Cómo funcionan las carreras de autos sin conductor

'Junior', un Volkswagen Passat 2006, fuertemente modificado y robotizado por un equipo de la Universidad de Stanford, cruza la línea de meta durante el DARPA Urban Challenge 2004 en Victorville, California. Los coches no tenían conductor y no estaban controlados a distancia. TANGI QUEMENER / AFP / Getty Images

Las luces altas del estadio brillan a través de enjambres de insectos voladores, iluminando la pista en una noche cálida y bochornosa. Miles de personas abarrotan las gradas. Sus cabezas giran como coches de carreras en las curvas, pasan a toda velocidad y luego lo vuelven a hacer. Un murmullo bajo de la multitud estalla en vítores estridentes cuando un automóvil pasa a otro, evitando por poco una colisión. Es solo otra noche llena de acción en el hipódromo, ¿o es?

Falta una vuelta. Los fanáticos están de pie, gritando en voz alta mientras los autos compiten por la posición. Mientras los líderes rugen en la última curva y se dirigen a la recta final, está claro que habrá un final fotográfico. Meras pulgadas separan al ganador del subcampeón mientras navegan bajo la bandera a cuadros. La multitud se vuelve loca!

Ahí es cuando notas algo extraño. A medida que el automóvil que ocupa el primer lugar disminuye la velocidad para tomar su vuelta de la victoria, se hace evidente que nadie está en el asiento del conductor. ¿El coche está controlado de forma remota? ¿Saltó el conductor? No Increíblemente, el auto se conduce solo.

Si bien este escenario aún no se ha desarrollado en la vida real, es solo cuestión de tiempo hasta que lo haga. Los ingenieros han logrado un progreso increíble en el diseño y las pruebas de automóviles sin conductor desde que se lanzaron los primeros prototipos en la década de 1970. Quizás lo más notable es que el proyecto de automóvil autónomo de Google ha registrado más de 1.3 millones de millas de conducción controlada por software desde 2009 hasta diciembre de 2015 [fuente: Google]. Y, como estamos en Estados Unidos, los ingenieros ya han intentado competir con sus creaciones, aunque en contrarreloj individuales, no directamente entre sí..

Entonces, ¿cómo comenzaron las carreras de autos sin conductor? ¿En qué se diferencian de conducir estos autos por una pista a conducirlos por la autopista? ¿Acaso las carreras de autos sin conductor dejarán sin trabajo a los conductores profesionales? Analizaremos estas preguntas y más, pero te dejamos la conducción. Así que agarra ese mouse y haz clic en!

Contenido

1. Orígenes de las carreras de coches sin conductor
2. Tecnología de autos de carrera sin conductor
3. Carreras de coches sin conductor
4. El futuro de las carreras de autos sin conductor

¿Leonardo da Vinci dibujó el primer automóvil sin conductor? Imágenes SSPL / Getty

Obviamente, los autos sin conductor no se inventaron solo para poder competir con ellos en una pista. Claro, eso es bastante asombroso, pero la verdadera razón fue más práctica. Si los automóviles se condujeran solos, las personas que dependen de otros para el transporte debido a su edad o discapacidad podrían tener mucha más independencia, sin mencionar al viajero promedio, que podría tener más tiempo para relajarse. Como beneficio adicional, los automóviles sin conductor podrían aliviar la congestión, reducir los accidentes, reducir el consumo de combustible e incluso aliviar la demanda de estacionamiento..

La idea de un automóvil sin conductor se remonta a Leonardo da Vinci, quien esbozó un carro preprogramable en 1478 (en serio, ¿en qué no pensó ese tipo?). Pero no fue hasta que la exhibición "Futurama" de General Motors se estrenó en la Feria Mundial de 1939 que los autos sin conductor realmente ganaron la atención del público. La exhibición era un modelo a escala de cómo se vería el mundo en 1960, como lo imaginó GM, y en sus pequeñas autopistas se destacaban los autos que se conducían solos. Los primeros intentos de desarrollar esta tecnología en la década de 1950 se centraron en las llamadas autopistas inteligentes, que eran carreteras incrustadas con cables de acero que los automóviles podían detectar y seguir [fuentes: Vanderbilt y Weber].

Los automóviles sin conductor de hoy, que navegan por las carreteras utilizando sensores y computadoras para escanear e interpretar el entorno, surgieron en la década de 1970. Fue entonces cuando los ingenieros del Laboratorio de Ingeniería Mecánica de Tsukuba de Japón programaron con éxito un automóvil equipado con dos cámaras y una computadora analógica para seguir los marcadores blancos de la carretera a la velocidad de 18.6 millas por hora (30 kilómetros por hora), aunque un riel de acero lo ayudó a avanzar [ fuente: Weber]. Sin embargo, durante las siguientes dos décadas, universidades y empresas de todo el mundo aprovecharon las mejoras en la tecnología informática para crear automóviles sin conductor que se desempeñaron bastante bien en las pruebas de carretera del mundo real..

En 2003, el ejército de los Estados Unidos, bajo la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), decidió que estos autos estaban listos para competir. Más específicamente, esperaban que desafiar a los investigadores de automóviles sin conductor a competir entre sí estimularía la innovación en una tecnología que podría tener aplicaciones militares importantes. Así nació el DARPA Grand Challenge. Con un premio de $ 1 millón en juego, los equipos se reunieron en el desierto de California en 2004 para dar rienda suelta a sus últimas máquinas autónomas de velocidad, y los resultados fueron, bueno, interesantes [fuente: Shipley]. Pero antes de entrar en eso, hablemos de la tecnología que se necesita para construir un auto de carreras sin conductor..

Una computadora para vehículo autónomo Nvidia Drive PX 2 estuvo en exhibición durante la feria comercial CES 2016 en Las Vegas. Nvidia dice que la nueva plataforma Drive PX 2, diseñada para autos autónomos, puede procesar 24 billones de operaciones de aprendizaje profundo por segundo. REUTERS / Steve Marcus

Probablemente no sea sorprendente que la tecnología en los autos de carreras sin conductor sea similar a la de su automóvil autónomo (o incluso semiautónomo) común y corriente. Esto se debe a que navegar en una pista de carreras y navegar por una carretera son similares en muchos aspectos fundamentales: ambos requieren que te mantengas alejado de otros autos, permanezcas en un curso designado y evites obstáculos inesperados. Incluso las habilidades de carreras más avanzadas, como tomar una esquina lo más rápido posible sin girar, se pueden comparar con tomar una curva en una autopista helada. Aún así, los autos de carrera sin conductor enfrentan desafíos únicos, y los ingenieros han encontrado algunas formas geniales de lidiar con ellos..

Un automóvil sin conductor típico usa una variedad de sensores para observar su entorno. Los sensores de radar colocados alrededor del automóvil pueden detectar la posición del vehículo en relación con los automóviles que lo rodean. Las cámaras de video ayudan a realizar un seguimiento del tráfico cercano, pero también leen los semáforos y las señales de tráfico, y ayudan al automóvil a evitar obstáculos como los peatones. Lidar, o radar de luz, hace rebotar pulsos de luz en los alrededores del automóvil para crear una vista tridimensional que es útil para identificar las marcas de los carriles y el borde de la carretera. Una computadora reúne todos estos datos y manipula la dirección, la aceleración y el frenado en consecuencia [fuente: Armstrong].

Las carreras exigen aún más de un automóvil sin conductor. Dadas las velocidades más altas, la aceleración y el frenado son mucho más duros y hay mucho menos tiempo de reacción. También son necesarias técnicas como determinar la mejor línea a través de un giro, luchar por la posición y compensar el cambio de carga durante la dirección. Muchas de estas habilidades son instintivas para los conductores de autos de carrera, pero los autos sin conductor pueden hacerlo bien solo si están programados con el algoritmo adecuado [fuente: Adams].

Entonces, ¿qué puede hacer un ingeniero con desafíos para las carreras??

Echan un vistazo a las cabezas de los pilotos de carreras, literalmente. Un equipo de investigación en Stanford conectó a los conductores a electrodos que medían la actividad cerebral mientras corrían contra otros autos. La información obtenida de este experimento ayudó a los ingenieros a ajustar los sistemas informáticos de los autos de carreras sin conductor. Por ejemplo, al examinar la respuesta instintiva de los conductores humanos cuando el vehículo gira en una curva, los ingenieros pudieron mejorar la sincronización del software que ayuda a estabilizar el automóvil [fuente: Knapton].

El "Boss" sin conductor utiliza una combinación de sistemas LIDAR, radar, visión y mapas GPS para "ver". En 2007, utilizó únicamente dispositivos electrónicos para conducir con éxito por el circuito urbano de 60 millas de DARPA. David Paul Morris / Getty Images

¿Toda esta charla sobre las carreras de coches sin conductor ha preparado a tu friki interior para la bandera verde? Bueno, no te entusiasmes demasiado, porque todavía hay algunos problemas que resolver antes de que el deporte esté listo para el horario estelar..

Claro, los ingenieros han estado compitiendo con estos vehículos durante más de una década, pero no siempre han estado llenos de acción. Participa en la primera carrera oficial de autos sin conductor, un concurso todoterreno conocido como el Gran Desafío DARPA 2004 (lo mencionamos anteriormente, pero te dejamos pendiente del resultado). De los 15 equipos que comenzaron, solo seis lograron salir de la rampa de salida sin volverse locos. Aquellos que lograron salir pudieron viajar entre 1,2 y 7,4 millas (1,9 a 11,9 kilómetros) antes de quedarse atascados en una roca, chocar contra una cerca o encontrarse con alguna otra desaparición sin gloria. Esos resultados son aún más vergonzosos si se considera que el recorrido tenía 142 millas de largo [fuente: Hooper].

Para ser justos, el DARPA Grand Challenge se trata de fomentar el avance tecnológico y, en esa medida, la carrera de 2005 no decepcionó. Esta vez ingresaron veintitrés vehículos, y cuatro lograron bajar el curso de 132 millas dentro del límite de tiempo de 10 horas. "Stanley", el automóvil de la Universidad de Stanford, terminó primero con un tiempo de seis horas, 53 minutos y 58 segundos. Fue un logro tecnológico asombroso, pero a una velocidad promedio de 19.1 millas por hora (30.7 kilómetros por hora), no era la acción trepidante a la que los fanáticos de las carreras están acostumbrados [fuente: Hanlon].

La última carrera de autos sin conductor de DARPA fue el Urban Challenge celebrado en 2007. Esta vez el equipo de Carnegie Mellon venció a otros 10 competidores para llevarse a casa el primer premio de $ 2 millones, completando el recorrido de 60 millas 20 minutos antes del próximo finalista. Una vez más, las velocidades fueron lentas: solo 14 millas por hora (22,5 kilómetros por hora) en promedio. Quizás el mayor fastidio para los fanáticos de las carreras, sin embargo, fue que los autos fueron juzgados por lo bien que seguían las reglas de tráfico. ¿Qué tipo de carrera es esa? [fuente: Sofge]

Los entusiastas de las carreras estarán encantados de saber que los ingenieros ahora están trabajando en autos de carrera sin conductor que pueden ir mucho, mucho más rápido. El Audi TTS de la Universidad de Stanford, apodado "Shelley", ha recibido mucha atención últimamente, y por una buena razón. En febrero de 2015 se convirtió en el primer auto de carreras sin conductor en vencer a un piloto de carreras humanas, venciendo al campeón amateur de la clase turista David Vodden en el Thunderhill Raceway Park de California por 0.4 segundos [fuente: Knapton].

Automóviles sin conductor y carreras: una combinación hecha en Hollywood

A pesar de que los autos sin conductor aún no han competido cara a cara con otros autos, eso no ha impedido que los productores de películas y televisión imaginen cómo sería. Un episodio de 2014 de "South Park" presentó una carrera al estilo del programa animado de la década de 1960 "Wacky Races", y uno de los competidores era un automóvil japonés sin conductor. Sony Pictures incluso tiene una película en proceso titulada "Carrera de autos sin conductor" que representará a estos vehículos compitiendo en una ruta de París a Beijing [fuentes: Montgomery y Ramsey].

La Fórmula E ya es bastante buena con los pilotos. ¡Imagínese cómo se verían las carreras cuando los autos no tuvieran conductor durante Roborace! Jed Leicester / LAT / Formula E a través de Getty Images

Después de escuchar sobre el estado actual de las carreras de autos sin conductor, los fanáticos de los deportes de motor probablemente estén pensando: "Eso es genial, pero ¿cuándo vamos a ver carreras REALES?" Gran pregunta. Y te alegrará saber que la respuesta es pronto..

En noviembre de 2015, la Fórmula E, una clase de carreras para autos eléctricos, anunció Roborace, un circuito de carreras internacional para vehículos eléctricos sin conductor. El plan es realizar estas carreras antes de cada evento de Fórmula E, comenzando con la temporada 2016-2017. Roborace contará con 10 equipos que usarán autos idénticos, por lo que la competencia se reducirá a los diferentes sensores y algoritmos informáticos que los ingenieros del equipo crean para hacer que el auto sea autónomo. ¿Y la mejor noticia para los aficionados a las carreras? Uno de los fundadores del evento promete velocidades de hasta 186 millas por hora (299,3 kilómetros por hora) [fuente: Davies].

Pero, ¿alguien lo verá? Esa es la gran pregunta que plantean muchos de los críticos de Roborace. Estos escépticos sienten que si eliminas el elemento humano de las carreras, se vuelve menos interesante y quizás ni siquiera califica como un deporte. Son los errores de cálculo estratégicos y las fallas lo que la gente sintoniza para ver, entonces, ¿qué pasará si las computadoras se ajustan para evitar estos errores? ¿Qué será de las carreras sin las emocionantes celebraciones de los pilotos en el círculo de ganadores? Incluso existe la preocupación de que los autos sin conductor se vuelvan tan buenos en las carreras que los conductores humanos se vuelvan obsoletos..

Sin embargo, no todo el mundo está de acuerdo. Los seguidores argumentan que este tipo de competición hará que el deporte sea mucho más atractivo al atraer a un nuevo tipo de aficionado al que antes no le importaban mucho las carreras. Y en cuanto al elemento humano, los defensores de Roborace tampoco ven que eso desaparezca. Esperan que los ingenieros asuman ese papel y finalmente disfruten de algo de la atención después de haber estado encerrados en un laboratorio durante gran parte de sus carreras [fuente: Fagnan].

Al final, el director de la Fórmula E no ve su Roborace como el final de los deportes de motor. Más bien, quiere que los fans y los competidores se entusiasmen con la innovación, y tal vez se diviertan un poco en el proceso [fuente: Khorounzhiy].

El chiste es a costa tuya

El 31 de marzo de 2012, Google anunció una asociación con NASCAR para formar Google Racing, una división de carreras para autos sin conductor. Si ese momento no le resulta sospechoso, debería serlo. Al día siguiente, el gigante de las búsquedas en Internet anunció que todo era una broma del Día de los Inocentes [fuente: Google].

Nota del autor: Cómo funcionan las carreras de autos sin conductor

He estado siguiendo casualmente lo que sucede con los autos sin conductor, pero la noción de competir con ellos es un concepto nuevo e indudablemente asombroso para mí. Mientras investigaba este artículo, me distrajeron los videos de YouTube de las primeras carreras de DARPA y otras aventuras en las carreras autónomas. Ahora que sé que va a haber una nueva serie de carreras sin conductor, estoy muy interesado en verla. Supongo que eso me convierte en uno de esos nuevos fanáticos que los promotores de carreras esperaban atraer al deporte.!

Artículos relacionados

• 10 características que queremos ver en los vehículos autónomos
• ¿Los coches sin conductor ofrecen un transporte más seguro, económico y eficiente??
• Cómo funcionarán los coches sin conductor
• ¿Qué es el DARPA Urban Challenge??
• ¿Cómo serán los autos de carrera en 2025??

Más enlaces geniales

• YouTube: Gran desafío de DARPA 2004
• YouTube: "Shelley", el coche robótico de Stanford, llega a la pista
• TED Talk: The Future Race Car - 150 mph y sin conductor

Fuentes

• Armstrong, James. "¿Cómo funcionan los coches sin conductor?" El Telégrafo. 11 de febrero de 2015. (15 de enero de 2016) http://www.telegraph.co.uk/motoring/motoringvideo/11308777/How-do-driverless-cars-work.html
• Bogost, Ian. "La historia secreta del coche robot". El Atlántico. Noviembre de 2014. (15 de enero de 2016) http://www.theatlantic.com/magazine/archive/2014/11/the-secret-history-of-the-robot-car/380791/
• DARPA. "Urban Challenge: Bienvenido". 2007. (15 de enero de 2016) http://archive.darpa.mil/grandchallenge/index.html
• Davies, Alex. "Los vehículos autónomos de carreras harán que las carreteras sean más seguras para todos". Cableado. 2 de diciembre de 2015. (15 de enero de 2016) http://www.wired.com/2015/12/roborace-autonomous-vehicle-racing/
• Fagnan, Rene. "Opinión: 10 razones para no descartar Roborace". Motorsport.com. 13 de diciembre de 2015. (14 de enero de 2016) http://www.motorsport.com/formula-e/news/opinion-10-reasons-not-to-dismiss-roborace/
• Campeonato Fia Formula E. "Formula E y Kinetik anuncian una serie de soporte sin conductor". 27 de noviembre de 2015. (11 de enero de 2016) http://www.fiaformulae.com/en/news/2015/november/formula-e-kinetik-announce-roborace-a-global-driverless-championship.aspx
• Google. "Google Racing". 31 de marzo de 2012. (13 de enero de 2016) https://archive.google.com/racing/
• Google. "Informe mensual del proyecto de automóvil autónomo de Google". Diciembre de 2015. (15 de enero de 2016) https://static.googleusercontent.com/media/www.google.com/en//selfdrivingcar/files/reports/report-1215.pdf
• Hanlon, Mike. "La Universidad de Stanford gana la carrera DARPA Grand Challenge para robots: cinco cursos completos". Gizmag. 9 de octubre de 2005. (15 de enero de 2016) http://www.gizmag.com/go/4720/
• Hooper, Joseph. "De DARPA Grand Challenge 2004 La debacle de DARPA en el desierto". Ciencia popular. 4 de junio de 2004. (12 de enero de 2016) http://www.popsci.com/scitech/article/2004-06/darpa-grand-challenge-2004darpas-debacle-desert
• Khorounzhiy, Valentin. "El campeonato sin conductor no señalará el final del automovilismo - Agag". Motorsport.com. 27 de noviembre de 2015. (14 de enero de 2016) http://www.motorsport.com/formula-e/news/driverless-championship-won-t-signal-end-of-motorsport-agag/
• Knapton, Sarah. "El coche sin conductor supera al piloto de carreras por primera vez". El Telégrafo. 13 de febrero de 2015. (11 de enero de 2016) http://www.telegraph.co.uk/news/science/science-news/11410261/Driverless-car-beats-racing-driver-for-first-time .html
• Montgomery, Kevin. "South Park acaba con la absurda guerra del transporte de la tecnología". Valleywag. 16 de octubre de 2014. (15 de enero de 2016) http://valleywag.gawker.com/south-park-takes-down-techs-absurd-transportation-war-1647173429
• Noble, Jonathan. "Coches sin conductor para carreteras, no pistas de carreras, dice Wolff". Motorsport.com. 26 de diciembre de 2015. (11 de enero de 2016) http://www.motorsport.com/formula-e/news/driverless-cars-for-roads-not-race-track-says-wolff-664866/
• Ramsey, Lydia. "La carrera de autos sin conductor de París a Beijing 'sería casi imposible'". Ciencia popular. 19 de febrero de 2015. (11 de enero de 2016) http://www.popsci.com/theres-going-be-movie-about-self-driving-car-races
• Shipley, Don. "DARPA planea un gran desafío para vehículos terrestres robóticos". DARPA. 2 de enero de 2003. (15 de enero de 2016) http://archive.darpa.mil/grandchallenge04/media/announcement.pdf
• Sofge, Erik. "Carnegie Mellon y el jefe de GM ganan el desafío urbano de DARPA". Mecánica popular. 2007. (15 de enero de 2016) http://www.popularmechanics.com/technology/gadgets/a2250/4229973/
• Vanderbilt, Tom. "Autos autónomos a través de las edades". Cableado. 6 de febrero de 2012. (13 de enero de 2016) http://www.wired.com/2012/02/autonomous-vehicle-history/
• Weber, Marc. "¿A dónde? Una historia de los vehículos autónomos". Museo de Historia de la Computación. 2014. (15 de enero de 2016) http://www.computerhistory.org/atchm/where-to-a-history-of-autonomous-vehicles/