Cotxes autònoms en el camí

2018/06/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

En pocs anys, els cotxes autònoms han passat de ser una representació remota a ser una opció real i cada vegada més pròxima. Alguns prototips ja estan en la carretera sense conductor. Encara hi ha moltes coses que resoldre, que contestar preguntes, però els cotxes autònoms estan en marxa.
Ed. Scharfsinn/Shutterstock.com

A Arizona, des de novembre de l'any passat els cotxes sense conductor circulen per la carretera sense conductor. I també a Califòrnia, segons la nova llei aprovada a l'inici de l'any, les companyies que ho autoritzin poden provar amb cotxes autònoms sense conductor de seguretat. En concret, el conductor de seguretat no haurà d'estar present en el cotxe, però haurà de disposar d'un monitor que li faci un seguiment a distància, capaç de prendre el control quan sigui necessari, un conductor remot. En aquesta llei ja s'admeten els volants, retrovisors i cotxes sense pedals. Perquè un cotxe que no necessita conductor no el necessita.

Les empreses del sector d'automoció, d'una banda, i els gegants tecnològics, per un altre, estan volant amb els cotxes autònoms. Els cotxes de Waymo nascuts del projecte de Google han recorregut ja més de vuit milions de quilòmetres en carreteres públiques (i més de quatre mil milions en carreteres virtuals). Des de novembre de l'any passat, Waymo està provant cotxes sense conductor de seguretat a Arizona i ha anunciat que a la fi d'enguany vol posar en marxa un servei de robòtica. Avancen que els usuaris podran sol·licitar el servei a través d'una app mòbil perquè un taxi sense conductor els porti al punt desitjat.

General Motors ha presentat ja el GM Cruise AV sense volants ni pedals. En l'escala SAE dels nivells autonòmics de zero a cinc, es preveu que estigui en quart nivell (veure quadro “Nivells d'automatització”), i es vol comercialitzar en 2019. Tesla, per part seva, anuncia que per a aquest any sortirà de cinquè curs. Volskwagen per a 2025. I en aquesta carrera estan Lyft, Uber, BMW, Ford, Hyundai, Volvo, PSA (Peugeot-Citroën), Baidu, Yandex, Intel, Apple...

Ed. Metamorworks/Shutterstock.com

Tanmateix, a pesar que tot això pot semblar diferent, els cotxes autònoms encara tenen molt camí per recórrer. “Falta molt”, explica Oihana Otaegi Madurga, directora de Sistemes Intel·ligents de Transport i Enginyeria de Vicomtech. “Estem veient que és possible tecnològicament i cada vegada més clar. Però de moment són prototips. Per exemple, els sensors que té un cotxe de Waymo només costen més de 100.000 euros. Falta molt per a arribar als concessionaris. A més, cal canviar la legislació, resoldre problemes ètics, etc. Als Estats Units no sé, però a Europa almenys mancada molt”.

Dos mons, dues cultures

De fet, Otaegi ha destacat que els Estats Units i Europa estan jugant de forma molt diferent amb els cotxes autònoms: “Són dos mons. Dues cultures totalment diferents. Als Estats Units hi ha gegants de programari. Ara s'han ficat en el món dels cotxes, però es comporten com amb el programari: quan tenen un mínim ho treuen al carrer i els errors o problemes que sorgeixin aniran corregint-se amb actualitzacions o noves versions. Aquí, no obstant això, no està en joc perdre alguns documents o quedar-se incomunicats, hi ha vides en joc. A Europa no es pot posar res en la carretera fins que es demostri que és segur”. Això no significa que s'avanci menys a Europa. “Aquí cadascun fa proves a la seva casa, en llocs tancats, i no sortim tant en les notícies, però estem fent moltes coses”.

Exemple d'això és el propi Vicomtech. Experts en visió artificial i intel·ligència artificial, que en els últims anys estan treballant intensament en cotxes autònoms. “Nosaltres intentem fer el que els nostres ulls i el nostre cervell fan”, explica Otaegi. “No entrem en les accions, és a dir, no frenem el cotxe, però tractem de veure i entendre el que hi ha voltant i de calcular com pot evolucionar el que està al voltant, on poden estar els perills, etc.”

Tenen diversos projectes europeus. Un d'ells té com a objectiu desenvolupar una cartografia més precisa, a nivell de carril. “La cartografia serà molt important i requereix molta precisió. No n'hi ha prou amb dir com els GPS actuals ‘has de sortir a l'esquerra a 500 m’; en lloc de navegar a distància, cal fer-ho a nivell de carril”, ha precisat Otaegi. El sistema ha de conèixer el nombre de carrils de la carretera, el carril pel qual discorre i el carril pel qual ha de discórrer. Per a això, disposen de cotxes especialitzats en cadascuna d'elles i estan elaborant la cartografia a partir de la informació que reben.

Oihana Otaegi Madurga. Director de Sistemes Intel·ligents de Transport i Enginyeria de Vicomtech.

A més, s'ha d'ensenyar al sistema a identificar el que veuen les càmeres i els sensors. “Per a entrenar la intel·ligència artificial has d'ensenyar-li què és el que veuen les cambres. Avui dia això l'ha de fer una persona: li ha de dir que és un cotxe, que és un vianant, que és la carretera… En un vídeo de quinze segons, per a identificar només els objectes es necessita mitja hora. Per a determinar què és cada píxel, una hora per a un frame. Estem tractant d'automatitzar això per a poder processar més informació i poder entrenar millor i més ràpid el sistema”.

A més de parar esment al que ocorre fora del cotxe, també pot ser important parar esment a l'interior, sobretot en els cotxes de tercer grau d'autonomia. I és que quan el cotxe ha de passar el control al conductor, és fonamental que el conductor estigui preparat per a això. De fet, els accidents que s'han produït han tingut molt a veure amb això. “El conductor sap que ha d'estar atent, però quan el sistema funciona bé, el dia i el dia, al final el conductor es relaxa. Llavors, nosaltres volem saber com està aquest conductor en tot moment i el que proposem és que el sistema ha de tenir en compte la situació externa i la interna, i actuar en conseqüència”.

Per a això, a través de les cambres interiors mesuren diferents paràmetres: direcció dels ulls, temps d'obertura i tancament, freqüència de tret, posició del cap, posició del cap, si parla o no… Així, calculen l'estat del conductor i, en funció d'això i del que estigui fora, el cotxe actuarà d'una manera o una altra.

Clau en intel·ligència artificial

Hi ha molta feina per fer, el gran repte està en la intel·ligència artificial, segons Otaegi. “Quan nosaltres ens posem al volant portem 18 anys veient i aprenent les coses, el cervell està entrenat i sap el que és qualsevol cosa que li aparegui. Hem de passar això a una màquina. Ensenyarem a la màquina què és cada cosa i què hauria de fer en cada situació. Això és molt difícil, aquí està la clau, sobretot en la intel·ligència artificial i l'aprenentatge automàtic”.

Els cotxes autònoms de Waymo han recorregut ja més de vuit milions de quilòmetres en carreteres públiques. I des de novembre de l'any passat s'estan provant cotxes sense conductor de seguretat a Arizona. ED. : Sundry Photography/Shutterstock.com.

La fiabilitat també serà fonamental. D'alguna manera haurà d'estar garantit que el sistema no sofreixi errors. “A Europa s'està treballant molt en això: quin tipus de tests hauran de passar, etc. Tant la Comissió Europea com Alemanya, França i Itàlia, grans fabricants de cotxes, estan ficant molts diners per a assegurar que els cotxes siguin segurs”, ha explicat Otaegi.

I des del punt de vista de la seguretat, també es preocupa el risc de ciberatacs. “Els hackees realitzats fins al moment s'han realitzat en cotxes amb electrònica antiga. No obstant això, la ciberseguretat en els cotxes autònoms ha de desenvolupar-se des del disseny, per exemple, perquè els sistemes de percepció no tinguin connectivitat externa i l'únic punt de connectivitat existent sigui molt segur. Estaran molt protegits pel disseny. Caldrà veure si això serà suficient o no”.

Preguntes sense resposta

Existeixen altres claus no tecnològiques. No és fàcil decidir com haurien d'actuar els cotxes davant diferents situacions. Per exemple, hauria de prendre decisions contra els quals van amb cotxe si és per a salvar més vides? “Al principi alguns van anunciar que el cotxe sempre anava a fer costat al conductor, però això és ètic?”, deixa en l'aire Otaegi. No és clar com afrontar aquests problemes ètics. “És una pregunta pendent de resposta”.

No obstant això, els cotxes autònoms vénen amb la promesa de ser més segurs que els conduïts per l'home. Cada any es perden més d'un milió de vides en la carretera, i la majoria dels accidents es deuen a errors comesos per les persones. “Les persones som molt bones conduint. Però quan no estem correctament, llavors es produeixen els accidents: cansament, falta d'atenció, alcohol… Això desapareixerà amb els cotxes autònoms. En canvi, encara tinc els meus dubtes sobre si en situacions complexes la màquina respondrà millor que nosaltres”.

Cotxe GM Cruise AV que General Motors té previst comercialitzar en 2019, sense volants ni pedals. ED. : General Motors.

D'altra banda, l'automatització pot canviar molt el model de mobilitat. En molts llocs hi ha grans problemes de mobilitat, carreteres massa saturades. I s'observa que pel camí de l'automatització pot haver-hi una oportunitat per a solucionar-lo, encara que també pot succeir el contrari, ja que fins i tot la gent que no condueix podria començar a moure's en el cotxe.

“Els cotxes autònoms tindran una gran influència en la mobilitat. Segurament començarà en transport públic, taxis, camions, etc. Però això porta tota la mobilitat a un model trencador. La mobilitat que coneixem pot canviar radicalment. En les grans ciutats, en lloc de tenir cotxe propi, recorrerem a serveis de carsharing (lloguer de vehicles per hores), etc. Sembla que és el que ve. Però això també caldrà veure-ho”.

I caldrà veure moltes altres coses. Per exemple, com afectarà el medi ambient tant la construcció d'aquesta mena de vehicles, com el consum dels servidors necessaris per a totes les dades i operacions que generaran, o com afectarà la privacitat quedar-se registrat d'on hem estat (i potser amb qui). Entre els ràpids avanços i les prodigioses prediccions es troben nombrosos dubtes i inquietuds. Moltes preguntes sense resposta encara.

Nivells d'automatització
La guia més utilitzada per a determinar el grau d'autonomia d'un cotxe és l'establerta per l'Associació d'Enginyers d'Automoció dels Estats Units SAE:
Nivell 0
No hi ha cap automatització.
Nivell 1
El vehicle disposa de sistemes auxiliars, per exemple, per a mantenir una determinada velocitat, per a vigilar la distància de seguretat, per a ajudar a aparcar, però el comandament sempre el té el conductor.
Nivell 2
El vehicle és capaç d'exercir el comandament en determinades circumstàncies. A aquest nivell pertanyen els cotxes que tenen pilot automàtic d'autopista o auxiliars d'embussos, així com els que estacionen només. El conductor és obligatori. Existeixen en el mercat diversos cotxes d'aquest nivell.
Nivell 3
El vehicle és capaç, a més de conduir només, d'identificar i reaccionar en funció dels objectes i circumstàncies de l'entorn. Però no en tots els casos i llavors donarà el comandament al conductor. El conductor continua sent imprescindible. Existeix un debat sobre l'acostament del cotxe Model S de Tesla a aquest nivell.
4t curs
El vehicle és capaç de conduir dins d'uns límits i, en cas de fallada o de condicions inadequades, haurà de disposar d'un sistema d'ajuda que li permeti prendre el comandament i quedar segur. No requereix guia.
5è curs
El vehicle és capaç de conduir només en qualsevol circumstància. No requereix guia.
Peces clau
Cambres
Són imprescindibles per a la detecció de carrils, senyals i lluminàries de la carretera, però poden ser de gran utilitat. La visió artificial permet a les càmeres veure tot el que hi ha al seu voltant i actuar en conseqüència.
Líders
Emet milions de raigs làser per segon i, mesurant el temps que han trigat els que tornen, realitza un mapa 3D de la zona, més precís que el que s'obté amb el radar, i per a una màquina més fàcil d'entendre que la imatge 2D de les càmeres. Molt car.
Radars
És conegut per les ones de ràdio. Especialment bons per a detectar objectes metàl·lics grans (altres cotxes). Barats i d'alta fiabilitat.
Mapes
Els mapes de precisió són importants, entre altres coses, perquè el cotxe sàpiga exactament on està i per a confirmar que les lectures dels sensors són correctes.
Intel·ligència Artificial
El cervell que ha d'entendre el que veuen els sensors. L'aprenentatge automàtic serà clau per a entrenar aquest cervell i aprendre'l de les experiències.