La revolución de los automóviles autónomos ha conquistado el mundo, y compañías como Google y Tesla están tratando de hacerse con una parte del mercado.
Pero, ¿qué significa esto para el futuro del transporte y, lo que es más importante, para los ingenieros del futuro?
A medida que el mundo avanza hacia una nueva era de transporte, los estudiantes y profesionales de ingeniería deben comprender la tecnología detrás de los automóviles autónomos y lo que significa para el futuro.
Así que abróchense el cinturón y sumérjase en el mundo de los autos sin conductor, donde el camino por delante está lleno de nuevas ideas y posibilidades.
Comprender los vehículos autónomos
Definicion formal:
Un vehículo que es capaz de planificar su camino y ejecutar su plan sin intervención humana.
Un vehículo autónomo es perfecto si está demasiado cansado para conducir o simplemente quiere tomar una siesta de camino al trabajo. Solo siéntate y deja que el auto haga todo. ¿Quién vio este episodio del programa "South Park"?
Bien, volviendo a la explicación:
Un vehículo autónomo es un automóvil que tiene sensores, cámaras, radar e inteligencia artificial (IA) que le permiten funcionar sin ayuda humana.
Esta tecnología es una combinación de hardware y software a bordo y remoto que puede conducir un vehículo sin que un operador humano lo controle físicamente o lo vigile.
La tecnología de vehículos autónomos podría hacer que los automóviles sean más seguros, evitar que las personas se lastimen e incluso salvar vidas. Pero todavía hay muchos problemas que resolver antes de que la mayoría de las personas puedan utilizar vehículos totalmente autónomos.
Niveles de vehículos autónomos
Según lo que pueden hacer, los vehículos autónomos se dividen en cinco niveles.
Aquí hay una lista de los niveles:
- Nivel 0: El conductor está a cargo de todo lo relacionado con la conducción del automóvil.
- Nivel 1: el automóvil tiene un sistema automatizado, como control de crucero o ayuda para permanecer en su carril, pero el conductor está a cargo de todo lo demás.
- Nivel 2: el automóvil tiene dos o más sistemas automatizados que funcionan juntos, como el control de crucero adaptativo y ayuda para mantenerse en su carril.
- El conductor todavía está a cargo de vigilar el automóvil y tomar el control si es necesario.
- Nivel 3: el automóvil puede encargarse de la mayor parte de la conducción, pero el conductor debe estar listo para hacerse cargo en cualquier momento si el automóvil se lo pide.
- Nivel 4: El vehículo puede conducirse solo en ciertas situaciones y no necesita la ayuda de una persona. Pero el automóvil aún podría tener un volante y pedales que un conductor humano podría usar si fuera necesario.
- Nivel 5: El vehículo es completamente autónomo y no necesita la ayuda de una persona.
Para obtener más información sobre los niveles de automatización:
https://en.wikipedia.org/wiki/Self-driving_car
Estado actual de los vehículos autónomos
En el momento en que escribo esto, no hay vehículos completamente autónomos que se puedan conducir legalmente en los Estados Unidos.
Sin embargo, hay vehículos que son solo parcialmente autónomos. Por ejemplo, algunos tienen control de crucero adaptativo y ayudan a permanecer en sus carriles.
Los fabricantes de automóviles y las empresas tecnológicas están trabajando para que pronto los vehículos autónomos estén disponibles para el público.
Tecnología de vehículos autónomos
Los vehículos autónomos utilizan una variedad de tecnología para detectar su entorno y tomar decisiones.
Algunas de las tecnologías que se utilizan en los coches autónomos son:
- Sensores: los vehículos autónomos utilizan cámaras, radares y LiDAR, entre otros sensores, para ver y comprender su entorno.
- Inteligencia artificial: los vehículos autónomos analizan los datos de los sensores y toman decisiones basadas en algoritmos complejos y sistemas de aprendizaje automático.
- Mapeo: utilizando la información de sus sensores, los automóviles autónomos crean y realizan un seguimiento de un mapa de su entorno.
Los automóviles autónomos pueden leer las señales y marcas viales con la ayuda de la tecnología de cámaras.
Los sistemas de detección y rango de luz (LiDAR) son utilizados por los automóviles autónomos para hacer un mapa 3D de su entorno.
Desafíos para los vehículos autónomos
Antes de que pueda comenzar la producción en masa de automóviles autónomos, hay algunos problemas que deben resolverse. Entre estos problemas se encuentran:
- Avances en tecnología: se necesitan más avances en inteligencia artificial y tecnología de sensores para hacer que los vehículos autónomos sean más seguros y confiables.
- Medio ambiente: los automóviles autónomos deben poder funcionar de manera segura en una variedad de condiciones climáticas, como lluvia y nieve.
- Regulación: en este momento, no hay reglas federales para los autos sin conductor, y cada estado tiene su propia forma de regular cómo se pueden usar.
- Responsabilidad por accidentes: no está claro quién tendría la culpa si un vehículo autónomo tuviera un accidente.
Este es un problema legal complicado que debe solucionarse antes de que pueda comenzar la producción en masa.
Construcción de vehículos autónomos
Para fabricar un automóvil que se conduzca solo, se deben fabricar partes de software y hardware.
El componente de software requiere conocimientos de informática, aprendizaje automático y aprendizaje profundo para generar instrucciones de conducción a partir de sensores y datos de entrada.
La parte del hardware necesita sensores, cámaras y otras partes para ensamblar para que las instrucciones de conducción se puedan llevar a cabo en el automóvil real.
Además, los vehículos autónomos requieren una pila de software compleja para todas las funciones autónomas, como la detección e identificación de objetos.
Al colocar automóviles autónomos en la vía pública, también se debe tener en cuenta la seguridad.
Habilidades y cualidades
Convertirse en un ingeniero de vehículos autónomos requiere una sólida formación en informática, ingeniería eléctrica o mecánica, y experiencia en robótica, sistemas de sensores y aprendizaje automático.
Por lo general, se requiere una licenciatura en un campo relacionado, como ingeniería informática, ingeniería mecatrónica o informática, junto con experiencia laboral relevante o pasantías.
Algunos trabajos pueden requerir una maestría o un doctorado en un campo relacionado.
Responsabilidades laborales
Los deberes laborales de un ingeniero de vehículos autónomos podrían incluir diseñar e implementar algoritmos de software, crear e integrar sistemas de sensores, probar y evaluar sistemas de conducción autónomos y asegurarse de que sigan las reglas de seguridad.
Los ingenieros necesitan mantenerse al día con los últimos desarrollos y tendencias en su campo y trabajar para mejorar sus habilidades y conocimientos todo el tiempo.
Educación y entrenamiento
Para obtener las habilidades y los conocimientos necesarios para una carrera en vehículos autónomos, las personas pueden tomar cursos o obtener títulos de universidades que ofrecen programas especializados en robótica, mecatrónica o vehículos autónomos.
También hay muchos cursos y recursos en línea, como Coursera, Udacity y edX, que ofrecen certificaciones y títulos en ingeniería de vehículos autónomos.
Además, asistir a conferencias y hacer conexiones con otros profesionales en su campo puede brindarle información valiosa y ayudarlo a avanzar en su carrera.
Tendencias del mercado en vehículos autónomos
En los próximos años, se espera que el mercado mundial de vehículos autónomos crezca mucho.
En 2020, el mercado estaba valorado en 76 130 millones de dólares y se prevé que alcance los 2 161 790 millones de dólares para 2030, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 40,1 % de 2021 a 2030.
Varios factores están impulsando este crecimiento, incluido el avance de las ciudades inteligentes, el desarrollo de infraestructura y conectividad, y la creciente demanda de vehículos autónomos.
Segmentación
El mercado de vehículos autónomos se puede segmentar en función de varios factores, incluido el nivel de automatización y el tipo de vehículo.
- Nivel de automatización: según lo que pueden hacer, los vehículos autónomos se pueden clasificar en una de cinco categorías
El nivel 5 es completamente autónomo y no necesita ninguna ayuda de una persona. Cuanto más automatizado esté un coche, más probable es que cueste mucho dinero. En 2021, el segmento de mercado semiautónomo fue una gran parte del mercado global.
- Tipo de vehículo: el mercado de vehículos autónomos está dominado por los turismos, que representaron la mayor parte de la cuota de mercado en 2021.
Sin embargo, también existe una demanda creciente de camiones y autobuses autónomos, particularmente para su uso en logística y transporte público.
Principales empresas del mercado
Varias grandes empresas están liderando el mercado de los coches autónomos.
- Volkswagen AG.
- La Corporación Toyota Motor.
- La empresa de motores Ford.
- La empresa General Motors.
- El Grupo BMW.
- Daimler AG.
- Corporación de automóviles Volvo.
- tesla inc.
- Audi AG.
- Honda Motor Co., Ltd.
Estas empresas están invirtiendo mucho dinero en investigación y desarrollo para crear nuevas tecnologías para vehículos autónomos.
Es probable que tengan un gran impacto en el futuro del mercado.
Vehículos submarinos autónomos
Un vehículo submarino autónomo (AUV) es un robot no tripulado y sin ataduras que puede moverse bajo el agua sin necesidad de un control constante de una persona en la superficie.
Los AUV se utilizan a menudo para la investigación en el océano, donde se utilizan para estudiar, tomar muestras y recopilar datos.
Los operadores en un barco o incluso en tierra pueden programarlos o controlarlos. Llevan una variedad de herramientas para el muestreo y la topografía, como cámaras, sonares y sensores de profundidad.
Energía y Movilidad
Los AUV funcionan con baterías especiales, celdas de combustible o paneles solares que se pueden cargar, por lo que pueden funcionar por sí mismos durante largos períodos de tiempo.
Pueden ir donde los barcos no pueden porque pueden ir a aguas menos profundas. Esto los hace útiles para explorar áreas donde los barcos más grandes no pueden ir.
Los AUV tienen sistemas de propulsión que les permiten moverse por el agua de forma rápida y precisa.
Aplicaciones
Los AUV son flexibles y se pueden usar para muchas cosas diferentes, como:
Los AUV se utilizan para estudiar el lecho marino y medir la calidad, la temperatura y la salinidad del agua.
Los AUV se pueden usar para vigilar los derrames de petróleo, encontrar cambios en los arrecifes de coral y averiguar de dónde proviene la contaminación.
Operaciones militares: los AUV se pueden usar para protegerse contra las minas, recopilar inteligencia y rastrear submarinos.Los AUV se utilizan en la industria de petróleo y gas en alta mar para inspeccionar y mantener tuberías
También se utilizan en la industria naviera para inspeccionar los cascos de los barcos.
Seguridad y Responsabilidad en Vehículos Autónomos
A medida que crece la cantidad de automóviles autónomos en las carreteras, las preguntas sobre la seguridad y quién es responsable se han vuelto más importantes.
Si ocurre un accidente con un vehículo autónomo, puede ser difícil determinar quién tuvo la culpa y quién debe pagar por los daños.
Los diferentes lugares tienen diferentes leyes y reglas sobre quién es responsable de un accidente que involucre a un vehículo autónomo, y aún no existe un acuerdo claro sobre cómo se decidirá la responsabilidad en caso de un accidente que involucre a un vehículo autónomo.
Responsabilidad por Choques de Vehículos Autónomos
Cuando un automóvil autónomo choca, el fabricante del automóvil podría tener que pagar por los daños. Esto se debe a que el accidente puede haber sido causado por un descuido por parte del sistema de conducción automatizada.
La ley podría decir que las personas que fabrican estos automóviles son responsables de todos los accidentes causados por el sistema de conducción automatizada.
Compañías automotrices como Volvo, Mercedes y Google han insinuado que serán responsables si uno de sus autos totalmente autónomos causa un accidente.
Pero es importante recordar que si un automóvil autónomo sufre un accidente, es posible que no sea culpa del automóvil.
Si otro conductor aceleró, pasó un semáforo en rojo o condujo imprudentemente, el conductor del automóvil autónomo o el propio automóvil no tendrían la culpa.
En este caso, si un automóvil autónomo sufre un accidente, el otro conductor podría tener la culpa de ser descuidado o el dueño de la propiedad podría tener la culpa de tener un área peligrosa.
Pagos de seguros y daños
Después de un choque en un vehículo autónomo, puede ser más fácil para las víctimas obtener el dinero del seguro porque el conductor ya casi no es responsable.
Si un vehículo autónomo sufre un accidente, los daños podrían ser pagados por el fabricante del vehículo, el conductor del vehículo autónomo, un tercero o una combinación de estas partes, según los detalles del accidente y las leyes del país. Lugar donde ocurrió el accidente.
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casos de uso
| Utilizada en: | Descripción: |
|---|---|
| transporte personal | Los automóviles autónomos podrían usarse para el transporte personal, por lo que las personas no tendrían que conducir por sí mismas. Esto podría ser especialmente útil para las personas que no pueden conducir, tienen discapacidades o no tienen acceso a un automóvil. |
| Servicios de viajes compartidos | Los automóviles autónomos podrían usarse para servicios como Uber y Lyft, lo que reduciría la necesidad de conductores humanos y podría abaratar el servicio para los pasajeros. Transporte para el público: los automóviles autónomos podrían usarse para el transporte público, haciéndolo más rápido y confiable sin la necesidad de un conductor. |
| Entrega de la mercancia | Los vehículos autónomos podrían usarse para entregar bienes, lo que reduciría la necesidad de conductores humanos y podría acelerar y ahorrar dinero en el proceso de entrega. |
| transporte industrial | Los vehículos autónomos podrían usarse para mover mercancías en entornos industriales como fábricas, almacenes y puertos. Esto mejoraría la eficiencia y reduciría el riesgo de accidentes. |
| Agricultura | Los vehículos autónomos podrían usarse en la agricultura para hacer cosas como arar campos, plantar semillas y recolectar cultivos. |
| Minería | Los vehículos autónomos podrían usarse en la minería para hacer cosas como transportar minerales, perforar y excavar, lo que reduciría los accidentes y haría que el proceso fuera más eficiente. Los vehículos autónomos podrían ser utilizados por los militares para hacer cosas como transporte, vigilancia y reconocimiento. |
| Servicios de emergencia | Los autos sin conductor podrían usarse para servicios de emergencia, como llevar a las personas lesionadas a los hospitales o transportar suministros médicos. |
Conclusión
Como hemos visto, el mundo de los autos sin conductor está cambiando rápidamente y seguirá cambiando la forma en que nos movemos en el futuro.
Pero no se trata solo de la tecnología; también se trata de cómo afectará a la sociedad en su conjunto.
Los automóviles autónomos podrían cambiar la forma en que vivimos y trabajamos de muchas maneras, como reducir el tráfico y las emisiones de carbono y crear nuevos modelos comerciales y oportunidades laborales.
Pero cada nueva tecnología viene con su propio conjunto de problemas y cuestiones morales.
Antes de unirse por completo al movimiento de vehículos autónomos, hay muchas cosas en las que pensar, como la responsabilidad y el seguro, y la posibilidad de que se pierdan puestos de trabajo en ciertos campos.
Como ingenieros y futuros líderes en este campo, depende de nosotros lidiar con estos problemas y ayudar a dar forma al futuro del transporte de una manera que ayude a todos.
El camino por recorrer puede ser difícil, pero si tenemos la actitud correcta y estamos comprometidos con la innovación y el progreso, podemos crear un mundo más seguro, más eficiente y más sostenible para las generaciones futuras.
Así que aprovechemos las oportunidades y enfrentemos los problemas de frente.
Los coches autónomos no son solo un avance tecnológico; también son sociales, y depende de nosotros asegurarnos de que ayuden a la sociedad en su conjunto.
Como ingenieros, tenemos una oportunidad única de estar al frente de esta revolución, y no debemos dar eso por sentado.
Tenemos control sobre el futuro, así que aprovechémoslo al máximo.
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