Karl Benz inventó el automóvil en 1885. En 1888 su mujer Bertha Benz cogió uno de aquellos automóviles y realizó el que se considera el primer gran recorrido en coche. Recorrió algo más de cien kilómetros desde Mannheim hasta Pforzheim para visitar a su madre. Hoy la “Bertha Benz Memorial Route” es una reunión bianual de coches antiguos que siguen esa ruta histórica para celebrar aquel logro.
En aquel viaje Bertha Benz inventó el forro para los frenos que ella misma instaló en su automóvil para mejorar la frenada y la seguridad. A su regreso la señora Benz sugirió qué otras modificaciones debía realizar Karl en su vehículo para que resultara más fiable, manejable y cómodo. Desde entonces facilitar la conducción y lograr coches más cómodos y cada vez más seguros se establecieron entre sus principios y entre sus principales objetivos.
Poco a poco aquellos principios se fueron convirtiendo en logros. Desde aquel viaje de Bertha Benz el automóvil suma 130 años de desarrollos tecnológicos que desembocan hoy en las últimas tecnologías aplicadas a la seguridad, al confort y en las ayudas al conductor.
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— THE NEW YORK TIMES
El automóvil es el primer superordenador personal
Un coche autónomo, un vehículo con capacidad para circular sin la intervención de un conductor, es sin duda un logro importante. Pero no es un logro reciente. Es el resultado de muchos intentos previos y de numerosas tecnologías desarrolladas y mejoradas a lo largo de la historia del automóvil. En su mayor parte con el fin de mejorar la seguridad de los ocupantes y de asistir y hacer más fácil y relajada la conducción.
Los primeros intentos para automatizar la tarea de conducir se remontan a los comienzos en la popularización del automóvil, a principios del siglo pasado. Pero hasta 1980 la idea distaba de ser aplicable.
Fue a partir de 1987, dentro del proyecto Eureka Prometheus, cuando investigadores de la Universidad Bundeswehr de Múnich y Mercedes-Benz desarrollaron y pusieron en circulación los primeros vehículos verdaderamente autónomos.
Entonces la finalidad del proyecto no era sustituir al conductor, sino mejorar la seguridad y reducir los accidentes aplicando la visión artificial.
El proyecto Eureka Prometheus finalizó en 1995. Aquel año un Mercedes-Benz 500 SEL recorrió 1600 km en un viaje de ida y vuelta entre Múnich y Copenhague funcionando de forma autónoma el 95 por ciento del tiempo. Todo un logro considerando cuál era la potencia de cálculo de los ordenadores en los años 90. El Clase S robotizado llegó a circular a 180 km/h por la Autobahn sin intervención del conductor.
Gracias al uso de automatismos y de la electrónica, que surgieron en vehículos avanzados como el Clase S, fue posible empezar a controlar apropiadamente los diferentes sistemas implicados en la conducción. Pero todavía era necesario orquestar todo aquello de forma efectiva.
Ya en 1989 la Universidad de Carnegie Mellon había adaptado el uso de las redes neuronales informáticas al control de vehículos autónomos. En los años siguientes aquel avance estableció las bases para el desarrollo de los vehículos autónomos, impulsado fuertemente con el aumento en la potencia de los ordenadores y el acceso a internet.
Las tecnologías de asistencia al conductor y de pilotaje automático requieren plataformas con una potencia de cálculo que hasta hace no muchos años ni siquiera ofrecían los superordenadores. Esta capacidad hace posible procesar en tiempo real miles de datos procedentes de cámaras, sensores y radares además de datos de cartografía y navegación, entre otro. La plataforma Drive PX de Nvidia, por ejemplo, es capaz de procesar 23 billones de operaciones cada segundo.
Las ventajas de interconectar tecnologías ya existentes
El control de crucero o de velocidad es un ejemplo de tecnología del automóvil ideado inicialmente para funcionar “por su cuenta”, sin considerar el resto de sistemas del vehículo. El control de velocidad moderno se inventó a mediados del siglo pasado, y hasta hace relativamente poco su funcionamiento había sido siempre esencialmente el mismo: actuaba directamente sobre el acelerador o sobre el sistema de gestión electrónica del motor para mantener la velocidad constante, independientemente de las circunstancias y del entorno.
El control de velocidad convencional nunca tuvo en cuenta si delante circulaba otro coche a menor velocidad. Y aunque sabía acelerar no era capaz de frenar por sí mismo en caso de ser necesario. Pero al añadir un sensor de radar y al conectar el control de crucero también con el sistema de frenado —otro elemento que funcionaba “por su cuenta”— el funcionamiento de aquel sistema supuso un paso adelante en cuanto a confort y, sobre todo, seguridad.
El resultado fue el control de crucero adaptativo que amplía las funciones del control de la velocidad convencional. El control de crucero adaptativo consigue que el vehículo acelere o frene por sí mismo para adaptar su velocidad según el tráfico y la velocidad del resto de coches que hay en la carretera. El sensor de radar proporciona esta información midiendo constantemente la distancia y velocidad del vehículo de delante.
El control automático de velocidad es un caso de tecnología que se vuelve más sofisticada y útil cuando se comunica con otros sistemas a través del ordenador del vehículo. Pero no es el único ejemplo.
Reconocimiento de imágenes y sensores de obstáculos
En su aplicación básica, el uso de cámaras de a bordo de un vehículo tiene como finalidad facilitar las maniobras de aparcamiento. La cámara suele ir colocada en la parte trasera para ayudar a las maniobras de marcha atrás.
Pero añadiendo más cámaras se consigue cubrir todo el perímetro del vehículo; por ejemplo delante y detrás y en los laterales, habitualmente en los retrovisores. Dependiendo del número de cámaras el conductor verá una vista de lo que hay detrás del vehículo o tendrá una vista más amplia e incluso periférica y completa del entorno, cubriendo 360° alrededor del vehículo.
La incorporación de la tecnología de reconocimiento de imágenes en el ordenador del vehículo amplió las posibilidades de aquellas cámaras inicialmente destinadas a facilitar el aparcamiento. Gracias a desarrollos de software esas mismas cámaras pueden «ver» las señales que hay en la carretera y alertar al conductor si sobrepasa la velocidad máxima, por ejemplo.
Las mismas cámaras, convenientemente «entrenadas», también reconocen las líneas de la carretera. De este modo el ordenador «sabe» dónde está el coche con respecto al carril por el que circula. Así será capaz de detectar si el vehículo se está saliendo del carril o si el conductor inicia la maniobra de cambio de carril sin haberlo indicado con el intermitente.
Los sensores de proximidad, los que funcionan por ultrasonidos, emiten una serie de señales acústicas inaudibles para detectar posibles obstáculos: midiendo el tiempo que tarda la señal acústica desde que se emite hasta que vuelve, el sensor calcula a qué distancia se encuentra el obstáculo.
Estos sensores de proximidad periféricos, normalmente situados en los parachoques trasero y frontal, se activan al insertar la marcha atrás. El sistema emite una serie de pitidos aumentando la frecuencia conforme más cerca se encuentra el obstáculo, caso de la pared del garaje.
Pero además, un vehículo que también mantiene activados sus sensores de proximidad mientras está circulando se beneficia de un sistema de seguridad capaz de detectar obstáculos que en carretera se mueven cerca al del coche. Por ejemplo, una bicicleta u otro vehículo que se sitúe en algún punto ciego del vehículo, resultando poco visible desde el interior.
Cuando esto sucede el sistema pone sobre aviso al conductor, normalmente mediante un indicador luminoso en el retrovisor.
Combinando el sistema de reconocimiento de las líneas de la carretera junto con los sensores de proximidad el resultado es un sofisticado y eficaz sistema de seguridad y asistencia para las maniobras de cambio de carril. De modo que cuando el conductor inicie la maniobra de cambio de carril el sistema vigilará que la maniobra se ha indicado previamente y que no hay obstáculos laterales que supongan un riesgo. En caso contrario alertará al conductor e incluso, si es necesario, el ordenador actuará sobre la dirección de vehículo para corregir la trayectoria.
Actualmente el sistema de reconocimiento de imágenes, es capaz de detectar y distinguir entre ciclistas, vehículos y peatones, entre otros posibles obstáculos. En última instancia el funcionamiento coordinado de estos sistema logra que el coche sea capaz de cambiar de carril por sí mismo, bien porque lo solicite el conductor o bien porque en algún momento el vehículo lo considere necesario.
El vehículo toma el control
El ordenador del vehículo puede actuar sobre el volante y la dirección gracias al uso de la dirección asistida eléctrica. Este tipo de dirección asistida utiliza un motor eléctrico para generar la fuerza de asistencia en lugar de usar la habitual bomba hidráulica conectada al motor. Desarrollado inicialmente para simplificar y aligerar el sistema, en los vehículos con motor de combustión la dirección asistida eléctrica también reduce el consumo de combustible al reducir la carga sobre el motor.
Como ventaja adicional, con la dirección asistida eléctrica ese motor eléctrico también puede moverlo un ordenador actuando directamente sobre él, no sólo cuando el conductor mueve el volante. Que el ordenador del vehículo sea capaz de actuar sobre la dirección hace posibles un montón de cosas. Por ejemplo, el aparcamiento automático.
La maniobra de aparcamiento es una de las más denostadas por los conductores y probablemente la que más práctica requiere para un humano. Por el contrario esta maniobra se encuentra entre las maniobras básicas de conducción para un ordenador.
El aparcamiento automático fue de los primeros automatismos incorporados por coches de casi todos los segmentos. Pero sobre todo fue el inicio de una serie de sistemas de seguridad que van un paso más allá y que son capaces de evitar accidentes modificando la trayectoria o que pueden recuperar el control del coche tras una pérdida del control o después de una maniobra brusca o evasiva para esquivar un obstáculo.
Conectado a internet y al teléfono móvil
La tecnología de comunicaciones Car-to-X amplía la idea del coche conectado. Más allá de la conexión a internet que ofrece información y posibilita horas de entretenimiento, Car-to-X significa que los coches que están en la carretera se comunican entre sí mientras están circulando.
Esto permite, por ejemplo, que cuando un vehículo se encuentra con un obstáculo o algún incidente en la carretera, como una zona deslizante, enviará esa información para que otros coches que siguen la misma ruta reciban una alerta anticipada acerca de la existencia de un obstáculo o incidencia, y cuál, antes de llegar al lugar.
La información retransmitida sirve además para enriquecer los sistemas de cartografía y de información del estado del tráfico y de la carretera.
Uno de los ejemplos más curiosos sobre del empeño de la industria del automóvil por la seguridad se llama Pre-Safe Sound y su cometido es proteger los oídos de los pasajeros. Si el asistente a la previsión de una colisión se activa, el sistema de audio del Mercedes Clase E emitirá una serie de sonidos en progresión que tienen como objetivo provocar un reflejo acústico en el oído de los pasajeros.
El reflejo acústico es un mecanismo natural, acto reflejo ante un ruido muy fuerte, que provoca el cierre del oído medio para proteger el oído interno. El Pre-Safe Sound provoca ese reflejo acústico con la intención que el ruido de la colisión no penetre en el oído interno, minimizando la posibilidad de daños en el tímpano y también reduciendo la impresión causa por la colisión en los pasajeros.
En 1888 Bertha Benz viajó con sus hijos desde Mannheim hasta Pforzheim para visitar a su madre. Pero la señora Benz también completó aquel viaje para demostrarle a Carl Benz la utilidad de su invento y animarle a continuar con el desarrollo de aquel vehículo. 125 años después un Mercedes-Benz un S500 con tecnología Intelligent Drive hizo el mismo viaje que Bertha Benz conduciendo por sí mismo.
Drive Pilot: cómo gestionar todo a la vez en la carretera
El piloto automático Drive Pilot utiliza el conjunto de tecnologías de asistencia a la conducción disponibles en el Mercedes Benz Clase E para automatizar la conducción. Drive Pilot mantiene el coche en el carril, adapta la velocidad al tráfico y asiste a la dirección en las curvas; puede frenar en caso de necesidad, esquivar obstáculos y basta con que el conductor exprese su deseo de cambiar de carril, tocando el intermitente, para que Drive Pilot complete la maniobra.
También hay innovaciones en estos campos
Materiales más ligeros
Nuevas técnicas de fabricación como las soldaduras adhesivas y el uso de materiales como el aluminio fundido a presión, el carbono o el acero de alta resistencia resultan en vehículos más ligeros y eficientes, con menos masas y menores inercias. Vehículos que son más rígidos y que tienen una mayor capacidad para absorber impactos, y que además ofrecen mejores prestaciones, mayor confort y más seguridad.
Faros Multibeam LED
Encendiendo y apagando grupos de ledes individualmente, los faros LED adaptativos tienen la capacidad de modificar el alcance y la forma del haz de luz dependiendo de las condiciones del tráfico y del tipo de vía. Esta capacidad también evita deslumbrar a los coches que circulan en el mismo sentido de la marcha dejando el espacio que ocupa sin iluminar.
Head-Up Display
A veces el automóvil toma prestadas tecnologías de otras industrias. El Head Up Display o HUD surgió en la aviación militar para presentar información a los pilotos sin que estos tuvieran que apartar la mirada ni acomodar la vista a distintas distancias. De forma similar en los vehículos el HUD presenta al conductor la información proyectada en el parabrisas.