O que são carros autônomos?
Carros autônomos, também conhecidos como carros sem motorista ou autônomos, são veículos que podem navegar por conta própria, sentindo o ambiente sem depender de qualquer intervenção humana. Estes automóveis estão equipados com sistemas de controlo avançados que interpretam a informação sensorial de forma a determinar a navegação, bem como identificar os obstáculos ou qualquer sinalização relevante. No entanto, é importante notar que um carro autônomo não significa necessariamente que seja totalmente robótico. Existem várias funções autônomas em um carro que operam em diferentes níveis e cada carro no mercado atual possui determinados sistemas automáticos.
Figura 1: Carros autônomos
Nos últimos anos, testemunhamos muitas coisas novas introduzidas por alguns dos principais players do mundo automobilístico. Do carro autônomo do Google ao piloto automático da Tesla; a tecnologia inovadora aparentemente elevou o conceito autônomo a um nível totalmente novo. Enquanto tentamos avaliar até onde avançamos nesta jornada de carros sem motorista, aqui está uma introdução concisa aos carros autônomos, abrangendo todos os detalhes relevantes do assunto.
História dos carros sem motorista
No que diz respeito à tecnologia de veículos autônomos, Leonardo Da Vinci projetou um carrinho que poderia se mover sem qualquer empurrão ou puxão no século XV dC, quando os carros ainda nem haviam sido inventados. Mas mais tarde na história, quando os carros foram inventados, os experimentos para automatizar os carros começaram na década de 1920, com trilhas ocorrendo na década de 1950. No entanto, acredita-se que os carros verdadeiramente autónomos surgiram na década de 1980. Depois disso, todas as empresas de destaque como Mercedes, Nissan, Audi, General Motors, Toyota e até Google começaram a trabalhar na preparação de protótipos de veículos autônomos.
Precisamente, o primeiro passo em direção aos carros sem condutor foi dado com a introdução dos travões antibloqueio na década de 1980. O mesmo sistema é usado hoje com certas melhorias e recursos adicionais como controle de tração e esquemas diferentes dependendo do número de sensores de velocidade e válvulas disponíveis para as rodas. Carros sem sistema ABS correm o risco de travar as rodas, o que pode fazer o carro derrapar. Para evitar esse travamento, o motorista deve continuar pisando no pedal do freio. Mas um ABS cuida do bombeamento e evita derrapagens com muito mais eficiência do que um ser humano jamais conseguiria.
Níveis de automação
Conforme mencionado acima, existem níveis pré-descritos de automação que determinam até que ponto um carro pode ser chamado de veículo autônomo. Vamos dar uma olhada rápida nesses níveis.
• Nível 0 (sem automação): Neste nível, há pouca ou nenhuma assistência prestada pelo veículo e o condutor é obrigado a estar totalmente concentrado nos diferentes aspectos da condução.
• Nível 1 (Assistência ao Condutor): Nesta classificação, o veículo oferece assistência em tarefas como direção ou aceleração/desaceleração. Embora o condutor seja totalmente responsável por todas as tarefas de condução, a tecnologia ajuda na forma de avisos e alertas.
• Nível 2 (Automação Parcial): Esses carros usam tecnologia para estudar seu ambiente de direção e oferecer feedback em tempo real enquanto o motorista é necessário para reagir a eles e tomar as medidas adequadas.
• Nível 3 (Automação Condicional): Neste nível, o carro é capaz de tomar certas decisões com base nas condições de condução menores. O motorista pode intervir se desejar, mas o carro pode monitorar muito bem a situação.
• Nível 4 (Alta Automação): Na alta automação, o carro cuida de todos os aspectos importantes da condução, independentemente da resposta do motorista a um aviso específico.
• Nível 5 (Automação Total): No mais alto nível de automação, o carro está equipado com sistemas que podem lidar com todos os aspectos de condução em todos os tipos de estradas ou condições ambientais. As entradas ou intervenção do motorista não são necessárias.
Como um carro se dirige sozinho?
Para funcionar de forma autónoma, é necessário que um carro seja capaz de compreender o seu ambiente de condução, comunicando-se assim com outros elementos na estrada e respondendo a mudanças específicas. Para tal, estes veículos estão equipados com um vasto conjunto de infraestruturas e tecnologias, constituídas essencialmente pelos seguintes componentes -:
• LIDAR: Ele usa raios laser para gerar uma imagem de 360 graus do entorno do carro.
• Câmeras: Eles detectam semáforos e outros sinais e identificam objetos em movimento na estrada.
• Sensores RADAR: Eles medem a distância entre o carro e um obstáculo ou objeto na estrada.
• Computador Principal: analisa os dados recebidos dos sensores e compara os mapas armazenados para avaliar a situação.
• GPS: Ele usa radares e feedback de câmeras para detectar as variáveis e escolher o melhor caminho para chegar ao destino
Figura 2: Como um carro autônomo vê seu entorno
Esses sensores instalados em um carro interpretam o entorno na forma de caixas e cercas coloridas para identificar diversos objetos e enviá-los ao cérebro principal. Após avaliar a situação, as decisões necessárias são tomadas pelo sistema, sejam elas executadas automaticamente ou pelo motorista quando recebe o aviso.
Recursos de direção autônoma já em uso
• Controle de cruzeiro adaptativo
Figura 3: Demonstração do Controle de Cruzeiro Adaptativo de um Modelo Toyota
Os carros equipados com esta tecnologia medem a velocidade e a distância de outros carros usando sistemas de radar e laser de longo alcance. Isso mantém uma distância predefinida com outros veículos na estrada e geralmente é útil no trânsito intenso. Ele garante que quando um veículo à sua frente desacelera, seu carro também desacelera e quando um veículo entra em sua faixa, seu carro está a uma distância segura.
• Sistema anti-colisão
Figura 4: Aviso para evitar colisão
• Aviso de saída de faixa
Figura 5: Alerta de aviso de saída de faixa
• Monitor de ponto cego
Figura 6: Alerta do monitor de ponto cego mostrado no ORVM do carro
• Assistência de estacionamento
Figura 7: Recursos do Park Assist mostrados no painel
O sistema Park Assist está equipado com sensores e câmeras que capturam uma visão grande angular da traseira do carro e o feedback é projetado no painel ou painel de instrumentos. Além disso, ele também dirige o carro de maneira ideal para auxiliar o estacionamento em marcha à ré.
Empresas envolvidas na fabricação de carros sem motorista
Figura 8: Interior do carro autônomo do Google
Numerosos fabricantes de automóveis como Tesla, Audi, Mercedes Benz e outras empresas, incluindo Uber e Google, estão trabalhando apaixonadamente no lançamento de carros totalmente autônomos até o ano de 2021. Aparentemente, não é mais um conceito; carros sem condutor estão gradualmente a tornar-se parte do mundo real.
• Em setembro de 2016, a Uber juntou-se à Volvo e lançou 100 carros autônomos em Pittsburgh. Além disso, anunciou recentemente outra aliança com a Daimler AG para construir modelos Mercedes-Benz autônomos.
• O projeto do carro sem motorista do Google começou em 2009 e em 2014 foi apresentado um protótipo sem pedais de direção ou controle. Em dezembro de 2016, o projeto foi transformado em uma nova empresa chamada Waymo. Já passou da fase de testes e está pronto para ser comercializado.
• Tesla Motors, a empresa introduziu o recurso de piloto automático (Hardware 1) em 2014, que foi recentemente atualizado (Hardware 2) em outubro de 2016. No que diz respeito ao pacote de software, a Tesla lançou a versão 7.0 em outubro de 2015, seguida pela versão 7.1 em dezembro de 2015 e finalmente pelo Firmware 8.0 em 2016.
• A BMW anunciou recentemente a sua parceria com a Intel e a Mobileye, que visa lançar 40 BMWs autónomos até ao final deste ano. Ela testou o recurso sem motorista em 2011 com o modelo 330i, seguido pelo modelo Série 6 Gran Coupe em 2014. Quase todos os carros BMW de última geração estão equipados com sistemas inteligentes de estacionamento, direção e visão.
• A Audi juntou-se à fabricante de placas gráficas Nvidia para desenvolver carros autónomos de nível 4 até 2020. O modelo SUV Q7 foi equipado com tecnologia de IA para fins experimentais, pelo que aprendeu a conduzir sozinho em apenas 4 dias.
• Outros fabricantes de automóveis como Honda, Nissan, Ford e Fiat também estão a tomar medidas nos seus respectivos projetos, de forma independente ou em aliança com outras empresas, para desenvolver carros totalmente autónomos.
Questões de segurança relacionadas a carros sem motorista
Desde o momento em que as empresas tiveram a ideia de desenvolver carros sem condutor, tem havido um debate interminável sobre a tecnologia autónoma. Por um lado, existem vários benefícios, como a facilidade de deslocamento de idosos, doentes ou crianças, bem como a redução do número de acidentes. Por outro lado, ainda parece ser uma má ideia confiar numa máquina que conduz de forma autónoma numa estrada movimentada e também pode levar a um aumento do número de carros, o que implica mais tráfego.
Figura 9: Preocupações com a segurança dos carros autônomos
Um dos aspectos mais importantes do uso de um carro sem motorista é a segurança dos ocupantes e de outras pessoas na estrada. Mesmo que a tecnologia tenha reduzido o número de acidentes ocorridos por erros humanos; existem alguns incidentes que levam a acidentes e vítimas. Mencionados abaixo estão alguns acidentes com carros sem motorista.
Tesla
Em junho de 2016, um Tesla Model S não conseguiu parar na frente de um caminhão de 18 rodas, resultando em um acidente que fez o carro sair da estrada, atingindo uma cerca e depois um poste de energia. O ocupante do Modelo S chamado Joshua Brown morreu no acidente e houve sérias preocupações em relação à segurança do sistema de piloto automático do Tesla. No entanto, foi posteriormente declarado pelos reguladores de segurança automotiva que nenhuma falha foi encontrada no sistema de piloto automático.
Em fevereiro de 2016, um modelo autônomo do Google Lexus colidiu com um ônibus ao tentar virar à direita. Felizmente, ninguém ficou ferido, mas o radar do carro foi destruído e o pneu furado. De acordo com os relatórios do Google, seus carros sofreram 14 acidentes leves e foi apenas uma vez que o carro teve culpa.
Uber
Um Uber controlado por computador foi capturado pela câmera quando passou por um semáforo após quatro segundos do semáforo ficar vermelho. No entanto, a empresa alegou que a culpa foi do motorista, após o que ele foi suspenso.
NuTonomia
Um dos táxis autônomos da NuTonomy (startup com sede em Cingapura) colidiu com um caminhão danificando o para-choque direito do carro e deixando um amassado na lateral do caminhão. Posteriormente, foi descoberto que se tratava de uma falha de software e os serviços foram retomados após a correção do defeito.
AeroMobil
AeroMobil é uma startup que desenvolveu um “carro voador” que funciona tanto como carro quanto como avião voador. Em maio de 2015, o carro voador caiu durante um voo de teste enquanto os ocupantes sofreram ferimentos leves. Posteriormente, a empresa realizou vários testes que tiveram sucesso e agora em breve aceitará pré-encomendas do carro.
Carros sem motorista: a que distância estamos da tecnologia convencional de direção autônoma?
Figura 10: Conceito Nissan IDS
Desenvolver um carro sem motorista e comercializar um carro sem motorista são duas coisas completamente diferentes. Há muitas questões morais, éticas e legais que precisam ser abordadas antes de tornar a tecnologia de direção autônoma popular. Atualmente, estados como Michigan, Califórnia, Flórida, Nevada e Distrito de Columbia legalizaram o teste de carros autônomos, enquanto outros rejeitaram ou consideraram a opção. Especialmente após o acidente fatal de Tesla, as leis relacionadas aos carros autônomos estão sendo revisadas cuidadosamente.
Embora muitas montadoras já estejam prometendo trazer carros totalmente autônomos até o ano de 2020, ainda estamos muito longe da praticidade de ter um carro autônomo de nível 5. Uma das razões mais básicas para esta lacuna entre os planos e a realidade é que quem será o culpado se algo correr mal? Você não pode culpar o carro porque é um robô e não pode culpar o motorista porque ele não está controlando o carro.
É necessária uma legislação adequada e clareza de funções e responsabilidades para que a perda de vidas e bens possa ser evitada. Apesar de tantas inovações e desenvolvimentos, ainda existem algumas lacunas que precisam ser abordadas. Por exemplo, alguns carros autônomos não conseguem detectar ciclistas e pedestres na estrada.
Portanto, o resultado final é que nunca se pode ter certeza sobre a eficiência e o comportamento de uma máquina, mas não se deve parar de inovar. Não importa o quão longe estejamos da ideia de que os carros sem condutor sejam comuns, ainda estamos no caminho para um futuro que espera fazer uma grande mudança; isso já aconteceu até certo ponto.
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