¿Quién ganará el coche autónomo, las empresas de motor o las de tecnología digital?

Decíamos en un artículo previo sobre el coche autónomo si está preparado o no el mundo para él, qué debates hay sobre la mesa y cuál es la situación legal por países (principalmente en tres grandes áreas, EE.UU., Europa y Japón. Hoy intentaremos sintetizar el estado de la tecnología actual, y vislumbrar si hay algún país o algún fabricante o marca que este liderando este desarrollo.

Para comenzar, no podemos eludir hablar de Google. Google, que nada tiene, o al menos tenía, que ver con la industria del automóvil, es el nombre que más ha dado que hablar sobre el coche autónomo, no necesariamente por ser el primero, aunque pueda parecerlo, sino por ser quizás el más mediático.

¿Qué tecnología utiliza un coche autónomo?

Un coche autónomo necesita dos elementos fundamentales para conducirse por sí solo. El primero es un "cerebro" capaz de entender qué tiene que hacer en cada momento y ordenar a los diferentes sistemas del coche qué hacer. Estos sistemas están automatizados con mecanismos y accionadores: la dirección, el acelerador, el freno, el cambio de marchas o los intermitentes.

Este cerebro es un computador bastante potente, del orden de unas cinco veces más potente que un ordenador doméstico, para que te hagas una idea. Esto es así porque tiene que procesar millones de datos y referencias por segundo, y hacerlo sin equivocarse. En general utiliza una estrategia de control basada en la lógica borrosa para simular el comportamiento de un conductor humano.

El segundo son los "ojos" capaces de ver qué está sucediendo alrededor del coche, dónde están los otros vehículos, cuáles son las líneas del carril, saber por dónde debe seguir, reconocer señales y semáforos, ver peatones, etcétera. Estos "ojos" son un conjunto de sensores, de diferente tipo y en general complementarios y redundantes, para poder captar en todas direcciones, en diferentes rangos de distancia y en diferentes circunstancias el entorno del coche.

Sensores, sensores... y más sensores

En general podemos hablar de los siguientes sensores (aunque no todos los coches autónomos llevan todos a la vez):

LIDAR: para algunos prototipos es el elemento principal, es un “rádar láser 3D” (Laser Imaging Detection and Ranging) con visión de 360 grados que va montado en el techo del coche. Tiene un alcance de unos 70 a 100 metros. Con la nube de puntos que obtiene el lídar en cada revolución, el computador genera una imagen tridimensional del entorno.

Por ejemplo el coche autónomo de Google utiliza uno grande, colocado en el techo, mientras que el coche autónomo de Ford utiliza cuatro más pequeños, también colocados en el techo. Es un dispositivo óptico, pues se emiten haces de luz láser infrarroja, no visible, que inciden en los objetos y luego rebotan y se captan por una cámara, así que las condiciones desfavorables de visibilidad le pueden afectar.

El lídar se suele considerar uno de los sistemas más precisos, con una precisión del orden de + - 2 cm, pero sin embargo se puede confundir a la hora de reconocer baches o piedras en la carretera.

Cámaras de vídeo a color: como complemento al lídar, o bien como sistema principal de visión si se prescinde del lídar 3D y se emplea solo un lídar frontal, se montan varias cámaras de diferente tipo en el coche. Por ejemplo para reconocer señales de tráfico y las líneas de la carretera vale con una cámara de vídeo convencional.

Para reconocer ciclistas, peatones o luces de freno y luces de semáforo, se emplean cámaras de alta definición, y si se quiere crear una visión virtual tridimensional, para entender el espacio y las distancias a los objetos, se emplea una cámara estereoscópica. Algunos fabricantes como Mercedes-Benz y Volvo prescinden del lídar en el techo, que es un poco llamativo, y gracias a las cámaras (y también radares) el coche exteriormente tiene una estética como cualquier otro.

En general se monta una frontal y las otras dos una a cada lado para la visión estereoscópica. Si no hay lídar 3D, para ver hacia los lados y para ver hacia atrás, se pueden montar hasta tres cámaras más: una por cada lado y otra posterior. Las cámaras de vídeo tienen un alcance de visión de unos 150 metros. Las cámaras son también dispositivos ópticos, y también pueden sufrir problemas de visibilidad, aunque a cambio pueden reconocer muchos más elementos (con un buen software de reconocimiento, claro).

Radares: un radar (radio detection and ranging) es un sistema que emite una onda de radio que rebota en un objeto, vuelve a la antena del coche, de modo que sirve para detectar y medir distancias. Según el prototipo de coche autónomo puede llevar más o menos radares. Lo mínimo es un radar frontal, que mide distancias hacia el frente, y dos posteriores, uno en cada esquina trasera del coche, para medir distancias hacia atrás, por ejemplo para saber si vienen vehículos por detrás o por los carriles contiguos (como si fueran espejos retrovisores).

En según qué casos puede haber también dos radares laterales, uno a cada lado del coche (por ejemplo si el coche no tiene lídar de 360 grados en el techo). Tienen un alcance de hasta unos 200 m. Los radares tampoco son infalibles: no son dispositivos ópticos, y no suelen tener problemas de visibilidad, pero pueden dar mediciones poco fiables ante cierto tipo de objetos, por ejemplo una reja, o cuando coinciden direcciones diagonales (por ejemplo en una curva de radio pequeño, pues el radar sigue emitiendo señal en línea recta y puede confundirse).

Sensores de ultrasonidos: miden la distancia en corto alcance, desde unos 30 cm hasta unos 5 metros aproximadamente. Suelen ir colocados en el paragolpes delantero, en el trasero y en los laterales. Se utilizan sobre todo para complementar a los radares y para cuando el coche tiene que aparcar.

GPS de precisión, con dos antenas colocadas en el techo del coche para saber dónde está exactamente en cada momento y que pueda orientarse. Esto es fundamental en combinación con un mapeado preciso y real de la zona por la que circulará el coche. No lo olvidemos: si no hay mapa y la zona es desconocida, el coche autónomo puede no ser fiable.

Unidad de medición inercial colocada también en el techo del coche, mide los cambios de velocidad y ángulo de giro, para conocer el comportamiento del coche.

Calculador: colocado en la rueda trasera izquierda, para medir con precisión la velocidad y la distancia recorrida. Este sensor suele ser más bien prescindible.

¿Podemos hablar de un líder en conducción autónoma?

Venía a ser el año 2011 cuando Google empezaba a mostrar de lo que era capaz de hacer su prototipo de coche autónomo, que llevaba probando desde un poco antes de 2010, por cierto, siendo 2012 el año en el que los Toyota Prius modificados por Google para ser coches autónomos experimentales, se hicieron populares a través de YouTube (por ejemplo con aquel vídeo de un hombre ciego, de nombre Steve Mahan, que disfruta al volante de un Prius azul).

Sin embargo, para ser justos, no deberíamos olvidar que los archivos recuerdan que se suele considerar como el primer coche autónomo, autosuficiente de verdad, el prototipo del Navlab de la Universidad Carnegie Mellon y ALV, de 1984, unos cuantos años antes.

Más o menos coetáneos con el mediático coche autónomo de Google, en el mismo año 2012, podríamos citar varios ejemplos más, incluso uno muy cercano, como el coche autónomo llamado Platero, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, aquí en España, que fue fruto del programa Autopía que llevaba en desarrollo ni más ni menos que 15 años: se cruzó la Comunidad de Madrid sin tener a cambio millones de visitas en YouTube.

¿Somos en España más especiales que en el resto de países? Pues no, más bien te intentamos decir todo lo contrario: la investigación en coches autónomos se está desarrollando desde hace muchos años, en muchos países, y desde diferentes frentes (y no es por quitarle mérito a Google, que lo tiene): en Universidades, en programas estatales, en programas a nivel internacional, en nuestro a nivel Europeo, con fondos públicos, y también a nivel privado, ya sea con empresas tecnológicas como Google, ya sea con marcas de coches, ya sea con fabricantes de componentes para el automóvil.

Es más, las mayor parte de las veces la investigación se realiza colaborando unos con otros, para hacer la inversión más llevadera. Por ejemplo aquí en Europa puede que te suenen programas experimentales de conducción autónoma como HAVEit (Highly Automated Vehicles for Intelligent Transport), donde andaban metidos la Unión Europea, Volkswagen, Volvo, Continental y otros fabricantes, o SARTRE (Safe Road Trains for the Environment), un proyecto más conocido por Volvo, pero donde también estaban metidos la Comisión Europea, y otras empresas y organismos (Idiada, Robotiker-Tecnalia, IKA o el SP Technical Research Institute de Suecia), o el también europeo, más reciente, AdaptIVe, de nuevo con unas cuantas marcas de coches involucradas.

Es decir, es muy complicado asegurar que una marca o fabricante (o un país) está liderando la investigación y desarrollo del coche autónomo. De hecho, tan importantes como los de coches, son los fabricantes de componentes, que de manera más discreta son los que cargan con una parte de la responsabilidad todavía mayor: por ejemplo Continental (que se hizo con Siemens Automotive hace unos años), Bosch, Delphi o Velodyne. Son los que fabrican sensores y sistemas que luego se integran en los coches.

No es oro todo lo que reluce: el coche autónomo todavía tiene limitaciones

Si alguno piensa que el coche autónomo de Google es el más desarrollado y se podría vender mañana mismo, por poner un ejemplo de coche autónomo muy avanzado, que sepa que una cosa es lo que se ve en un vídeo de unos minutos, y otra cosa es la realidad. En la primera parte ya os adelantábamos que la tecnología a día de hoy tiene todavía algunas limitaciones, y ojo, que está genial y ha avanzado una barbaridad, pero tampoco hay que ser realistas.

¿Sabes que los coches autónomos de Google solo funcionan bien, y sus ingenieros solo confían en ellos, cuando circulan por rutas preprogramadas y perfectamente mapeadas? Reconocen que en calles desconocidas y zonas no mapeadas el coche puede conducir de manera anómala.

Pues es así: la conducción es una tarea muy compleja, lo es para un humano, aunque no nos lo parezca, y lo es para una máquina. Y de la misma manera, ante lluvia intensa o en una nevada, tampoco son del todo fiables los sensores del vehículo, y tampoco se puede garantizar su seguridad completa. Los ingenieros del proyecto de Google consideran que todavía necesitarán unos años de evolución y mejora de la tecnología para solventar todas estas pequeñas pegas. Hablan de alrededor de 2020.

Volvo, otro fabricante que también se ha hecho bastante conocido en lo referente a la conducción autónoma: tanto como para atreverse a que 100 conductores prueben en condiciones reales del día a día coches autónomos en Gotemburgo. Pero ojo, que lo van a hacer por las zonas que están perfectamente mapeadas, si se salen de esas zonas, y el sistema estima que no puede conducir por sí mismo con total seguridad, se lo advertirá al conductor y este deberá conducir el coche.

También os lo adelantábamos en la primera parte, la misma Volvo, que sabe que los sensores tienen limitaciones, ha llegado a proproner un sistema de balizamiento de imanes ocultos en la calzada, para cuando la visibilidad sea mala o algún sensor del coche falle.

Han sido también muy sorprendentes los vídeos de coches deportivos corriendo como auténticos pilotos en circuitos: el caso de BMW, derrapando y todo, o el caso de Audi en el circuito de Hockenheim. Están genial, y son sin duda un gran progreso, pero sucede lo mismo que os explicábamos antes: el circuito está perfectamente mapeado y preprogramado en la computadora del sistema autónomo del coche, y las condiciones de visibilidad eran óptimas. En otras condiciones y en otro lugar no sería posible.

Ya hemos citado algunas instituciones, algunas universidades y algunas marcas, como Google, Volskwagen, Volvo, BMW o Audi. No sería justo que no citáramos a otras marcas que también están trabajando en esto, y que más o menos han llegado a un nivel de desarrollo muy similar.

Por ejemplo el coche autónomo de Ford, junto con la Universidad de Míchigan, General Motors (con la marca Cadillac), Mercedes-Benz, cuyo prototipo hizo un viaje de 100 km por carreteras alemanas, Toyota y Lexus, que también tienen su prototipo, o Renault y Nissan. Y todavía puede que nos dejemos en el tintero algún organismo o Universidad (que nos sepan disculpar, que es muy complicado citarlos a todos).

Es decir, que tanto en Europa, como en Estados Unidos, como en Japón se está trabajando en la conducción autónoma, y podemos encontrar diferentes marcas y fabricantes interesados en ello. ¿Se puede hablar de un liderazgo claro? Es complicado, lo dejamos a tu propio criterio.