Las investigaciones avanzan en todas las áreas de transporte para el control autónomo de los vehículos, con un desempeño importante de la Inteligencia Artificial (AI) en el control de manejo/pilotaje, que proporciona una toma de decisiones inteligente en tiempo real basada en datos de una serie de sensores. Estos incluyen espectro de luz (cámaras), radio (radar), láser, posicionamiento (sistemas de navegación global por satélite, GNSS y GPS), y comunicaciones IoT (vehículo a todo, V2X).

La consultora Ovum ve avances en vehículos autónomos, camiones, aviones, trenes y embarcaciones náuticas. El cuadro Ovum AI Reality (AIR) de diciembre de 2017 proporciona una visión cualitativa del progreso en el transporte autónomo. En 2017 se lograron muchos hitos, ya que las startups, compañías de tecnología y empresas predominantes de la industria del transporte establecieron su posición en pruebas y proyectos piloto. El alcance del tema es potencialmente enorme, incluyendo regulaciones, asuntos legales, seguridad, seguridad, diferencias geográficas, ciudades inteligentes y más, pero este informe está estrictamente relacionado con el avance de AI en la tecnología autónoma.

El gráfico de AIR se basa en el progreso del estado del arte de la tecnología. Además, ofrece una visión sobre cuándo los vehículos autónomos se convertirán en una cosa común en nuestras carreteras.

El transporte autónomo conduce hacia la realidad

El impacto del transporte autónomo en la sociedad será enorme y afectará la arquitectura urbana, la de carreteras y los espacios de estacionamiento, los patrones de uso del transporte, las habilidades de conducción, entre otros puntos. A la luz del papel de los automóviles en nuestra cultura, habrá un profundo impacto en la forma en que se vive. La tecnología está avanzando progresivamente y existe la motivación, con el reconocimiento general de que esta tecnología salvará muchas vidas (en EEUU hay una muerte por accidente de tráfico cada 15 minutos). También habrá cambios de trabajo, y mientras que la demanda de conductores sin duda disminuirá, se crearán nuevos trabajos para diseñar, construir, mantener y monitorear sistemas autónomos.

La Sociedad Internacional de Ingenieros Automotrices (SAE) define cinco niveles de conducción autónoma (Figura 1). En este análisis, se extiende el uso de los niveles SAE a modos de transporte genéricos con capacidades de sistemas autónomos similares en los niveles correspondientes. Se debe tener en cuenta una disposición al extender SAE de esta manera. Si bien los vehículos del mercado masivo serán verdaderamente autónomos sin control centralizado, se espera que las operaciones comerciales, al menos en la primera ola de esta tecnología, tengan un grado de monitoreo remoto, con la capacidad para que los humanos tomen el control si es necesario. Esto no se refleja en el nivel SAE.

Los principales fabricantes de transporte por carretera (Tesla, por ejemplo) prevén una capacidad de nivel 4 en unos pocos años y se esfuerzan por lograr este objetivo. Crear una industria de conducción autónoma se ha convertido en una carrera de estado nación. Por ejemplo, el gobierno de Obama inició inversiones de miles de millones de dólares en los EEUU y el gobierno del Reino Unido prometió inversiones y relajó las regulaciones para fomentar la investigación, luego de su iniciativa Autodrive, que actualmente está ejecutando pruebas de manejo autónomas en Milton Keynes y Coventry.

Algunos de los hitos en el transporte autónomo que ayudaron a definir la tabla de AIR de diciembre de 2017 son los siguientes.

Taxi aéreo y avión no tripulado: Volocopter demostró un vuelo autónomo de nivel 5 de ocho minutos sin pasajeros el 25 de septiembre de 2017 en Dubai, Emiratos Árabes Unidos. Amazon Prime Air está probando un servicio de entrega de drones sin piloto, con la primera entrega a un cliente real realizada en diciembre de 2016 en Cambridge, Reino Unido. Los drones ya son comunes en el ejército.

Avionnes: los aviones ya están altamente automatizados y es probable que el vuelo sea completamente autónomo en la próxima década. Para las aerolíneas, el sentimiento de los pasajeros, no la tecnología, puede ser la principal barrera. A diferencia de los taxis aéreos, donde los aviones vuelan y despegan y aterrizan están altamente controlados.

Coche: Waymo (propiedad de Alphabet) ha estado probando vehículos autónomos de nivel 4 en Phoenix, Arizona, sin conductores a bordo desde el 7 de noviembre de 2017. Google y Tesla iniciaron el nivel de actividad, pero también los fabricantes de autos tradicionales se anotaron en la carrera, incluyendo BMW, Daimler, Ford, Honda, GM, Nissan y Toyota, así como las nuevas startups.

Barcos: se están desarrollando barcos y transbordadores autónomos de nivel 5, incluido Rolls Royce, que predice que los primeros ejemplos son barcos de corta distancia, como transbordadores de automóviles, y barcos de carga robot de alta mar en 10 a 15 años. Las noruegas Yara y Kongsberg trabajan conjuntamente en la construcción del primer barco sin tripulación, la Yara Birkeland, para el transporte de carga en aguas noruegas. La autonomía se agregará en etapas con el nivel 4-5 que se espera alcanzar en 2020.

Submarinos: hay una historia de vehículos submarinos autónomos, pero hay actividad en la creación de una nueva generación. Boeing y la Marina de los EEUU están, por ejemplo, trabajando en drones submarinos autónomos.

Servicios de taxis, autobuses y viajes compartidos: los taxis autónomos de primer nivel 4 fueron probados en Singapur por nuTonomy en 2016. Navya ofrece Autonom Cab, un robot taxi diseñado para conducir de forma autónoma de nivel 4 sin cabina, volante u otros controles manuales. Un autobús Navya ha estado en operación en Lyon, Francia, desde 2016. Tesla ha entregado 50 vehículos a la ciudad de Dubai, Emiratos Árabes Unidos, para un servicio de taxi autónomo. Zoox planea tener clientes para 2020. Uber y otros están investigando taxis sin conductor.

Tren: Los sistemas de trenes sin conductor han estado funcionando desde 1967, ya sea con un conductor que monitorea el sistema automatizado, o sin conductor pero con personal a bordo. El primer tren de carga que usaba un sistema autónomo sin un humano a bordo se ejecutó el 2 de octubre de 2017 y fue operado por Rio Tinto en su red de mineral de hierro en Australia Occidental y fue monitoreado desde un centro de operaciones en Perth.

Camiones: Rio Tinto ha estado operando camiones autónomos de nivel 4 en su extracción de mineral de hierro en Australia Occidental durante algunos años. Embark y otros operadores de camiones han estado piloteando camiones autónomos de nivel 3-4 en autopistas interestatales públicas en los EE UU en 2017, y los conductores tomaron el control total de las primeras y últimas millas.

Una década para transporte autónomo de nivel 5 (o menos, por la IA)

El gráfico de AIR muestra que el nivel 5 de transporte por carretera aún está a algunos años (quizás una década) de realizarse. Sin embargo, esto no tiene en cuenta nuevas mejoras en la tecnología central, en particular la IA, que está mejorando de manera incremental. Los algoritmos se están refinando, la potencia de cómputo aumenta cada año y los nuevos aceleradores de hardware de AI aumentarán esta tasa de mejora. Estas mejoras en la tecnología harán que el nivel de SAE 4 y, finalmente, el nivel 5 de conducción autónoma se realicen antes de lo esperado.

Algunos modos de transporte están por delante de los automóviles. Las aeronaves, debido al control altamente regulado de sus trayectorias, se encuentran en los niveles 4 y 5. Del mismo modo, las embarcaciones náuticas tienen menos complejidad en su entorno y están en niveles avanzados.

El gran tamaño de la industria del automóvil hace que sea un área de enfoque particularmente importante. Muchos contendientes traerán vehículos de nivel 4 y eventualmente de nivel 5 a las carreteras. En EEUU existen más de 25 compañías actualmente registradas en California para probar autos autónomos. Otros estados que atraen la investigación incluyen Arizona y Pennsylvania.

La tecnología de conducción autónoma impulsa los vehículos de próxima generación

Debido a la variedad de sensores necesarios, construir vehículos autónomos no es barato. Todos los fabricantes utilizan una gama de diferentes sensores, incluido el lidar. La excepción es Tesla, que hasta ahora se basa únicamente en cámaras y radares. El costo de los sensores por vehículo sugiere que el modelo más económico sería el uso de tecnología autónoma para los servicios de taxis y viajes compartidos, con modelos costosos disponibles en el extremo superior del mercado de automóviles privados. Sin embargo, el costo de los sensores sigue cayendo. Cruise (adquirida por GM en 2016 para establecerse en la carrera), adquirió el fabricante Strobe en octubre de 2017 y espera una reducción del 100% en los costos de lidar.

Un proveedor clave de tecnología para el transporte autónomo basado en la IA es Nvidia, cuyas GPU son un ingrediente esencial para entrenar e inferir los sistemas de IA. Nvidia Drive PX es un dispositivo para computadoras de IA, que aloja las GPU de gama alta de Nvidia y otros microprocesadores y sensores avanzados, y está diseñado para soportar ASIL-D, el nivel más alto de seguridad funcional para automóviles. Nvidia dice que tiene asociaciones con la mayoría de los principales fabricantes de automóviles en la carrera por llevar vehículos autónomos a las carreteras. Otro proveedor de GPU en este mercado es AMD. Intel anunció en 2017 una asociación con AMD para ofrecer una solución conjunta de CPU y GPU, y adquirió Mobileye, una nueva tecnología de conducción autónoma en desarrollo. Baidu está convirtiendo su plataforma de conducción autónoma Apollo en parte de código abierto, y sus socios incluyen Daimler, Ford y Nvidia.

El transporte autónomo formará parte de las máquinas conectadas y, por lo tanto, formará parte de la Internet de las cosas (IoT). Por lo tanto, gran parte de la tecnología de IoT también será relevante para el transporte autónomo, al igual que las ciudades inteligentes, 5G y la telemetría, que también desempeñarán un papel importante en el transporte autónomo futuro, y crearán oportunidades para los proveedores de IoT y telecomunicaciones. Ovum espera que la capacidad de conducción autónoma en el nivel 4 de SAE aparezca en los próximos años en servicios de camiones y pasajeros, como viajes compartidos, taxis y autobuses. Ya existen ejemplos. Los autos en el nivel 4 no serán lo suficientemente buenos para las personas que, por ejemplo, necesitan confiar en su automóvil y no poder usarlo cuando nieva no es satisfactorio.

Un automóvil autónomo en el nivel 5 está aún más lejos porque la tecnología de AI necesita mejorar. Sin embargo, el actual ritmo incremental de la evolución de la IA significa que no se trata de si, sino cuándo. En un futuro cercano habrá una superposición idéntica entre un servicio de estilo Uber / Lyft, un viaje en taxi y un alquiler de automóvil que viene con un chofer robot (virtual) y llega a su puerta. Dicho uso del automóvil reducirá la cantidad de automóviles necesarios en la sociedad, y el impacto de este escenario en la industria del automóvil será de gran alcance.

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