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Hay dos tipos de conducción autónoma, y la que ha elegido Toyota siguiendo los aviones mola mucho más
Tecnología

Hay dos tipos de conducción autónoma, y la que ha elegido Toyota siguiendo los aviones mola mucho más

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Casi todos los fabricante de automóviles y muchas empresas tecnológicas trabajan en el desarrollo del coche autónomo con el objetivo de evitar que conduzcamos. Sin embargo, hay dos tipos de conducción autónoma, y la que ha elegido Toyota siguiendo los aviones es mucho más atractiva e interesante para todo el mundo.

Toda la industria del automóvil da por hecho que la conducción autónoma será una realidad tarde o temprano, nos guste o no. Los dirigentes de los fabricantes apuestan por la conducción autónoma sobre todo con dos objetivo en mente. El primero es para poder atraer a un público que sencillamente no sabe ni quiere conducir. Por algo se dice que a los millenials no les interesan los coches. El segundo objetivo es poder tener una ventaja tecnológica en términos de seguridad vial frente a las marcas que se hayan quedado atrás.

Conducción autónoma Toyota conducción aumentada

Por supuesto, la novedad que supone esto y el impacto que tendrá en el público en términos de imagen de marca para el primero que lo consiga será enorme. Basta con ver como se habla del Autopilot de Tesla cuando no es más que una conducción autónoma de nivel 2 relativamente estándar en la industria, aunque eso sí, muy bien gestionada y muy eficaz. El problema de la conducción autónoma no es tanto la propia conducción autónoma per se sino el tipo de automatización que se nos propone debido a quienes desarrollan esta tecnología.

Existen cinco niveles de conducción autónoma, que van desde el nivel 1 (la simple ayuda a la conducción tipo control de crucero pasivo) hasta el nivel 4 donde el coche conduce literalmente solo, pasando por el nivel 2 (asistencia de cambio de carril, frenada de emergencia o las ayudas incluidas en el pack Autopilot de Tesla) y el nivel 3 (un paso intermedio antes de llegar al nivel 4) y culminando en el nivel 5 donde ni siquiera hay volante y el ser humano es irrelevante en el manejo del coche.

Existen dos tipos de conducción autónoma

conducción autónoma conducción aumentada

Independientemente de los niveles de conducción autónoma, la realidad es que no todos los fabricantes apuestan por el mismo tipo de conducción autónoma. De hecho, ahora mismo, se desarrollan dos tipos de conducción autónoma.

Una es la que en el que el coche lo hace todo por si solo, promovida por compañías como Waymo (propiedad de Google), Uber o Tesla. Es también la vía que parecen favorecer la mayoría de marcas de automóviles. La otra es la que nos ayuda a conducir: la ADAS (de Advanced Driver Assistance Systems) y curiosamente, ésta es la vía que sigue Toyota. Sí, el fabricante de “electrodomésticos híbridos” será finalmente el que podría salvar la conducción, con todo lo que eso conlleva en términos de libertad y satisfacción personal.

Conducción autonoma Waymo

Hemos tomado conciencia de ese matiz gracias a un desafortunado tuit de Vahid Kazemi, ingeniero de software en el departamento de investigación e inteligencia artificial de máquina en Google. Kazemi quiso hacer una broma relatando su experiencia en Los Angeles al conducir un coche de alquiler que carecía de ayudas de conducción autónoma. Para él fue una experiencia horrible y considera que el ser humano no está diseñado para conducir.

Este simple tuit (Kazemi ya lo borró, pero por suerte en Jalopnik hicieron un pantallazo) resume el principal problema del desarrollo de la conducción autónoma: casi toda la industria ha optado por el nivel 4 y 5, pues el uso de sistemas de conducción semi autónoma, como las de nivel 2 y 3, solo consiguen reducir el nivel de pericia y concentración al volante. Es decir, nos hacen peores conductores. De ahí, que Kazemi ya no supiese conducir un coche, digamos, “analógico”.

Tweet Kazemi Waymo

Y eso que, según su Facebook, tiene un Infiniti de la serie Q. Sí, equipa control de crucero activo, un sistema que lo mantiene en el carril y el sistema de frenada de emergencia automática que asimila el Infiniti a una conducción autónoma de nivel 2. Sin embargo, dista mucho de estar a la altura de un Tesla Autopilot. En ambos casos hablamos de un nivel 2 de autonomía. Curiosamente, Kazemi asimiló las ayudas de nivel 2 de su Infiniti -cuyo funcionamiento le obliga a conducir- a la conducción autónoma.

Un sistema ADAS no hace que sea un coche autónomo

Mercedes Clase E ADAS

Y como él, muchos cometemos el error de considerar todas las ayudas a la conducción de tipo ADAS, es decir de autonomía de nivel 2 y 3, como una conducción autónoma. Pero no, esos sistemas no son los de una conducción autónoma.

Esa percepción es la que ha llevado, por desgracia, a accidentes fatales (como en el caso de los Tesla) o bien a Mercedes-Benz a retirar toda la publicidad de su Mercedes Clase E en Estados Unidos donde podía dejar creer que el coche tenía una función de pilotaje automático. El Mercedes Clase E equipa un sistema de nivel 2 muy avanzado, como hemos podido apreciar cuando lo probamos, pero no es un coche de conducción autónoma.

Así, confundiendo sistemas ADAS con conducción autónoma se hace evidente que prácticamente toda la industria, desde fabricantes históricos a startups, desarrollan una conducción autónoma que sustituya el control del ser humano en lugar de desarrollar una autonomía que aumente su control.

Dicho de otro modo, en lugar de desarrollar una autonomía que nos ayude, nos quieren sustituir. Sin embargo, una autonomía de conducción aumentada, tipo ADAS, sería todavía más segura. La aviación comercial, gracias a la formación y a los automatismos, ha demostrado que es la mejor herramienta para reducir los accidentes.

Antes que la conducción autónoma de nivel 4 y 5, lo ideal serían sistemas similares a los que se utilizan en la aviación comercial.

Toyota parece tener un enfoque más pragmático con el trabajo que está realizando en su Toyota Research Institute (TRI) de California de cara a la conducción autónoma. Una parte esencial de la investigación que se lleva a cabo en el TRI concierne la inteligencia artificial y cómo se puede aplicar a los dos sistemas de conducción autónoma. Porque Toyota no se cierra a ninguna de las dos opciones, ni los sistemas de nivel 4 y 5, ni tampoco los de nivel 3 y de tipo ADAS.

Conducción aumentada: las enseñanzas de la aviación

Conducción aumentada

El problema, mientras la conducción autónoma de nivel 4 y de nivel 5 no sean una realidad, la percepción del público -y de los que la desarrolla si hacemos caso al tuit de Kazemi- es que los sistemas ADAS más avanzados son ya conducción autónoma. Con estos sistemas, el conductor tiende a confiar en exceso en esos sistemas en detrimento de su habilidad o atención a la conducción. Cuanto más uno se apoya y confía en automatismos, más habilidades pierde.

Lo vimos en el caso de los GPS, pero el mejor ejemplo lo tenemos con los móviles. ¿Cuántos números de teléfono te sabes de memoria? Antes de los móviles, yo me acordaba de un montón. Ahora, apenas recuerdo el mío... En el caso de la conducción autónoma pasa lo mismo, confiamos en los sistemas y perdemos habilidades. Pero aquí el problema es que la tecnología no se desarrolla tan rápidamente como la atrofia de la conducción de las personas.

Conducción autónoma conducción aumentada

Y puede ser incluso peligrosa porque se compone de sistemas que están encendidos o apagados, sin margen de maniobra para el conductor ni un periodo de transición rápido entre autonomía y conducción humana. De ahí que la solución adoptada por Toyota, la de la conducción aumentada, sea el camino que salvará la conducción y contribuirá a reducir los accidentes de tráfico.

Como hay sistemas todavía embrionarios en la industria del automóvil que no se pueden aplicar aún y que sí se usan en la aviación, como la comunicación de vehículo a vehículo (V2V o coche conectado), se aprovecha los sistemas ya existentes. A nivel conceptual, la conducción aumentada aprovecha los sistemas ADAS existentes y desarrollados para la conducción autónoma de nivel 4 y 5, como los sistemas drive-by-wire, cámaras, radares, así como los mapas basados en la lectura de un LIDAR y los GPS de gran precisión.

La idea de base de la conducción aumentada es implementar en un coche las enseñanzas de la aviación y sus sistemas de seguridad para la envolvente de vuelo. La envolvente de vuelo es la región de una gráfica en la cual se refiere a los límites de carga del aeronave y las condiciones de vuelo en las cuales el funcionamiento de la aeronave es satisfactorio, pero más allá de esos límites el vuelvo no es posible. En otras palabras, la envolvente de vuelo nos va indicar hasta qué punto es posible llevar un avión de manera segura.

Los sistemas de seguridad de los aviones comerciales impiden a un piloto cometer un error de maniobra en una situación de emergencia. La idea de Toyota es aplicar esos sistemas a los coches

Es el de tipo de protecciones de vuelo que encontramos en los aviones de línea actuales que usan controles fly-by-wire, como los Airbus y los Boeing, y que impiden a un piloto cometer un error de maniobra en una situación de emergencia que haría imposible el vuelo. De este modo pueden reaccionar de forma más rápida sin poner en riesgo la integridad de la aeronave y su vuelo.

Airbus y Boeing aplican esas seguridades de la envolvente de vuelo, pero de forma diferentes. El Airbus impedirá que un piloto sobrepase determinados ángulos de cabeceo, inclinación, etc, mientras que el Boeing le dejará hacerlo, pero tendrá que superar una respuesta háptica de los mandos (el feedback, digamos) infinitamente dura para que se dé cuenta de que la maniobra que pretende realizar no se puede hacer.

Conducción aumentada

Normalmente un piloto no llega a los límites de la envolvente de vuelo, pero si por la razón que sea (pánico, está borracho, etc) se acerca, esos sistemas le impiden superarlo. Es como una red de seguridad. Obviamente, en los coches este tipo de sistemas existen aunque son todavía algo primitivos.

El ABS, los controles de estabilidad y de tracción o los asistentes de frenada de emergencia son algunos ejemplos, pero su acción es muy variable de un coche a otro. Y para colmo, muchas veces, el conductor las malinterpreta. Cuantas veces hemos tenido que escuchar el típico “el pedal de freno vibró e hizo mucho ruido al frenar" cuando eso significa que el ABS funcionó correctamente.

Además, estos sistemas raras veces están integrados con los otros sistemas ADAS. Por ejemplo, ¿por qué un automovilista podría cambiar de carril aún cuando su asistente de vehículo en ángulo muerto ha detecto un camión? Le avisa que hay un vehículo, pero el conductor gira igualmente el volante. En una conducción aumentada, no sería posible; el coche no cambiaría de carril.

Conducción aumentada

Se puede objetar que era maniobra evasiva frente a un obstáculo delante. Pero no, en un sistema de conducción aumentada, el coche mantiene sí o sí la distancia de seguridad y sus radares y LIDAR han detectado el obstáculo y efectúan una frenada de emergencia tras avisar con antelación del obstáculo al conductor y aplicar la fuerza adecuada a los frenos si el conductor no lo hace.

La idea no es disponer de un coche que te ayude a ser mejor conductor con avisos en el head-up display, sino un sistema que vigile que estás efectivamente al volante. Así seríamos más conscientes de lo que hacemos al volante y reduciría considerablemente los accidentes. Sería la solución ideal para que coches autónomos y no autónomos puedan coexistir en la carretera.

Si conduces bien, las protecciones de la “envolvente de conducción” del coche serán invisibles. Si te pones en una situación de peligro, actuarán.

Si conduces bien, las protecciones de la “envolvente de conducción” del coche serán invisible. Si cometes un error, te recuperan y salvan. Es la teoría del control de estabilidad en carretera abierta de Walter Rörhl que replica a los que critican que pueda ser muy castrador o excesivamente presente en la conducción. Rörhl decía algo así como “si no cometes un error, no entra en acción. Si actúa, es que has cometido un error”. Has acelerado demasiado pronto o dado demasiado ángulo bruscamente al volante, etc.

La solución de Toyota: impedir que cometamos errores

Prototipo del TRI con sistema Guardian y conducción autónoma Prototipo del TRI con sistema Guardian y conducción autónoma

Como casi cualquier otro fabricante de automóviles Toyota, vía el Toyota Research Institute (TRI) de California, está desarrollando su propia solución de conducción autónoma. Pero a diferencia de sus rivales o de Waymo, Toyota también sigue desarrollando los sistemas ADAS para impedirnos cometer errores al volante gracias a un software que ha bautizado Guardian.

La idea del Guardian es que pueda determinar si el humano que está al volante va a cometer un peligroso error o no. Los radares y demás sensores del coche monitorizan qué ocurre al rededor del coche (movimiento de los otros coches, señales de tráfico, adherencia, etc), mientras que unas cámaras en el interior enfocan a la cabeza del conductor y vigilan sus movimientos. El software determina entonces si el conductor necesita ayuda para ver o evitar una situación peligrosa.

¿Cómo funcionaría? Por ejemplo, el TRI ha determinado que los giros a la izquierda en los cruces son particularmente peligrosos y es uno de los primeros escenarios en los que los ingenieros han probado el Guardian. Así, el sistema podría evitar que el conductor de un Toyota equipado con Guardian gire a la izquierda cuando viene un coche de frente por el otro carril.

Toyota Teammate Guardian

O también podría acelerar el Toyota que ya ha girado si detecta que un coche va a embestirle. Sería el caso de un coche que sale un parking adyacente y no ha visto que hay un coche girando en medio del cruce. Guardian tomaría el control del coche si detecta que el conductor no va a reaccionar a tiempo.

Seamos sinceros: Toyota no trabaja en el Guardian con el objetivo de salvar la conducción, lo hace por puro pragmatismo y por visión de negocio. Ryan Eustice, vicepresidente de conducción autónoma en TRI, explica que aún faltan muchos años para que la conducción autónoma de nivel 5 sea una realidad cotidiana. Considera que inicialmente los coches autónomos estarán confinados a unas rutas muy determinadas.

Sin embargo, un coche equipado con un sistema tipo Guardian, es decir, de conducción aumentada, podría llegar a ser una realidad tangible mucho antes que un coche de conducción autónoma de nivel 5. Y es que un Guardian no necesita tanto hardware y mapas ultradetallados para funcionar, a diferencia de un coche de conducción autónoma. En Volvo, calculan que añadir un nivel 4 de conducción autónoma a un coche supone subir su precio unos 10.000 euros. Un Guardian es una manera más eficiente y rápida de acercarse a ese 99,99% de seguridad que se le atribuye al coche autónomo de nivel 5.

Toyota Concept-i conducción autónoma

El sistema de Toyota deberá ser casi perfecto a nivel técnico. Cualquier error que cometa el sistema, como intervenir demasiado pronto cuando el conductor ya había detectado el peligro y actuado en consecuencia, podría a la larga provocar rechazo en el público. Para evitarlo, en Toyota barajan la posibilidad de que el Guardian hable con el conductor para, por ejemplo, explicar el porqué ha actuado o no.

Mientras el coche autónomo de nivel 5 no se imponga, ya sea por que lo decide el mercado o porque lo impone el legislador necesitaremos más sistemas de conducción aumentada. Aunque sea por el simple hecho que coches autónomos de nivel 5 compartirán calles y carreteras con humanos imprevisibles, que pueden efectuar maniobras más o menos arriesgadas al volante de vehículos analógicos, y humanos que confían demasiado en los sistemas de ayuda a la conducción de sus coches.

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