Software de seguridad para vehículos autónomos

Antes de que los vehículos autónomos participen en el tráfico rodado, deben demostrar de manera concluyente que no representan un peligro para los demás. Un nuevo software desarrollado en la Universidad Técnica de Munich (TUM) previene los accidentes mediante la predicción de diferentes variantes de una situación de tráfico cada milisegundo.

Un coche se aproxima a una intersección. Otro vehículo sale de la calle transversal, pero aún no está claro si girará a la derecha o a la izquierda. Al mismo tiempo, un peatón entra en el carril directamente delante del coche, y hay un ciclista al otro lado de la calle. Las personas con experiencia en el tráfico vial evaluarán en general correctamente los movimientos de los demás participantes en el tráfico.

“Este tipo de situaciones presentan un enorme desafío para los vehículos autónomos controlados por programas informáticos”, explica Matthias Althoff, Profesor de Sistemas Ciberfísicos en la TUM. “Pero la conducción autónoma sólo ganará aceptación del público en general si se puede asegurar que los vehículos no pondrán en peligro a otros usuarios de la carretera – no importa lo confusa que sea la situación del tráfico.”

Los algoritmos que miran hacia el futuro

El objetivo final al desarrollar software para vehículos autónomos es asegurar que no causen accidentes. Althoff, que es miembro de la Escuela de Robótica e Inteligencia de Máquinas de Munich en la TUM, y su equipo han desarrollado un módulo de software que analiza y predice permanentemente los eventos mientras se conduce. Los datos de los sensores de los vehículos se registran y evalúan cada milisegundo. El software puede calcular todos los posibles movimientos de cada participante del tráfico – siempre que se adhieran a las normas de tráfico – permitiendo al sistema mirar de tres a seis segundos hacia el futuro.

Basándose en estos escenarios futuros, el sistema determina una variedad de opciones de movimiento para el vehículo. Al mismo tiempo, el programa calcula las posibles maniobras de emergencia en las que el vehículo puede ser movido fuera de peligro acelerando o frenando sin poner en peligro a los demás. El vehículo autónomo sólo puede seguir rutas libres de colisiones previsibles y para las que se ha identificado una opción de maniobra de emergencia.

Modelos simplificados para cálculos rápidos

Este tipo de previsión detallada de la situación del tráfico se consideraba anteriormente demasiado largo y, por tanto, poco práctico. Pero ahora, el equipo de investigación de Munich ha demostrado no sólo la viabilidad teórica del análisis de datos en tiempo real con la simulación simultánea de futuros eventos de tráfico: También han demostrado que ofrece resultados fiables.

Los cálculos rápidos son posibles gracias a modelos dinámicos simplificados. El llamado análisis de accesibilidad se utiliza para calcular las posiciones futuras potenciales que un coche o un peatón podría asumir. Cuando se tienen en cuenta todas las características de los usuarios de la carretera, los cálculos consumen un tiempo prohibitivo. Por eso Althoff y su equipo trabajan con modelos simplificados. Estos son superiores a los reales en términos de su rango de movimiento, pero matemáticamente más fáciles de manejar. Esta mayor libertad de movimiento permite a los modelos representar un mayor número de posiciones posibles, pero incluye el subconjunto de posiciones esperadas para los usuarios reales de la carretera.

Los datos del tráfico real para un entorno de prueba virtual

Para su evaluación, los informáticos crearon un modelo virtual basado en datos reales que habían recogido durante las pruebas de conducción con un vehículo autónomo en Munich. Esto les permitió crear un entorno de prueba que refleja de cerca los escenarios de tráfico cotidiano. “Mediante las simulaciones, pudimos establecer que el módulo de seguridad no conlleva ninguna pérdida de rendimiento en cuanto al comportamiento de conducción, que los cálculos predictivos son correctos, que se previenen los accidentes y que en situaciones de emergencia se puede demostrar que el vehículo se ha detenido de forma segura”, resume Althoff.

El informático destaca que el nuevo software de seguridad podría simplificar el desarrollo de vehículos autónomos porque puede combinarse con todos los programas estándar de control del movimiento.