Un vehículo autónomo es un tipo de automóvil con los sensores, procesadores, software y actuadores necesarios para conducirse por sí mismo. De todos modos, que un coche u otro tipo de vehículo sea capaz de conducirse completamente solo, sin necesidad de un humano, no es tan fácil, ni barato, como puede parecer, así que los próximos años vamos a ver una llegada paulatina y progresiva de estos tipos de vehículos.
Esto significa que durante un tiempo veremos vehículos más o menos autónomos, dependiendo de cuánto sean capaces de hacer por sí solos, y de cuánto necesaria sea la intervención de un humano en la conducción. Es por eso que se habla de que hay varios niveles de conducción autónoma. Vamos a explicarlos mejor en este artículo.
Los niveles de conducción autónoma, en vídeo
NHTSA, BASt, OICA y SAE: cuatro clasificaciones en lugar de una
El primer organismo que realizó una clasificación de los distintos niveles de conducción autónoma fue la NHTSA en 2013. La NHTSA es la agencia federal que se encarga de velar por la seguridad de las carreteras y de los coches en EE.UU. Aproximadamente podríamos asociarla en España a la labor de la Dirección General de Tráfico, pero con un perfil más técnico.
La NHTSA creó una escala con cinco niveles de automatización, de 0 a 4, focalizándose principalmente en las capacidades del vehículo de conducirse por sí mismo. El carácter de esta escala de clasificación era el de servir de guía para que la Administración legislara la correspondiente normativa.
El nivel 0 se corresponde con ninguna automatización de la conducción (o sea, un coche convencional), y el nivel 4 se corresponde con una automatización completa de la conducción, sin responsabilidad alguna del conductor, y sin que sea necesario siquiera que haya un conductor en el vehículo.
Los primeros prototipos de coches autónomos de Google comenzaron a hacerse famosos hace ya unos 5 años
También en 2013 se realizó una clasificación en Alemania, por parte del BASt, el Instituto Federal de Investigación de Carreteras. En esta también se recogían cinco niveles. Sin embargo no se emplean números para los diferentes niveles, como en la clasificación de la NHTSA o de la SAE (que explicaremos más adelante).
En la clasificación BASt (pdf en inglés y alemán) los cinco niveles de conducción automatizada son: solo conductor, asistida, automatización parcial, automatización elevada y automatización completa.
En 2014 la SAE realizó su propia clasificación, diferente a la de la NHTSA, y también diferente a la de la BASt, realizadas ambas el año anterior. En este caso su escala tiene seis niveles de automatización, de 0 a 5, y se focaliza más en el nivel de atención e intervención del humano en la conducción.
La SAE es la sociedad de ingenieros automotrices. Nació en 1905 en EEUU con la intención de que los técnicos pudieran difundir ideas y conocer novedades, así como para promover estándares en la industria. Actualmente está presente en muchos otros países (aquí en España también, y quizás te suene por los estándares de los aceites lubricantes de automóvil).
A simple vista (salvo que uno se fije mucho) es difícil reconocer si un coche equipa algún sistema de automatización de la conducción, pues las cámaras de vídeo, lídares y radares se intentan integrar lo más posible en el diseño. Este Volkswagen Golf, por ejemplo, es de Nivel 2 (si se equipan ciertos extras).
El que durante unos años coexistieran varias escalas de clasificación de la conducción autónoma supuso más de una confusión acerca de qué nivel de conducción autónoma tenía tal o cual modelo de coche o prototipo. No te preocupes, que el lío al final (casi) se ha resuelto.
Hoy en día se está extendiendo y aceptando cada vez más el estándar creado por la SAE, de hecho la NHTSA ha adoptado este sistema de clasificación en septiembre de 2016, abandonando el suyo propio. La OICA, Organización Internacional de Constructores de Automóviles, estaba empleando la clasificación de la BASt, pero ahora la ha adaptado (pdf en inglés), introduciendo el nivel 3 de automatización condicionada, y pasando a considerar también 6 niveles de conducción autónoma, como la SAE.
Se podría decir que la OICA ha realizado una combinación y confluencia de ambas clasificaciones, pero alineándose un poco más con la clasificación de la SAE y aceptando múltiples conceptos que esta introduce.
Los niveles de conducción autónoma aparecen descritos, junto a otras consideraciones y definiciones, en el estándar SAE J3016, publicado por primera vez en enero de 2014, y cuya última revisión data del 30 de septiembre de 2016. Si estás interesado en ojearlo, que sepas que es un pdf de 30 páginas que se puede descargar gratuitamente si uno se registra en su página.
Hay que tener presente que actualmente este documento es solo una guía de buenas prácticas, con recomendaciones, pero no es una norma de obligado cumplimiento. Será cada país (o grupo de países, entiéndase aquí Unión Europea) el que tenga que legislar al respecto.
El estándar recoge que hay tres actores primarios en un vehículo autónomo: el conductor (humano), el sistema de conducción autónoma (o automatizada) y el resto del coche (con sus sistemas convencionales).
Los diferentes niveles de las tareas de conducción dinámica (así es como se refiere el estándar SAE a la conducción, DDT por su siglas en inglés) se establecen en relación al papel que tiene cada uno de esos tres actores primarios durante las tareas de la conducción.
La clasificación SAE intenta ser generalista y universal
Algunos coches equipan un sistema de frenada autónoma de emergencia que a la vez actúa sobre la dirección para esquivar el obstáculo y evitar el alcance
De acuerdo al estándar SAE J3016 de niveles de conducción autónoma, para clasificar cualquier tipo de vehículo hay cuatro aspectos fundamentales para determinar el nivel de automatización del mismo. Puede parecer un poco complejo y abstracto al principio, pero esto es así porque se ha intentado realizar una clasificación generalista y lo más universal posible, sin entrar en detalles específicos o nombres concretos.
- Quién se encarga del movimiento del vehículo (el humano o la máquina). El movimiento se diferencia entre longitudinal (o sea, acelerar y frenar) y lateral (o sea, la dirección).
- Quién se encarga de la detección y respuesta ante objetos y eventualidades (OEDR, por sus siglas en inglés), mediante sistemas que monitoricen el entorno del vehículo durante la conducción (el humano o la máquina).
- Quién se encarga del respaldo de la conducción, es decir, quién actúa en caso de fallo de los sistemas automatizados, o ante la pérdida de las condiciones para su funcionamiento (de nuevo, el humano o la máquina).
- Condiciones específicas para el funcionamiento del sistema (horarias, climatológicas, geográficas, tipo de carretera, cantidad de tráfico, velocidad, etc). Es decir, ¿el sistema de conducción automatizada funciona en todo caso, o solo en ciertas condiciones que lo limitan? (por ejemplo, si las líneas de carril están parcialmente borradas o no se ven bien, ¿sigue funcionando?, si hay niebla espesa, ¿sigue funcionando?, si la región no cuenta con mapas GPS fiables y precisos, ¿sigue funcionando?...).
Expliquemos un poco mejor eso del movimiento: en el funcionamiento del vehículo se distinguen dos movimientos principales.
Control del movimiento longitudinal: es decir, esto se refiere a que el sistema de conducción automatizada mantenga una velocidad, se detecte el vehículo que nos precede en el carril, se mantenga la distancia de seguridad apropiada con él y se actúe sobre el acelerador o el freno según sea pertinente. Esto sería por ejemplo lo que hace un sistema de control de velocidad de crucero adaptativo (ACC por sus siglas en inglés).
Control del movimiento lateral: es decir, esto se refiere a que el sistema de conducción automatizada detecte la posición del vehículo con respecto a los límites del carril y sea capaz de actuar sobre la dirección (o los frenos, dice el documento) para mantenerse dentro del mismo apropiadamente, incluso para tomar curvas.
Se excluyen como sistemas que permiten la clasificación de un coche como automatizado: el sistema de frenado autónomo de emergencia y el asistente de mantenimiento en el carril, pues solo actúan momentáneamente (si el conductor se ha distraído). Se consideran sistemas de seguridad activa (ASS por sus siglas en inglés).
Para el control del movimiento lateral por tanto, el vehículo debe contar con un sistema de mantenimiento en el carril que actúe en todo momento sobre la dirección, a cualquier velocidad, y tanto en rectas como en curvas, sean estas como sean.
Cuatro usuarios posibles
En los niveles 1 y 2 de automatización de la conducción, el sistema no es capaz de reconocer todo tipo de elementos, objetos o eventualidades que se puedan producir durante la conducción, por lo que el conductor debe seguir atento (por ejemplo si se cruza un animal)
Además de esos cuatro aspectos fundamentales a tener en cuenta, el estándar J3016 se fija especialmente en el usuario de ese vehículo. Como hemos comentado antes, esta clasificación no entra en detalles acerca de qué tareas concretas es capaz de realizar el vehículo por sí mismo (por ejemplo: si reconoce peatones o no, si reconoce semáforos o no, si reconoce las señales de velocidad o no...).
En lo que se fija es en cuánto necesario es el humano durante la conducción del vehículo: si es muy necesario el vehículo tendrá un nivel de conducción autónoma bajo, y si no lo es para nada, desapareciendo por tanto la figura del conductor, entonces el vehículo tendrá un nivel de conducción autónoma alto.
Así que esta clasificación diferencia entre varios posibles usuarios de un vehículo:
Conductor: es decir, el que realiza en tiempo real las tareas de la conducción dinámica totalmente o en parte, y/o el respaldo a la conducción. Puede ser a su vez: conductor (convencional), que acciona los mandos y controles del vehículo manualmente, o bien conductor remoto, cuando no está sentado en la posición del conductor, pero acciona los mandos y controles del vehículo a distancia, a través de algún dispositivo de control remoto (por ejemplo para aparcar el coche sin estar dentro del mismo, a través de la llave del vehículo o de un teléfono).
Pasajero: el usuario sin ningún papel en la operación del vehículo.
Usuario preparado para intervenir: es decir, suya es la tarea del respaldo durante la conducción, y debe estar preparado para actuar inmediatamente en caso de fallo del sistema de conducción automatizada, o ante la pérdida de las condiciones necesarias para el funcionamiento, pasando en ese momento a ser conductor.
Gestor, preparador o "despachador" del vehículo: el usuario que solo verifica que el sistema de conducción automatizada del vehículo está disponible y en condiciones correctas para funcionar, enciende y apaga el sistema y como mucho programa una ruta en el sistema de navegación GPS del vehículo. Esta figura está pensada por ejemplo para los vehículos autónomos de tipo robotaxi, donde un empleado en el aparcamiento de la flota de taxis autónomos envía a un cliente el robotaxi solicitado (de ahí este concepto de "despachar el coche", como si fuera un envío).
Niveles de conducción autónoma SAE J3016
El estándar SAE J 3016, de "términos relacionados con los sistemas de automatización de conducción para vehículos de motor en carretera" establece seis niveles de conducción autónoma o automatización: de 0 (ninguna automatización) a 5 (vehículo completamente autónomo). Para cada nivel se indica la capacidad mínima que debe tener el vehículo con respecto a la automatización de funciones.
Nivel 0: No hay automatización de la conducción.
- Las tareas de conducción dinámica son realizadas completamente por el conductor (o sea, por el humano, como siempre).
Nivel 1: Asistencia al conductor.
El vehículo cuenta con algún sistema de automatización de la conducción, ya sea para el control del movimiento longitudinal, ya sea para el control del movimiento lateral, pero no ambas cosas a la vez.
El conductor (humano) sigue realizando el resto de tareas de la conducción.
El sistema no cuenta con detección y respuesta ante objetos y eventualidades de manera completa, y esta tarea recae en el conductor (por ejemplo puede reconocer vehículos, pero no un animal que cruza la carretera).
El funcionamiento del sistema está limitado a ciertas condiciones.
El conductor sigue siendo conductor y debe estar atento a todo lo que sucede.
Un coche con sistema de control de velocidad de crucero adaptativo sería ya un coche con automatización de la conducción de Nivel 1
Nivel 2: Automatización parcial de la conducción.
- El vehículo cuenta con sistemas de automatización de la conducción tanto para el control del movimiento longitudinal, como para el control del movimiento lateral, ambos a la vez.
- El conductor (humano) ya no tiene que realizar tareas relativas al movimiento.
- El sistema no cuenta con detección y respuesta ante objetos y eventualidades de manera completa, y de nuevo esta tarea recae en el conductor.
- El funcionamiento del sistema sigue limitado a ciertas condiciones.
- El conductor sigue siendo conductor y debe estar atento a todo lo que sucede.
Nivel 3: Automatización condicionada de la conducción.
- El vehículo cuenta con sistemas de automatización de la conducción tanto para el control del movimiento longitudinal, como para el control del movimiento lateral, ambos a la vez.
- El sistema cuenta con detección y respuesta ante objetos y eventualidades de manera completa.
- En este nivel se habla de usuario preparado para intervenir si el sistema lo solicita o se produce un fallo o pérdida de las condiciones de funcionamiento, pasando a ser en ese momento conductor.
- El funcionamiento del sistema sigue limitado a ciertas condiciones.
- El conductor a veces lo es y a veces no.
Para un coche con sistema de conducción automatizada de nivel 3, el estándar SAE J3016 establece que si se produjese un fallo del sistema, este debe informar al usuario de respaldo con tiempo suficiente para que pueda reaccionar adecuadamente e intervenir, mediante un mensaje o alerta de petición de intervención en la conducción.
Nivel 4: Automatización elevada de la conducción.
- El vehículo cuenta con sistemas de automatización de la conducción tanto para el control del movimiento longitudinal, como para el control del movimiento lateral, ambos a la vez.
- El sistema cuenta con detección y respuesta ante objetos y eventualidades de manera completa.
- Ya no es necesario un usuario preparado para intervenir si el sistema lo solicita o se produce un fallo. El propio sistema de automatización de la conducción cuenta con un sistema de respaldo para actuar en caso de fallo del sistema principal y poder conducir hasta una situación de riesgo mínimo.
- Sin embargo el funcionamiento del sistema sigue limitado a ciertas condiciones y por tanto el vehículo puede encontrarse en situaciones en las que no pueda seguir conduciendo.
- Desaparece la figura del conductor.
Prototipos de primera generación de Ford de coches autónomos
Nivel 5: Automatización completa de la conducción.
- El vehículo cuenta con sistemas de automatización de la conducción tanto para el control del movimiento longitudinal, como para el control del movimiento lateral, ambos a la vez.
- El sistema cuenta con detección y respuesta ante objetos y eventualidades de manera completa.
- Ya no es necesario un usuario preparado para intervenir si el sistema lo solicita o se produce un fallo. El propio sistema de automatización de la conducción cuenta con un sistema de respaldo para actuar en caso de fallo del sistema principal y poder conducir hasta una situación de riesgo mínimo.
- No hay condiciones específicas limitantes para el funcionamiento del sistema, y por tanto el vehículo podría seguir conduciendo en todo momento o circunstancia.
- No es necesario el conductor.
Tanto para el nivel 4 como para el nivel 5, puesto que no es necesario que haya un conductor, ni siquiera tampoco un usuario de respaldo, se podría prescindir de los elementos de control y manejo del vehículo: es decir, tendríamos vehículos sin volante ni pedales.
Para todos los niveles de automatización, incluso en los más altos, el estándar SAE J3016 recoge la posibilidad de que siga habiendo un conductor humano, si así lo desea el fabricante, y que este pueda activar o desactivar el sistema de conducción automatizada a voluntad, aunque técnicamente no sea necesario en ningún momento.
Ejemplos de coches según su nivel de automatización
Cada vez hay más coches con nivel 1 de automatización de la conducción, también de marcas generalistas y precios más asequibles: basta conque el coche equipe un sistema de control de velocidad de crucero adaptativo
De Nivel 0
Cualquier coche convencional, económico o antiguo, que no cuenta con sistemas de automatización de la conducción, estaría en este nivel. En otras palabras, son los coches que tienen que conducirse como toda la vida se ha hecho.
Como hemos explicado antes, los coches un poco más modernos que cuentan con un sistema de frenado autónomo de emergencia o con un asistente de mantenimiento en el carril, también se consideran de nivel 0.
De Nivel 1
Todos los coches con un sistema de control de velocidad de crucero adaptativo entran en este nivel. No nos referimos al sistema que simplemente mantiene una velocidad programada, sino al sistema más avanzado que además de acelerar, es también capaz de frenar y mantener la distancia de seguridad. Hay muchos, desde coches pequeños hasta más grandes, de múltiples fabricantes y de todos los precios: Volkswagen Polo, Renault Megane, Toyota Prius, Ford Mondeo (y tantos otros)...
Los coches con sistema de aparcamiento asistido que solo actúan sobre la direcció, pero no sobre el acelerador y el freno, también entrarían dentro del nivel 1.
De Nivel 2
En este nivel es un poco más difícil encontrar coches que cuenten con un sistema adecuado, aunque hay diferentes nombres comerciales, estaríamos hablando de un piloto automático temporal para autopista. Podemos citar por ejemplo: el Mercedes-Benz Clase E con Drive Pilot, el nuevo Nissan Qashqai con ProPilot, o el nuevo Volvo XC60 con Pilot Assist, entre algún otro.
En principio también podríamos considerar como de nivel 2 los vehículos que cuentan con un sistema de asistente para atascos de tráfico, como por ejemplo los nuevos SEAT Ibiza 2017 y SEAT León 2017, el nuevo Volkswagen Golf, o el nuevo Audi A3, entre otros, pero teniendo presente que las condiciones de funcionamiento son bastante más limitadas (en estos casos en lo que respecta a la velocidad máxima hasta la que funciona el sistema, tan solo 60 o 65 km/h).
Los coches con sistema de aparcamiento asistido que actúa sobre la dirección, y también sobre el acelerador y el freno, se consideran de nivel 2.
Mercedes-Benz Clase E, uno de los coches a la venta que ya cuentan con un sistema de conducción automatizada que permite clasificarlo como Nivel 2 (pero ojo, porque el conductor sigue siendo conductor).
De Nivel 3
Para este nivel todavía es más difícil encontrar un ejemplo. En principio se podría considerar que un Tesla Model S con sistema AutoPilot 2.0 es nivel 3, aunque en verdad puede que todavía le falte un poquito, si atendemos de manera estricta al estándar SAE J3016 (hay cierta discusión al respecto). El fabricante norteamericano promete seguir desarrollando el sistema poco a poco y enviar actualizaciones del software vía OTA, de manera que vaya mejorando progresivamente, e incluso podría subir a Nivel 4, o nivel 5 (ya veremos), dentro de unos años.
De Nivel 4
Aquí debemos pensar sin duda en el coche autónomo de Google con conductor. Nos referimos a aquellos que se hicieron famosos en youtube en 2012. No hay coches a la venta, y solo diferentes prototipos de múltiples fabricantes: Ford, Volvo, Citroën, Audi, Lexus, Nissan, Mercedes-Benz, y tantos otros... Por ahora todos estos prototipos siguen teniendo volante y pedales de acelerador y freno, un conductor humano por si acaso y un botón del pánico para que se pueda desactivar el sistema de conducción automatizada y tomar el control, si fallan las condiciones y el coche no puede seguir conduciendo por sí mismo.
De Nivel 5
Ningún vehículo alcanza hoy en día este nivel si nos ceñimos estrictamente a las definiciones del estándar SAE J3016. Quizás se podría considerar el prototipo de coche autónomo de Google sin conductor. Nos referimos a ese coche pequeñito que ni siquiera tiene volante ni pedales de acelerador y freno, y que es directamente un robotaxi que te lleva y te trae, pero solo si no hay ni una condición limitante del funcionamiento del vehículo.
Esto de eliminar totalmente las condiciones limitantes, para algunos fabricantes podría implicar que serían necesarios sistemas complementarios de localización y balizamiento en la infraestructura, como por ejemplo ha propuesto Volvo, o como por ejemplo hacen los aviones para volar con el piloto automático, y que serían en el fondo sistemas inalámbricos de comunicación vehículo a vehículo (V2V) y vehículo a infraestructura (V2I). Por ahora solo hay prototipos en fase de pruebas (aunque Tesla, si cumple lo prometido, tiene muchas posibilidades de llegar el primero).
Hay que tener muy claro qué hace el vehículo y qué limitaciones tiene
Estos son los diferentes sensores y su campo de acción, en un Tesla Model S con hardware Autopilot 2.0
Como durante varios años vamos a tener vehículos con diferentes niveles de conducción automatizada, es muy importante tener perfectamente claro qué hace el vehículo que conducimos, cómo funciona el sistema y qué limitaciones tiene.
Hace unos años estuvimos hablando de esto, a raíz de un vídeo que se hizo viral, de un coche Volvo que decidieron poner a prueba en un concesionario: se suponía que detectaba peatones y frenaba automáticamente, pero no frenó y atropelló a los "peatones-cobaya" que se habían colocada delante. Al menos no hubo consecuencias graves, salvo el susto, y un golpe leve en las piernas.
Por tu seguridad, por la de los que van contigo en el coche, tu pareja, tus hijos, tu familia, tus amigos, y por la de todos los demás usuarios que comparten las calles y carreteras contigo, es vital tener presente en todo momento qué tenemos entre manos.
Hay que hacerlo desde ya mismo, con los coches con sistemas de automatización de niveles más bajos que ya están a la venta, que son precisamente los que más limitaciones tienen, y también con los coches con niveles más altos que vayan llegando al mercado dentro de unos pocos años, por si acaso.
El Tesla Model S 2016, con hardware Autopilot 2.0, es un coche con conducción automatizada de Nivel 3, y teóricamente irá recibiendo actualizaciones vía OTA para ir mejorando y subiendo de nivel (hasta Nivel 5 según ha prometido el fabricante)
No podemos confiarnos más de la cuenta, ni creer que el coche se conduce completamente solo cuando realmente no lo es. Acabamos de describir en este artículo los diferentes niveles, y como has podido ver, el conductor sigue siendo necesario en los niveles 1, 2 y 3.
Si tienes un coche con algún sistema de automatización de la conducción, es imprescindible que leas los capítulos del manual de instrucciones que hablan del sistema, o que te lo expliquen muy bien en el concesionario cuando te lleves el coche, para saber:
- Qué funciones incluye el sistema que equipa tu coche.
- Qué es capaz de hacer por sí mismo, y qué no es capaz de hacer.
- Cómo se enciende el sistema y tener bien claro cuando conduzcas si está encendido o no.
- Si se activan las diferentes funciones por separado, o si hay un menú de configuración que afecte a su funcionamiento.
- Qué cosas es capaz de detectar y qué cosas no (vehículos grandes, vehículos pequeños, bicicletas, peatones, animales, objetos de cualquier tipo que puedan estar tirados en la calzada...). Por ejemplo no todos los sistemas de frenada autónoma de emergencia son capaces de detectar lo mismo.
- Qué condiciones de funcionamiento se requieren y qué limitaciones tiene el sistema o los sensores.
- Si tú como conductor tienes que seguir en el puesto de conducción atento a todo lo que pueda suceder y preparado para intervenir, o no.
Aquí vemos un ejemplo de botón de activación y desactivación de un piloto automático temporal para autopista, en un coche con automatización de la conducción de nivel 2
Todo esto puede parecer muy obvio, y aún así algunas personas no lo tienen presente, creyendo que el coche es capaz de hacer más cosas, cuando en verdad no es así. Incluso en un coche con nivel 3 de conducción automatizada, que es capaz de realizar todas las tareas de la conducción y de detectar y reaccionar ante todo tipo de objetos y eventualidades, el conductor sigue siendo necesario, aunque sea como respaldo, por si algo falla. No lo olvidemos.
Tal como coinciden diversos fabricantes, alrededor de los años 2020 a 2025, van a ser cada vez más los modelos con sistemas de conducción automatizada, y con niveles más altos. No hablamos de ninguna utopía.
Luego veremos cuánto tiempo más necesitaremos para ir comprándolos y que se vayan popularizando por las carreteras. No olvidemos que, como tantas otras cosas, al principio la tecnología más nueva no suele ser muy barata. Sin embargo, como con cualquier otra tecnología, más allá de cuánto tarde en llegar o qué precio tenga, lo más importante es que la utilicemos bien.
Vídeo | Xataka TV (en YouTube)
En Xataka | Así funciona el piloto automático de los aviones (y por qué ha tardado en llegar a los coches)
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