¿Necesitan los vehículos autónomos conectividad para prosperar?

Desde el Autopilot de Tesla hasta los robotaxis de Cruise y Waymo, la última generación de vehículos automatizados es cada vez más "independiente", utilizando la conectividad únicamente para funciones no críticas de seguridad. Sin embargo, los defensores de la Movilidad Automatizada, Cooperativa y Conectada (CCAM, por sus siglas en inglés) argumentan que los vehículos autónomos solo alcanzarán su máximo potencial si se mejora la conectividad. Los expertos de la industria analizan la hoja de ruta ideal hacia el futuro.

 

No pasó mucho tiempo desde el inicio de su primer viaje en un robotaxi en San Francisco para que Tom Alkim se recostara en su asiento y reflexionara sobre la reconfortante suavidad del vehículo de Cruise en comparación con su trayecto en Uber desde el hotel. “No todos los conductores de taxi son prudentes y caballerosos”, observa. “A veces tienes prisa, y eso está bien. ¡Pero cuando temes por tu vida, es otra historia!”.

Alkim trabaja en la intersección entre la gestión del tráfico y el desarrollo de vehículos automatizados (AV). Antes de unirse a la empresa holandesa MAPtm como asesor estratégico, fue “policy officer” para la Conducción Conectada y Automatizada en la Dirección General de Investigación e Innovación de la Comisión Europea. Con base en su experiencia personal de numerosos trayectos automatizados, considera que la tecnología está cada vez más desarrollada.

“Llevar la movilidad automatizada a las carreteras implica cuatro disciplinas diferentes”, dice. Habilitar la tecnología es lo primero, seguido de un marco legal. “Si algo funciona y está permitido, debe integrarse en los sistemas de movilidad existentes, donde entran los operadores de carreteras. Finalmente, queremos que el público no solo acepte la tecnología, sino que la abrace”.

Los operadores de carreteras deben considerar cómo la infraestructura acomodará a los AV para que los sistemas de movilidad puedan cosechar los beneficios proyectados. Para operar de manera segura, un AV debe permanecer dentro de un dominio de diseño operativo (ODD). Solo con conocimiento en tiempo real de los atributos del ODD, como la lluvia, densidad de tráfico o cambios en la infraestructura física o digital, se puede saber cuándo se exceden los límites del ODD.

La información en carretera podría mejorar la conciencia de los atributos del ODD en los AV, que de otro modo dependerían únicamente de sus propios sensores. “Un ejemplo de información complementaria es la temperatura ambiente, que los vehículos ya recogen”, explica Alkim. “Proporcionar eso más allá del alcance de los sensores podría ampliar el horizonte del vehículo y sus capacidades proactivas. Los gestores de tráfico también tienen información complementaria que los vehículos no pueden detectar, como las densidades de tráfico”.

Se espera que los vehículos con automatización de Nivel 3 (SAE) transfieran el control a un humano antes de que se exceda su ODD, mientras que los vehículos de Nivel 4 deben detenerse de manera segura mediante una maniobra de riesgo mínimo. Ambas situaciones son potencialmente problemáticas para la seguridad vial. Recibir avisos anticipados de tormentas intransitables promete más tiempo y mejores opciones que detectarlas por primera vez cuando impactan al vehículo.

“Los fabricantes también están interesados en información sobre zonas de obras”, dice Alkim. “Confiar en sus propios sensores tiene sentido para los primeros despliegues. Pero a medida que aumenta el número de vehículos, entramos en el territorio de la gestión del tráfico y la optimización colectiva”.
 

¿Cooperativo o autónomo?

Mientras que el operador nacional de carreteras de los Países Bajos, Rijkswaterstaat, espera AVs de Nivel 3 en sus carreteras en los próximos años, los desafíos más complejos de la integración de Nivel 4 van más allá de su hoja de ruta actual. Rijkswaterstaat favorece la idea europea de movilidad automatizada conectada y cooperativa (CCAM) en lugar de vehículos autónomos que operen de manera aislada.

“Creemos en los beneficios para la sociedad, pero queremos mitigar los riesgos”, dice Henk Schuurman, asesor estratégico de Gestión del Tráfico y Movilidad Inteligente en Rijkswaterstaat. “Creemos que la conectividad puede mejorar la seguridad de los vehículos que combinan sus propios sensores con información de los operadores de carreteras, como datos en tiempo real sobre obras recopilados en nuestro proyecto C4Safety”.

En 2020, KPMG clasificó las carreteras holandesas como las segundas del mundo en preparación para AV de Nivel 4, después de Singapur, mientras que un estudio exploratorio de Rijkswaterstaat encontró que el 72% de su red es capaz de soportar ODDs de Nivel 4. Sin embargo, Schuurman se muestra más cauteloso: “Nuestras autopistas están bien diseñadas, con alta visibilidad y elevada calidad del pavimento. Solo el 28% no es apto para el despliegue inicial, incluidas túneles y carriles de flujo variable complejos”.

Cuando los AV se desplieguen a gran escala, los Países Bajos esperan que utilicen la infraestructura existente, minimizando las inversiones públicas. “Invertimos en infraestructura digital, pero consideramos innecesarios grandes ajustes en la infraestructura física”, dice Schuurman.

Traffic Management for Connected and Automated Driving (TM4CAD) exploró mecanismos para que la infraestructura contribuya a la concienciación de los atributos del Dominio de Diseño Operativo (ODD) de los sistemas de conducción automatizada. Financiado por la Conferencia de Directores de Carreteras Europeas (CEDR), TM4CAD fue liderado por Henk Schuurman y su excolega de Rijkswaterstaat, Tom Alkim.
 

“Desarrollamos el concepto de Concienciación Distribuida del Valor de los Atributos del ODD (DOVA)”, dice Alkim. “DOVA analiza las capacidades de los vehículos definidas por su tecnología y sensores, la infraestructura física y digital, y luego los elementos fuera de nuestro control, como el clima o las situaciones de tráfico. Al combinar eso con las reglas de tránsito, se determina si un vehículo está dentro de su ODD y, por lo tanto, puede conducir.”

DOVA proporciona un marco útil para el diálogo entre operadores de carreteras y fabricantes de vehículos (OEMs) involucrados en el consorcio Hi-Drive (esto se explorará más a fondo en *Intertraffic World 2025, que será publicada a finales de enero de 2025), iniciado por TM4CAD. “Pero sigue siendo difícil para los OEMs especificar exactamente qué información pueden usar”, comenta Alkim.

“Por lo general, los OEMs quieren construir vehículos que puedan operar de forma independiente y no depender de información externa por razones de responsabilidad legal”, continúa. “Digamos que hay problemas de confianza.” Sin embargo, Schuurman cree que los vehículos deben cooperar con la infraestructura para obtener la visibilidad ampliada necesaria a velocidades más altas, y observa que los OEMs comienzan a adoptar esta visión compartida.

“La información de fuentes adicionales, por supuesto, puede hacer que los sistemas de conducción automatizada sean más robustos”, dice Aria Etemad, coordinador del proyecto Hi-Drive de Volkswagen. “Debemos discutir sobre soluciones para los nuevos desafíos que los gestores de tráfico puedan enfrentar, como maniobras de riesgo mínimo realizadas por vehículos que potencialmente bloquean la carretera.” Etemad anticipa un intercambio bidireccional con beneficios recíprocos.

“Los vehículos que perciben con precisión el entorno pueden compartir información útil con los gestores de tráfico”, afirma. “En Suecia, vehículos de diferentes marcas envían reportes sobre las condiciones de la carretera al operador vial, Trafikverket. El año pasado, Trafikverket aplicó un 30% menos de sal en las carreteras gracias a esta información.”

El concepto de desfragmentación del ODD en Hi-Drive identifica como desafíos para la conducción automatizada el clima adverso, las carreteras resbaladizas y las reglas de tráfico dinámicas, problemas que los centros de gestión de tráfico o las comunicaciones vehículo-infraestructura (V2I) podrían ayudar a resolver. Sin embargo, Etemad reconoce que los OEMs de vehículos tienen reservas sobre depender de información externa.

“Nuestro caso de negocio dice que si desarrollamos un sistema, debería funcionar en todas partes”, señala. “Si los vehículos dependen de un sistema de advertencia en zonas de obras que solo está instalado en Alemania, solo podemos venderlos en Alemania.” Un mercado continental viable para vehículos dependientes de infraestructura requiere inversión de los operadores de carreteras en toda Europa, además de estándares europeos y procedimientos de admisión armonizados, que Hi-Drive busca progresar.

Una cuestión de seguridad

Luego surge la pregunta sobre la responsabilidad de los vehículos que dependen de información vial para mantenerse dentro de un dominio operacional seguro. “Nuestros amigos de infraestructura quizás necesitan entender cómo funciona la seguridad de nuestro lado”, dice Etemad. “Tenemos niveles de seguridad e integridad automotriz (ASIL). Las bolsas de aire de tu coche son de Nivel D, lo que significa que funcionan en el 99.99% de los casos.”

Así como las bolsas de aire se someten a estándares más altos que las radios de los automóviles, la fiabilidad requerida de la información vial dependería de su relevancia para la seguridad. Etemad cree que la información sobre zonas de obras de la que dependen los vehículos automatizados podría requerir sistemas de comunicación redundantes para garantizar su fiabilidad. “Luego viene la ciberseguridad, que implica otro nivel de inversión”, agrega.

Rijkswaterstaat ya proporciona información vial y de tráfico a proveedores de servicios de navegación y OEMs de vehículos a través de un punto de acceso nacional de datos. La Directiva Europea ITS hará obligatoria la provisión de datos abiertos a partir de 2025, pero no especifica la calidad de los datos requeridos. “Para la automatización, la calidad de los datos es clave”, dice Schuurman. “Los datos a los que los vehículos reaccionan automáticamente deben ser de calidad excepcional.”

“Decir ‘Tal vez haya un incidente más adelante’ no les resulta útil a los OEMs”, continúa. “Confiar en información externa es una decisión muy estratégica y debemos definir los niveles de calidad que necesitan.” La Organización de Coordinación de Puntos de Acceso Nacionales para Europa (NAPCORE)** aborda esto con un sistema de calificación de calidad de datos de cinco estrellas.

“Esperar datos de cinco estrellas puede ser poco realista para que todas las autoridades viales los proporcionen, pero quizás datos de tres estrellas sean suficientes para aplicaciones iniciales”, dice Schuurman. “Si solo los Países Bajos entregan datos de cinco estrellas, los OEMs no pueden confiar en un solo país. Por eso colaboramos en Europa: para actuar juntos como autoridades viales.”

Schuurman recientemente experimentó el sistema automatizado de mantenimiento de carril Nivel 3 (ALKS) de BMW-Mercedes, que más allá de los límites de su ODD requiere que un humano retome el control. Se asume que empujar a alguien que lee un libro a un escenario de conducción complejo requiere al menos 10 segundos de aviso.

“Los 10 segundos son discutibles”, dice Schuurman. “Si no tomas el control, el procedimiento es detenerse en el carril, lo que puede crear una obstrucción peligrosa. Estamos presionando por una parada más segura en el carril de emergencia y una alerta automática al centro de control de tráfico, lo cual no es obligatorio hoy en día.”

Los robotaxis o transbordadores de Nivel 4 sin mecanismo de control humano deben realizar una maniobra de parada de riesgo mínimo cuando se alcanzan los límites del ODD. “Potencialmente, el vehículo dice: ‘Espera, no puedo manejar esta situación, ¡así que me estacionaré aquí!’”, dice Alkim. “Los gestores de carreteras no quieren que eso suceda en el carril rápido de la autopista.”

Etemad señala que las maniobras de riesgo mínimo ya se implementan en sistemas de Nivel 2 para conducir en el tráfico que finalmente se detienen si detectan falta de atención del conductor. Optimizar la ventana para la toma de control humano o la parada de riesgo mínimo nos devuelve a la previsión ampliada que podría ofrecer la información vial.

“Nuestros sensores ven alrededor de 300 m adelante”, dice Etemad. “Más allá de ese campo de visión, la información precisa podría ayudarnos a lograr los 10 segundos, o preferiblemente más, necesarios para ceder el control a un conductor.” Alkim recuerda otro taxi robotizado en San Francisco desviándose hacia la trayectoria de un camión de bomberos. “Hicimos un giro amplio para dejarlo pasar, luego nos quedamos un poco atascados”, recuerda.

“Retrocedimos y luego avanzamos en una intersección, obstaculizados por otros vehículos que llegaban.” Fue un momento que subrayó las molestias evitables que los vehículos automatizados autosuficientes podrían causar. “La ciudad de San Francisco podría decir: ‘¡Estamos hartos de sus vehículos chocando con nuestros camiones de bomberos!’”, comenta. “Un mecanismo para prevenir eso podría ser exigir el uso de información vial.”

Esto cambiaría los términos de un diálogo que ahora está en sus inicios. “Nuestras dos comunidades diferentes primero deben entenderse mutuamente”, dice Etemad. “Entonces podemos encontrar los casos más sencillos, probablemente comenzando con casos de uso que no sean críticos para la seguridad.”