Teleoperación y el futuro de la conducción segura

Esta publicación fue escrita por Amit Rosenzweig, CEO de Ottopia.

Teleoperación: la tecnología que permite a un ser humano monitorear, asistir e incluso conducir un vehículo autónomo de forma remota.

La teleoperación es una capacidad aparentemente simple, pero involucra numerosas tecnologías y sistemas para ser implementada de manera segura. En el primer artículo de esta serie, establecimos qué es la teleoperación y por qué es fundamental para el futuro de los vehículos autónomos (AV). En el segundo artículo, mostramos la tracción legislativa y el énfasis ganado por esta tecnología. En el terceras y cuarto artículos, explicamos dos de los muchos desafíos técnicos que debían superarse para permitir la asistencia y operación remota del vehículo. En este artículo, exploraremos cómo se logra todo esto de la manera más segura posible. 

Hace más de una década, las principales empresas audiovisuales hicieron una promesa. Afirmaron que los vehículos autónomos ahora serían completamente autosuficientes. La conducción humana era obsoleta. A medida que pasan los años, continuamos viendo cómo este objetivo es esquivo y que siempre existirá la necesidad de que un humano se mantenga informado. La respuesta inicial a esto fue la conducción remota.

¿Conducción remota? Gran peligro

La teleoperación fue originalmente un sistema que anula la autonomía de un vehículo y permite que un humano lo conduzca manualmente de forma remota. Básicamente, reemplazaría todas las funciones de conducción autónoma y los sistemas de seguridad con un controlador remoto. Esto parecería tener cierto sentido. Actualmente, la solución para situaciones desconocidas, también conocidas como casos extremos, es poner un "conductor de seguridad" en el asiento del conductor. De esta forma, cuando la autonomía no sabe qué hacer y se atasca, el humano puede solucionar manualmente el problema conduciendo el coche durante unos segundos. Al permitir que el conductor humano esté en una ubicación remota, puede monitorear y resolver problemas para múltiples vehículos, reduciendo así los costos del conductor.

Lo más probable es que cuando la gente imaginó por primera vez esta conducción remota, asumieron que tendríamos una realidad virtual perfecta y totalmente inmersiva con latencia cero como se ve en una película de ciencia ficción como Black Panther. Desafortunadamente, existen deficiencias críticas con respecto a la conducción remota. Tal como están las cosas, desde el instante en que un conductor reconoce un obstáculo en la carretera hasta que su pie golpea el pedal del freno, el tiempo de reacción del freno, toma alrededor de 0.7 segundos. Esto significa que a una velocidad de solo 30 mph, que se traduce en 44 pies por segundo, se necesitan más de 30 pies de distancia de frenado para evitar una colisión. Esto es si el conductor está EN el vehículo, viajando a SOLO 30 mph, y el automóvil se detiene en el acto.

Para un controlador remoto, se debe tener en cuenta al menos unas pocas fracciones de segundo en la latencia más la falta de retroalimentación háptica. En otras palabras, el tiempo de reacción del freno solo está en menos 0.8 segundos, con un mínimo de 35 pies necesarios para evitar una colisión a 30 mph. Y esto ni siquiera tiene en cuenta la distancia de frenado. Quizás es por eso que en una película de ciencia ficción diferente, Guardianes de la Galaxia 2, uno puede ver cómo pilotos remotos son inferiores a los que se encuentran a bordo del barco.

Claramente, no se puede permitir que los humanos conduzcan un vehículo desde una ubicación remota. Al menos no solos.

Advanced Teleoperator Assistance System (ATAS ®): la primera transformación para la teleoperación

Sí, originalmente el sistema de teleoperación apagaría la pila de autonomía y permitiría a una persona conducir el vehículo, pero ¿por qué? ¿Por qué apagarías esta increíble pieza de tecnología que ya sabe cómo detectar, reaccionar y responder de formas que una persona nunca podrá hacer? Es por esto que la segunda etapa de la teleoperación involucró sistemas como ATAS® (un Otopia marca registrada).

Al igual que el ADAS (Advanced Driver Assistance System) más conocido, el propósito de ATAS® es trabajar con el conductor (remoto) mientras se aprovechan las funciones de seguridad existentes habilitadas por las capacidades autónomas del vehículo. La directiva principal de un ATAS® es prevenir colisiones. Hay dos formas principales de hacer esto, ambas posibles gracias a la pila de autonomía.

La primera es la advertencia de colisión. En cada momento dado, las poderosas capacidades de cálculo, percepción y LiDAR están determinando todos y cada uno de los objetos en el campo de visión del AV. A medida que el vehículo avanza en su camino, el sistema identifica la velocidad y la trayectoria del vehículo, además de las cosas que pueden representar un peligro para la seguridad. La pantalla del teleoperador tiene una capa que muestra su rumbo y puede alertar si algo puede ser una razón para reducir la velocidad, detener o circunnavegar el obstáculo en particular. Este sistema ayuda a compensar las deficiencias reactivas de un conductor humano al mismo tiempo que les permite tomar decisiones importantes sobre cómo llegar a donde necesitan ir.

El segundo es la prevención de colisiones. El poder supremo en la toma de decisiones en materia de seguridad no reside ni puede recaer en el conductor humano. ¡Sí, el ser humano está sujeto a lo que la autonomía decida que es más seguro! Esto puede parecer al revés hasta que recuerde que el vehículo está en el momento. Tiene habilidades de percepción instantánea. Ve el choque que se aproxima antes que cualquier humano. Además, incluso si el conductor humano pudiera ver el riesgo potencial, es posible que esté distraído o cegado o sea incapaz de reconocer el peligro inminente. Por eso, solo en lo que respecta a la frenada en situaciones de seguridad, el vehículo y su correspondiente sistema de autonomía deben tomar la decisión de detener el vehículo y prevenir una catástrofe.

Claramente, un controlador remoto debe tener un sistema como ATAS® para garantizar la seguridad de quienes están en un AV y quienes lo rodean. Sin embargo, queda mucho por mejorar.

Teleasistencia. ¿La forma final?

La teleasistencia, también conocida como asistencia remota del vehículo (RVA), comandos de alto nivel o control indirecto, es cuando el operador da ciertas órdenes al AV sin decidir directamente cómo completa esa tarea. La teleasistencia ayuda a reducir muchos de los riesgos relacionados con la conducción remota, incluso con ATAS®. La teleasistencia también es dramáticamente más eficiente en términos de cuántos operadores se necesitan.

Así es como funciona la teleasistencia: en la situación tradicional de teleoperación, un AV estaría conduciendo cuando se encuentra con un evento que no sabe cómo manejar. Se detiene en el lugar más seguro posible, se detiene y activa una alerta de intervención humana. Ese humano se conectaría, observaría la situación y decidiría la mejor manera de solucionar el problema. En lugar de poner las manos en el volante y los pies en los pedales, el operador elegirá de un menú de comandos que puede darle al vehículo para sacarlo de su apuro.

Ejemplos de tales comandos incluyen elección de camino - donde el operador selecciona una de las pocas opciones ofrecidas para un camino óptimo hacia adelante; dibujo de ruta - donde el operador crea una ruta personalizada para que la siga el AV; y anulación de objeto - reconocer cuando el obstáculo aparente no es un problema (por ejemplo, una pequeña caja de cartón en el medio del carril) y, de hecho, el vehículo puede simplemente continuar su camino.

La teleoperación tradicional creó más problemas de los que resolvió. Es arrogante afirmar que un ser humano puede conducir a distancia cualquier automóvil o camión de tamaño normal sin ninguna asistencia o tecnología de seguridad dedicada. Si bien se requiere que los humanos manejen situaciones enfrentadas por la autonomía, la solución para la conducción es idealmente la asistencia y, como mínimo, la conducción con un sistema de seguridad como ATAS®.

Cuando la teleasistencia se combina con conectividad de red maximizada y compresión de video dinámica, como se describe en los dos artículos anteriores, los vehículos autónomos se pueden implementar comercialmente de la manera más segura y eficiente.

Amit Rosenzweig es el CEO y fundador de Ottopia