Ford se ha presentado en el Mobile World Congres de Barcelona de este año con un par de novedades. Por una parte ha desvelado en primicia el nuevo Ford Focus 2014, que incluye el nuevo sistema de conectividad multimedia y control por voz Sync 2, así como nuevos equipamientos de asistencia al conductor y seguridad, y por otra parte ha llevado a la feria su prototipo de coche autónomo.
De los dos, el probablemente más llamativo sea el coche que se conduce él solo sin conductor. Quienes sigáis interesados esta evolución tecnológica de los automóviles, sabréis que el de Ford no es el primer ni único proyecto de coche autónomo que se está planteando en la industria (es justo recordarlo). Nos llegaron noticias de él en diciembre, ahora lo hemos conocido en persona.
Ford Fusion/Mondeo Híbrido, el coche que se ha empleado para este prototipo autónomo
Objetivo: menos accidentes de tráfico
El objetivo que persiguen los fabricantes con los coches autónomos, lo hemos hablado ya en otras ocasiones, es reducir el número de accidentes de tráfico, y en consecuencia de muertos y heridos, al reducir al mínimo o eliminar el factor humano. El error humano es la causa de tres de cada cuatro accidentes.
Los fabricantes plantean los sistemas de conducción autónoma como un sistema de seguridad que el conductor puede activar o desactivar a voluntad, dependiendo de la situación. Por ejemplo, yo como conductor, si ahora me apetece conducir, porque me gusta conducir, le doy al botón, paso a modo manual de conducción, y conduzco yo. En cambio, si veo que estoy muy cansado, que es de noche, que me está entrando sueño, y que no estoy en óptimas condiciones para conducir, le doy al botón, paso a modo automático, y conduce el coche él solo. Esa sería la idea.
También se está pensando en carreteras específicas para conducción autónoma, o en carriles propios para conducción autónoma. Pensemos por ejemplo que circular por autopista resulta monótono y aburrido para muchos conductores, y es una situación muy simple para la conducción autónoma. O pensemos que dentro de unos años podríamos tener autopistas con carriles para conducción manual y carriles para conducción autónoma, como por ejemplo ahora hay carriles especiales para BUS/VAO, por poner otro ejemplo de cómo se visualiza la movilidad del futuro (no tan lejano).
Interior de un Ford Fusion Hybrid normal (en el autónomo la única diferencia es que hay dos "botones del pánico", uno amarillo y otro rojo, en los posavasos entre la palanca de cambio y el reposabrazos)
Proyecto en colaboración con la Universidad de Michigan
Los aficionados al mundo del motor sabrán que Ford Motor Company tiene su sede y oficinas centrales en la población de Dearborn, no muy lejos de Detroit, en el estado de Michigan, al norte de los EE.UU. junto a los grandes lagos. Y siendo así para el proyecto de investigación sobre conducción autónoma han participado varios ingenieros de la Universidad de Michigan, además de ingenieros de Ford.
Es importante dejar claro, y por eso lo repetimos, que es un coche autónomo experimental, como esos otros de otras marcas, que se emplea para investigar sobre la materia, poner a prueba la tecnología, verificar qué tal funciona, experimentar rutinas, conocer sus limitaciones, ir depurando el funcionamiento, detectar posibles problemas en la programación y hacer kilómetros y horas de conducción, cuantas más mejor.
No estamos hablando de un coche que se vaya a poner a la venta en breve. Como con otros fabricantes se piensa en fechas aproximadas entre 2020 y 2025 para poder empezar a pensar en comercializar coches así. Hay mucho que verificar hasta asegurarse al 100% de que es un automóvil perfectamente seguro y confiable.
Además todavía hay que trabajar en abaratar los sistemas, pues de poco sirve poner a la venta un coche autónomo que solo se puedan comprar unos pocos adinerados, hay que reducir tamaño e integrar mejor en el diseño del coche los sistemas y sensores, que por ahora ocupan bastante espacio o están muy a la vista, y las administraciones públicas tienen que legislar y reglamentar sobre el uso por vías públicas de este tipo de coches.
Aquí está el coche en el circuito de pruebas. Vemos los botones, y un portátil para ver lo que procesa el computador
Cómo es el coche autónomo?
Pues en esencia todos los prototipos de coches autónomos que se han presentado hasta ahora son muy similares. En su día, por ejemplo, os explicamos cómo es y cómo funciona el coche autónomo de Google.
El coche autónomo de Ford es un Ford Fusion Hybrid (en Europa el Fusion se llamará Mondeo, pero será el mismo coche, y con suerte llegará en la segunda mitad de este año). Este coche es un sedán de 4,87 m de largo, híbrido de gasolina con 188 CV y cambio automático. Tuvimos ocasión de conducirlo brevemente en Dearborn el año pasado.
Y sobre la base de un coche completamente normal que se puede comprar cualquier persona, se añaden los sistemas, sensores y computador para hacer que se conduza solo. Se parte de un coche con cambio automático porque es necesario e imprescindible para el funcionamiento.
Una caja de cambios automática se puede controlar electrónicamente por el computador "cerebro" del coche autónomo. Un cambio manual tradicional con embrague, no. La dirección, acelerador y frenos también tienen un control electrónico, y de nuevo la computadora puede accionarlos a su voluntad.
Por ejemplo, la dirección asistida eléctrica incluye accionadores eléctricos que hacen girar el volante lo que sea preciso, según las órdenes que de el computador. Son los mismos que se utilizan ya hoy en día en los sistemas de aparcamiento semiautomático.
El computador del coche autónomo va colocado en el maletero, junto con los sistemas de alimentación y refrigeración, y un gran enrutador al que llegan los cables de los diferentes sensores y que permiten también conectar un terminal portátil con el que acceder al computador. Ocupa bastante espacio, pero dentro de unos años, en un coche autónomo que se pueda poner a la venta, no debería de ser así.
No nos contó el ingeniero exactamente qué procesadores o cuánta memoria ram lleva, pero nos comentó que viene a tener una potencia equivalente a cinco veces la que tenemos en un ordenador doméstico actual decente.
Le preguntamos también si se recurría en algún momento a computación en la nube, y nos aseguró que no, que todos los parámetros y datos se computan a bordo, y se toman las decisiones en tiempo real en el propio computador.
Sensores, sensores y más sensores
Pero claro, para tomar decisiones el computador tiene que ver qué es lo que pasa, ni más ni menos que como si fuera un conductor, y ahí es donde hay que añadir una serie de sensores que sean los ojos y oídos del coche.
Es muy importante además la redundancia de sistemas, varias veces, tres o cuatro veces, para que si un tipo de sensor no "ve" bien en ese momento, o falla o se avería, haya otros sensores que igualmente vean lo que está pasando. ¿Cuáles son esos sensores? Veámoslos.
Cuatro LIDAR en el techo
Se podría decir que los cuatro LIDAR que monta el coche sobre el techo, son el elemento fundamental para que el computador capture el entorno del coche y vea qué hay a su alrededor. Se colocan dos lídares a cada lado del coche, uno en vertical y otro inclinado mirando hacia abajo, para cubrir mejor el espacio muy próximo a ambos laterales del coche.
Un LIDAR es en pocas palabras un radar de luz, o exactamente un Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging, donde desde un foco se emiten haces de rayos láser no visibles que rebotan sobre las superficies y vuelven a capturarse en el propio LIDAR.
Podríamos decir que tenemos tres tipos de "radares", todos se basan en el mismo principio: emitir energía que rebota contra una superficie y permite posicionarla en el espacio y saber a qué se distancia se encuentra midiendo el tiempo que tarda desde que se emite hasta que se recibe la señal reflejada.
El sónar es un "radar" de sonido, se emite una onda acústica que rebota contra la superficie. El radar lo es de ondas de radio, se emiten ondas de radio a una determinada frecuencia y rebotan, y el lídar es un "radar" de luz, se emiten rayos de luz láser que también rebotan (de esta manera tan simple se entiende muy bien el concepto fundamental de funcionamiento de cada uno de los sistemas).
Los LIDAR que utiliza Ford son del marca Velodyne, concretamente el modelo HDL-32E. En cada uno de ellos hay un foco emisor y un foco receptor (a simple vista dos lentes detrás de un cristal oscuro). El foco emisor lanza 32 haces de luz láser, de 905 nm de longitud de onda (entran dentro del rango de los infrarrojos) que inciden sobre el suelo, con un ángulo de 30 grados por debajo de la horizontal, y se alzan hasta 10 grados por encima de la horizontal. El láser es Clase 1, seguro para la vista.
Cada unidad LIDAR pesa algo menos de 2 kg. Cada foco gira sobre sí mismo a 600 revoluciones por minuto (10 veces por segundo), para cubrir los 360 grados alrededor del coche. Tienen una precisión de +/- 2 cm.
Su alcance de unos 70 a 100 m de distancia, dependiendo de lo despejado que esté el entorno, o de la naturaleza de las superficies sobre las que inciden los rayos de luz. Hay superficies más reflectantes y otras en cambio menos. Aproximadamente cada segundo el sistema de cuatro lídares del Ford autónomo envía no menos de 2,5 millones de puntos de información al computador.
Con ellos se genera una imagen tridimensional de 360 grados del entorno del coche. Con el lídar se reconocen los límites físicos de la calzada, los edificios, los cruces, los árboles, pero también se ubican peatones, ciclistas, coches, etcétera.
El punto débil de cualquier lídar es que es un dispositivo óptico y puede sufrir problemas de visibilidad: puede no ver bien a través de cristales, puede confundirse frente a un espejo o verá peor si hay lluvia, nieve o niebla intensas. Y por eso hay más sensores además de los LIDARes (acordaos de eso de la redundancia que os comentamos antes).
Cámara de vídeo de alta resolución
Otro sensor muy importante es la cámara de vídeo de alta resolución y gran rango dinámico. No estaba montada en el coche expuesto en el MWC, así que no aparece en las fotos, pero el ingeniero nos recordó que es también muy importante. Esta cámara es capaz de ver con muy poca luz, y hasta con un sol fuerte de cara que incida directamente sobre la lente.
Esta funciona asociada a un software de reconocimiento de imágenes instalado en el computador. Permite reconocer por ejemplo un animal de una persona, las luces del semáforo, las señales de tráfico, las líneas de los carriles y los límites de velocidad, además de muchas otras cosas.
Esta es la imagen 3D de 360 grados que se genera en tiempo real con la información capturada por los cuatro LIDAR del coche
Dos antenas GPS de alta precisión y tres radares
En el techo del coche hay dos antenas de GPS de alta precisión, una por delante del conjunto LIDAR y otra por detrás. Son fundamentales para posicionar al coche sobre el mapa con una precisión de alrededor de un metro. Son muy importantes pues los mapas y el GPS son lo único que tiene el coche para saber ir de un punto a otro.
El GPS y el LIDAR se complementan con una unidad de medición inercial colocada en el maletero, que incluye un giroscopio y un acelerómetro de alta precisión.
No son menos importantes los tres radares instalados en el coche, esta vez con r, pues son radares de ondas de radio. Estos ya van totalmente disimulados y no se ven. El principal es el frontal, va colocado en la parrilla delantera inferior, detrás de un plástico negro que lo camufla.
Este tiene un alcance de unos 200 m, y sirve para controlar y supervisar todos los vehículos que van por delante nuestro, y entre otras cosas se encarga de conocer y verificar que se mantiene la distancia de seguridad con los vehículos que nos preceden.
En las esquinas del paragolpes trasero, uno a cada lado, cerca de las aletas, hay otros dos radares que miran hacia atrás, y que vienen a sustituir a los espejos retrovisores, pues permiten al computador ver hacia atrás por cada lado del coche, y conocer si hay vehículos detrás, a qué distancia están, o si hay coches en los carriles laterales.
Sensores de ultrasonidos y codificador de rueda
Para las cortas distancias, y sobre todo para las maniobras como aparcar o dar marcha atrás, se incluyen sensores de ultrasonidos en los paragolpes delantero y trasero, seis en cada uno. Miden las distancias desde unos 30 cm hasta unos pocos metros, y detectan objetos varios, quietos o en movimiento. Vienen a ser los que ya se emplean en los asistentes de ayuda al aparcamiento actuales.
Finalmente el último sensor que lleva el coche autónomo, pero que tampoco está montado en la unidad que se llevó al MWC, y tampoco sale en las fotos, es un codificador en la rueda trasera izquierda, que mide con precisión la distancia recorrida (se ve un instante en el vídeo del final).
En total, con todos los sensores operativos, el computador "cerebro" del coche autónomo viene a procesar unos 2,8 millones de datos por segundo, según nos explicó el ingeniero.
Le preguntamos también qué nivel de automatización e independencia tiene este coche autónomo, nos respondió que el 100%, y no depende ni de infraestructuras de posicionamiento en la carretera, ni de otros vehículos. El coche puede conducir completamente solo, en todo tipo de carreteras, y tomando decisiones en tiempo real según lo que pase en cada momento.
Por ejemplo nos explicó que está programado para conducir como haría cualquier conductor responsable. Por defecto va a respetar todas las normas de tráfico y límites de velocidad, y va a conducir a velocidad moderada y segura, suavemente, pero que es capaz de reconocer situaciones especiales y responder en consecuencia.
Por ejemplo, si está en un cruce complicado con mucho tráfico, y es difícil pasar por ese cruce, después de ver y entender todos los vehículos que se aproximan, puede concluir que la única manera de pasar es colarse dando un acelerón fuerte y con decisión, y lo hará.
Y lo mismo ante un imprevisto, la programación está diseñada para frenar con suavidad y comodidad, pero si de pronto se cruza un animal, o un niño, el computador toma la decisión, con lo que sea mejor, o bien de dar un volantazo y esquivar al niño, o de pegar un frenazo a fondo.
Aún así, como es un coche experimental, y como está en pruebas y algo podría fallar, es un coche autónomo que debe ir siempre con conductor, y el coche tiene un par de botones especiales en la prolongación de la consola central, muy cerca de la palanca de cambios, donde en condiciones normales hay dos posavasos: son dos botones del pánico, uno amarillo para hacer una desactivación de emergencia de los sistemas de conducción autónoma, y otro rojo para cortar la alimentación del motor, y que se pare, por si acaso todo lo demás falla y el coche se descontrola.
La pena es que no pudimos probar el coche (en fin, nadie pudo). En esta ocasión solo estaba en la feria para ser visto y explicado, pero no probado. Otra vez será.
Los gastos del viaje y alojamiento para visitar la feria MWC 2014 (Barcelona) han sido asumidos por la marca. Para más información consulta nuestra política de relaciones con empresas.
Vídeo | Ford (YouTube) En Xataka | El próximo Ford se conduce él solo en los atascos (y lo hemos probado en Alemania)
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