispositivos de conducción semiautónoma y se estima que para finales de esta década, o inicios de la siguiente, se encontraran disponibles comercialmente vehículos capaces de ofrecer una conducción completamente autónoma. Actualmente diversos fabricantes de vehículos y desarrolladores independientes en diferentes regiones del mundo, están realizando pruebas. Algunos de estos, ya muestran importantes avances con sus vehículos autónomos empleando sus propias tecnologías, afinando los últimos detalles y comprobando la fiabilidad de sus sistemas, a través del recorrido de grandes cantidades de kilómetros en diferentes entornos. Más aún, estas pruebas abarcan, incluso, vehículos de grandes dimensiones, tales como los empleados para el transporte de carga pesada. Diversos especialistas prevén el inicio de la comercialización masiva para la primera mitad de la década siguiente. Esta tecnología promete traer grandes beneficios a la sociedad, dentro de los que se pueden destacar: una reducción de la accidentalidad vial al eliminar el factor humano, considerado el principal causante de estos sucesos. Supone también, un menor consumo de combustible y, por consecuencia reducción de las emisiones contaminantes; esto debido a que se podrá planificar de mejor manera las rutas y las velocidades de recorrido, reduciendo las aceleraciones y frenadas bruscas que consumen mucha energía. Además, favorecerán un, mejor aprovechamiento del tiempo por el conductor ya que podrá emplear el tiempo de los recorridos realizando otras actividades y facilitará la accesibilidad para que personas con limitaciones para conducir puedan desplazarse con estos autos. No obstante, para la correcta implementación y asimilación de esta tecnología es necesario preparar el camino en aspectos como la compatibilidad entre la infraestructura y este nuevo tipo de vehículos, establecer los aspectos jurídicos, legales y de responsabilidad que se deben cumplir, así como generar confianza en los usuarios sobre la fiabilidad de estos sistemas. Algunos países han tomado con seriedad el tema y llevan ya un importante camino recorrido para la implantación de la tecnología de los vehículos autónomos, México aún no comienza. En ese sentido esta nota presenta un breve panorama del estado del arte de la conducción autónoma y se abordan los temas en los que se debe trabajar con el fin de estar preparados ante la inminente llegada de estos vehículos.
Vehículo de conducción autónoma Un vehículo autónomo, también conocido como sin conductor o auto-conducido, es aquél capaz de imitar las habilidades humanas de manejo y control vial. Un vehículo autónomo debe ser capaz de percibir el medio que le rodea, tomar decisiones y desplazarse en consecuencia, de forma que, una persona podrá elegir el destino, pero no se requiere de su intervención para activar ninguna operación mecánica del vehículo (Figura 1). Lo primero que se debe tener en cuenta al hablar de conducción autónoma es el hecho de que una computadora de alto desempeño es quien toma decisiones en función de directrices incuestionables. De este modo, en una carretera con límite de velocidad de 80 km/h, el vehículo autónomo jamás excederá dicho límite, a no ser que se alteren sus parámetros de funcionamiento predefinidos. Puesto que la ambigüedad no existe en la toma de decisiones de una máquina. Teóricamente, este tipo de vehículos es la figura perfecta dentro del sistema de transporte, donde su funcionamiento se basa en el cumplimiento de leyes y directrices impuestas. Por tanto, no hay interpretación, ni mucho menos violación de las normas salvo fallo, ya que su funcionamiento implica un control y prudencia imposibles de alcanzar por un ser humano, [1].
Figura 1. Representación de un viaje en un vehículo autónomo, [2].
Funcionamiento Cada proyecto en este campo ha seguido su propia metodología, sin embargo, se pueden indicar algunos componentes comunes que hacen posible la conducción autónoma, como los sistemas GPS, radares, cámaras y procesadores, [3]. Su principal propósito es como sigue: · GPS: Los sistemas de geo-posicionamiento, muy utilizados hoy en día en múltiples aplicaciones, son los encargados de señalar al vehículo su posición, definiendo de esta manera la trayectoria que debe seguir para llegar al destino final. · Radares: El vehículo incorpora radares que tienen como objetivo detectar los obstáculos que pueda haber en el trayecto del mismo, con alcances de detección a distancias de cien metros o más del vehículo. · Cámaras: Un conjunto de cámaras de video se encargan de identificar las señales de tránsito, las marcas que hay en la carretera y otros elementos fijos o móviles presentes en el entorno vial. · Lidar: Este tipo de radar, que funciona mediante la emisión de un haz de luz láser, se sitúa en la parte más alta del vehículo, el Lidar gira permitiendo generar un perfil del entorno en el cual se encuentra el vehículo,. · Procesador: Se encarga de procesar rápidamente toda la información captada por los anteriores elementos, para indicar las acciones a ejecutar. Como ejemplo, se estima que el tiempo de reacción media de algunas personas para accionar los frenos es de poco menos de dos segundos, mientras que el de un vehículo autónomo, gracias a su capacidad de su sistema de procesamiento, es de tan sólo 3 décimas de segundo. En la Figura 2, se muestra la representación del funcionamiento de los diferentes sensores que permiten la conducción autónoma.
Figura 2. Representación de la identificación del entorno mediante los sensores, [4].
Clasificación de los niveles de conducción autónoma Conseguir que un vehículo sea completamente autónomo, es decir, que no requiera en ningún momento la intervención de un humano, es una tarea que implica un gran reto tecnológico difícil de lograr. La consecución de esta meta se está logrando de forma paulatina por medio del desarrollo de vehículos semiautónomos, que cada vez son capaces de desarrollar mayor cantidad de tareas de conducción por sí mismos. Diversas organizaciones han intentado armonizar y clasificar los niveles de conducción autónoma de acuerdo al nivel de operaciones que puede realizar el vehículo por sí solo. En este sentido, la clasificación más aceptada es la establecida por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE, por sus siglas en ingles), plasmada en el estándar SAE J3016, [5]. En este documento se definen seis niveles de conducción autónoma, que incluye desde la conducción no automatizada (nivel 0) hasta la conducción totalmente autónoma (nivel 5). En los primeros cuatro niveles es necesaria la figura de un conductor humano, mientras que en los dos últimos desaparece por completo. A continuación, se da una breve explicación de cada uno de los niveles establecidos en el estándar SAE J3016. · Nivel 0. Conducción no automatizada. El conductor humano controla todos los aspectos de la conducción. · Nivel 1. Asistencia al conductor. El vehículo cuenta con sistemas automáticos para controlar el desplazamiento lateral o longitudinal, solo uno a la vez, el resto de las operaciones recaen sobre el conductor humano. · Nivel 2. Automatización parcial de conducción. El vehículo puede controlar de forma automática la dirección, el avance y el frenado tanto en dirección lateral como longitudinal a la vez. El conductor humano debe estar atento a las condiciones externas de tránsito y del camino todo el tiempo para tomar el control del vehículo. · Nivel 3. Automatización condicionada de conducción. El vehículo puede monitorear sus alrededores, desplazarse longitudinal y horizontalmente. El conductor humano debe estar atento para tomar el control cuando sea requerido. El vehículo debe avisar al conductor con tiempo suficiente cuando sea necesaria su intervención. · Nivel 4. Automatización alta de conducción. A partir de este nivel ya no es requerida la intervención de un conductor humano. En caso de fallo el sistema cuenta con un respaldo para actuar y conducir hasta una situación de riesgo mínimo. Sin embargo, el funcionamiento del sistema sigue limitado a ciertos escenarios y por tanto el vehículo puede encontrarse en situaciones en las que no pueda seguir conduciendo. · Nivel 5. Automatización total de conducción. La conducción del vehículo es totalmente automática y puede realizar por sí mismo todas las tareas relacionadas con la conducción bajo cualquier condición y escenario, incluso ya no es necesario que el vehículo cuente con pedales o volante de dirección o con algún ocupante humano.
Avances Desde hace algunos años diversas empresas desarrolladoras de tecnología y armadoras de vehículos se han puesto como meta lograr construir vehículos completamente autónomos que sean seguros y confiables, de forma que puedan ser comercializados y utilizados de forma masiva. Para lograr dicha meta, ha sido necesario ir paso a paso por lo que a la fecha se han realizado gran cantidad de pruebas con este tipo de vehículos, tanto en lugares cerrados como en condiciones de tránsito normal. Estas pruebas continuarán por algunos años más. Uno de los pioneros en pruebas masivas con vehículos autónomos es la empresa Google, la cual ha cubierto más de 3 millones de kilómetros recorridos desde 2010 con una flota de alrededor de cincuenta vehículos, [6]. Al igual que el caso de Google, existen otras compañías tecnológicas como Uber y Apple interesadas en desarrollar los sistemas que permitan a los vehículos ser autónomos y de esta forma proveer a las constructoras tradicionales con dichos sistemas. De igual forma, la mayoría de las armadoras tradicionales (Nissan, Toyota, Mercedes-Benz, Grupo Volkswagen, Volvo, Ford, etc.) se encuentran desarrollando y probando sus productos en cuanto a conducción autónoma se refiere. Algunos incluso, ya tienen a la venta vehículos con niveles de autonomía 2 y 3, según la SAE J3016. El caso más conocido, aunque no de un fabricante tradicional, es el del fabricante Tesla quien ofrece en sus vehículos un sistema de piloto automático que, se puede activar y desactivar a placer. Este sistema se puede considerar un sistema de control crucero muy avanzado que, permite dejar el control de la conducción al vehículo mismo ante ciertas circunstancias, pero el operador debe en todo momento mantener la atención total en la carretera para tomar el control de ser necesario [7]. Otros fabricantes que ya ofertan vehículos semiautónomos son Mercedes-Benz, quien además de que ya está equipando a algunos de sus vehículos con los dispositivos necesarios para la conducción autónoma, al igual que Tesla está desarrollando, vehículos de carga y autobuses autónomos. Así mismo, Audi es otro fabricante que recientemente lanzó a la venta un vehículo con nivel 3 de conducción autónoma. Muchas de estas compañías a la par de estar desarrollando la tecnología de conducción autónoma, están trabajando para que se realicen las reformas regulatorias en diferentes regiones del mundo, que permitan la circulación de los vehículos con dicha tecnología.
Cuestiones a considerar ante la llegada de los vehículos autónomos Los principales obstáculos para la implementación de los vehículos autónomos no se derivan de las limitaciones de las tecnologías de conducción sino de factores de infraestructura, de regulación, de responsabilidad legal y de fiabilidad que deben abordarse, [1]. Dada su relevancia en el desarrollo y aplicación de vehículos autónomos, estos factores se comentan a continuación. Infraestructura La infraestructura actual deberá adaptarse de forma que permita la comunicación infraestructura a vehículos y de vehículo a vehículo, de situaciones tales como la sincronización de los semáforos, lo cual permitirá establecer velocidades óptimas de circulación reduciendo así los consumos de combustible y el tránsito; así como, también se podrá notificar situaciones de embotellamientos para definir rutas alternas. Por otro lado, la comunicación vehículo a vehículo permitirá establecer la ubicación ante condiciones de poca visibilidad con lo cual se reducirían las posibilidades de accidentes. En la Figura 3 se observa una representación de la conectividad entre los diferentes elementos del sistema de transporte como son vehículos e infraestructura.
Figura 3. Representación de la comunicación infraestructura a vehículo y vehículo a vehículo, [8].
En marzo de 2015 el Ministro de Transporte de Alemania informó su compromiso por actualizar parte de la infraestructura y trazado de la autopista A9 para ayudar a los fabricantes de automóviles germanos a desarrollar y probar sus vehículos autónomos. De esta manera, la administración de carreteras se encargará de instalar y modificar la infraestructura con el fin de que esta permita la comunicación entre vehículos, así como la transmisión de datos entre los vehículos y la infraestructura. Las mejoras y las nuevas instalaciones en la carretera A9 incluirán sensores, sistemas de medición y todo tipo de tecnologías necesarias para la prueba de esta clase de vehículos, [9]. Regulación Para que los vehículos autónomos puedan circular por las diferentes carreteras, es necesario contar con la autorización correspondiente. Este es un tema en el que ya se está trabajando en diferentes regiones del mundo, aunque aún faltan muchos aspectos por definir. A continuación, se sita algunos ejemplos de países o regiones que se encuentran trabajando en sus respectivas legislaciones. Estados Unidos La mayoría de los estados pertenecientes a la Unión Americana no tienen regulaciones al respecto, siendo los estados de California, Nevada y Florida los primeros en establecer un marco regulatorio autorizando el uso de estos vehículos para pruebas y desarrollos desde el 2012. Sin embargo, consideran, ciertas restricciones como son que el vehículo debe contar con volante y pedales para conducción manual, así como ser tripulado en todo momento por un operador humano capacitado para tomar el mando del vehículo ante situaciones que así lo requirieran, [10]. Actualmente, los estados de California y Nevada continúan a la delantera en lo que a este tipo de regulaciones se refiere, incluso, en fechas recientes han lanzado nuevos reglamentos previendo el uso masivo de vehículos autónomos. Incluso, en Nevada se ha autorizado el uso en autopistas abiertas del camión autónomo Freightliner Inspiration, [11]. Unión Europea Diversos países europeos han abierto sus carreteras para que los constructores prueben sus vehículos autónomos, como es el caso de Francia, Alemania, Suecia, España e Inglaterra. Complementariamente, se está preparando una nueva versión de la Convención de Viena sobre la circulación por carretera del año 1968, firmada y asumida por casi todos los Estados Europeos, que se adapte a la conducción autónoma. Este tratado, tiene como fin hacer más seguro el tránsito rodado mediante una estandarización de las reglas, prescribe como una de sus normas básicas que el conductor debe dominar su vehículo de forma permanente y en todas las circunstancias, es decir, obliga la presencia de un conductor, [9]. En fechas recientes, el gobierno alemán aprobó un proyecto para modificar la ley de tránsito, de modo que se permita el uso de vehículos autónomos, destacando que los conductores no quedan eximidos de responsabilidades en este tipo de vehículos. Además, se establece que los vehículos deben de contar con un dispositivo similar a las cajas negras de los aviones que permita establecer las causas de los accidentes. Adicionalmente, se establece que debe ser posible la desactivación de la conducción autónoma en cualquier momento para que el conductor humano tome el control del vehículo, [12]. China Recientemente se dio a conocer la regulación que prohíbe temporalmente que las marcas realicen pruebas de la tecnología autónoma en carreteras de ese país asiático. Sin embargo, las autoridades chinas no han hecho públicos los motivos por los que imponen esta limitación, [13]. Responsabilidad Los vehículos de conducción autónoma representan un gran reto para las empresas aseguradoras. Por un lado, se prevé que con el uso generalizado de esta tecnología habrá una reducción considerable en la ocurrencia de accidentes de tránsito, al eliminar el factor humano, que en situaciones comunes representa la causa de cerca del 90% de los accidentes de este tipo, lo que provocaría la reducción en los costos de las pólizas y por lo tanto los ingresos de las aseguradoras, [14]. Previendo esta situación, la empresa de seguros británica Adrian Flux, ya ha añadido a su catálogo un seguro específico para vehículos completamente autónomos, que dispongan de características de conducción autónoma o simplemente, que estén equipados con algún sistema que no requiera de la intervención del conductor para ejecutar acciones durante la conducción, como pueden ser, el sistema de frenada automática, el sistema de advertencia de cambio de carril o incluso otros sistemas más avanzados que dan la posibilidad de controlar el vehículo en embotellamientos o en autopistas. La póliza cubrirá los fallos que pudieran afectar al software del fabricante, así como la perdida de comunicación en el servicio por satélite y los intentos de los hackers por tomar el control de un vehículo con cualquier finalidad, [15]. Por otra parte, está la cuestión del establecimiento de responsabilidades ante el caso de un accidente, ya que surge la interrogante de a quien responsabilizar, si al propietario aun cuando no haya estado al mando del vehículo o al fabricante debido a fallas en sus sistemas. Estas y otras cuestiones será necesario definirlas claramente en las leyes regulatorias. Confianza La confianza, tanto de los usuarios como de los gobiernos, sobre la fiabilidad de uso de vehículos autónomos es otra de las barreras, quizá la más importante, que deberán superarse antes de su introducción masiva. Según los resultados de algunas encuestas y estudios, tres de cada cuatro conductores en Estados Unidos tienen “miedo” de viajar en un vehículo autónomo. Situación similar se presenta en otras regiones del mundo como Japón, China, India, entre otros, [16]. Las pruebas piloto que están realizando actualmente diversos fabricantes están sirviendo para el desarrollo y mejoramiento de los sistemas, por un lado, y para demostrar la fiabilidad de los mismos mediante el recorrido de grandes cantidades de kilómetros con los vehículos de prueba, por otro. En ese sentido, el proyecto que va a la cabeza es el denominado “Google Car”, que como se menciona anteriormente, a la fecha se llevan recorridos más de tres millones de kilómetros, durante los cuales se han registrado poco más de diez incidentes menores donde el conductor humano tuvo que tomar el control del vehículo para evitar un accidente, y una cantidad similar de accidentes donde en la mayoría de los casos la responsabilidad fue del conductor humano del vehículo contrario, solo uno de ellos se atribuyó directamente al sistema de conducción autónoma, [17]. En el caso de los vehículos Tesla, que cuentan con un sistema semiautónomo, en meses recientes han tenido al menos tres accidentes, produciéndose en uno de ellos la primera víctima mortal a bordo de un vehículo con esta tecnología con el sistema activo. Este suceso ha encendido las alarmas sobre la seguridad de estos vehículos, [18]. Otro aspecto que genera preocupación en los vehículos autónomos es la vulnerabilidad de sus sistemas informáticos ante ciberataques. Algunas pruebas mostraron que se puede tener acceso al ordenador del vehículo mediante conexiones WiFi o Bluetooth y alterar su funcionamiento, por lo que deberán desarrollarse sistemas de protección que eviten cualquier ingreso no autorizado que pueda poner en peligro a los ocupantes del vehículo o personas externas a él, [19]. Reflexión La conducción autónoma es prácticamente una realidad. Aunque su introducción en el mercado será paulatina, no se puede descartar que está muy cerca, por lo que en las próximas décadas tomará gran importancia. México no estará exento de estos desarrollos, por lo que es adecuado que se comience a preparar el camino para la llegada de los vehículos autónomos, lo cual implicara el establecimiento o adopción de la normativa necesaria para tal caso, la creación de las leyes de responsabilidad jurídica que aplicaran para las situaciones donde se presenten accidentes, así como, la adecuación de la infraestructura carretera para poder albergar este tipo de vehículos. Otro punto a considerar será la adecuada capacitación de los usuarios de los vehículos autónomos para su correcta operación, ya que registros de evidencias muestran que algunos de los accidentes ocurridos con los vehículos de prueba han sido por la operación inadecuada por parte de los conductores humanos. Esto, con el fin de poder realmente conseguir la disminución de los accidentes viales, que es uno de los principales objetivos de los vehículos con conducción autónoma. Referencias 1. Webmaster. Vehículo autónomo (enero 2017). Wikipedia, sitio web: https://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo_aut%C3%B3nomo 2. Webmaster. Los seguros serán más baratos cuando haya coches autónomos (noviembre 2016). Coches sin conductor, sitio web: http://www.cochesinconductor.com/2016/11/los-seguros-seran-mas-baratos-cuando-haya-coches-autonomos/ 3. Rubia, D. (20 de octubre 2011). Inteligencia artificial: vehículos autónomos. hipertextual sitio web: https://hipertextual.com/2011/10/inteligencia-artificial-vehiculos-autonomos 4. Webmaster. Vehículos inteligentes (junio 2016). Tecnologías jormy, sitio web: http://tecnologiasjormy.com/vehiculos-inteligentes/ 5. 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Doñana Daily, sitio web: http://estudiantes.elpais.com/EPE2015/periodico-digital/ver/equipo/990/articulo/alemania-adapta-las-carreteras-a-los-vehiculos-autonomos 10. Webmaster. (julio 2016). PCworld México, sitio web: http://www.pcworld.com.mx/Articulos/23010.htm# 11. Webmaster. (07 de mayo 2015). Autorizaron a un camión sin chofer a circular por las rutas de Estados Unidos. La Nación, sitio web: http://www.lanacion.com.ar/1790439-el-primer-camion-autonomo-obtuvo-su-licencia-para-recorrer-las-rutas-de-estados-unidos 12. Webmaster. (25 de enero 2017). El gobierno alemán legisla sobre vehículos autónomos. emol, sitio web: http://www.emol.com/noticias/Autos/2017/01/25/841775/El-Gobierno-aleman-legisla-sobre-vehiculos-autonomos.html 13. Monroy, M. (24 de julio 2016). China prohíbe las pruebas con autos autónomos. msn, sitio web: http://prodigy.msn.com/es-mx/autos/noticias/china-proh%C3%ADbe-las-pruebas-con-autos-aut%C3%B3nomos/ar-BBuFxk7?li=AAggsml 14. Ralph, O. (3 de julio 2016). 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