Procesamiento de fusión y autobuses autónomos

Bus conector utilizado en el servicio de Cambridge (Todas las fotos proporcionadas por Fusion Processing)

“La rueda se mueve sin conductor y a la gente le parece extraño al principio, pero muy rápidamente se vuelve algo muy común”, dice Jim Hutchinson, director ejecutivo y fundador de Fusion Processing, la empresa detrás del sistema de conducción automatizada CAVStar Nivel 4.

La compañía anunció recientemente el lanzamiento de un servicio de autobuses autónomos a largo plazo en Cambridge, Reino Unido. Si bien este es el primer servicio que operará en una zona urbana activa, no es la primera vez que la compañía participa en la gestión de un servicio de transporte autónomo.

En 2023, el operador de autobuses Stagecoach lanzó lo que se reconoció como el primer servicio regular de autobuses autónomos del mundo. El proyecto consistió en cinco vehículos autónomos que circulaban por una ruta en Escocia entre Fife y Edimburgo, que incluía el cruce del puente Forth Road. A pesar de que el proyecto se consideró un éxito, el servicio se suspendió en febrero de ese año.

“Cuando analizamos la ruta en Escocia, nuestro análisis indicó que habría demanda de clientes y que era comercialmente viable. Pero eso fue antes de la COVID-19; durante la pandemia, la gente dejó de usar los autobuses y los pasajeros nunca volvieron. Sin embargo, obtuvimos muchos datos de la operación del servicio”, afirma Hutchinson.

Jim Hutchinson, Procesamiento de fusión

Simultáneamente con el servicio en Escocia, la compañía también desplegó autobuses en una ruta en Oxfordshire, donde el número de pasajeros era mayor. "Es cierto que esto se debió en parte a que el servicio era gratuito", afirma Hutchinson. "Además, operaba en un circuito alrededor de un parque empresarial que incluía la estación de tren de Oxford Parkway, lo que se tradujo en una gran afluencia de clientes. Pero sin duda demostró que no hay un problema fundamental con que la gente no quiera subirse a un autobús autónomo".

Hardware y rendimiento

Fusion Processing colaboró con el fabricante de autobuses Alexander Dennis en el desarrollo de los vehículos autónomos utilizados en Escocia. El fabricante de autobuses suministrará dos de los tres vehículos iniciales utilizados en la ruta en Cambridge.

El sistema de conducción autónoma de los autobuses consta de cámaras, LiDAR y RADAR, además de sensores ultrasónicos. Como explica Hutchinson, cada uno de estos sistemas tiene sus propias ventajas y desventajas, por lo que la combinación de todos ellos ofrece la representación más precisa de lo que sucede en la carretera.

“El sistema proporciona datos muy precisos en todo tipo de condiciones meteorológicas”, afirma Hutchinson. “Hay paneles alrededor del vehículo que ofrecen una vista completa de 360 grados. CAVStar actúa como el cerebro del sistema. Recibe señales de los diversos sistemas de detección y las superpone para obtener una imagen completa”.

Los autobuses autónomos tienen una precisión de entre uno y tres centímetros

El sistema tiene una precisión general de entre uno y tres centímetros (hasta una pulgada). Esto facilita la conducción con tráfico en tiempo real, sorteando infraestructuras viales complejas (como rotondas), y también permite la navegación entre usuarios vulnerables de la vía, como peatones y ciclistas. «Normalmente hay mayor tolerancia en la carretera, pero es positivo tener esa precisión», explica Hutchinson.

Afirma que no ha sido necesario actualizar las marcas viales ni otras señales viales para operar con seguridad los autobuses autónomos. "No hemos tenido que repintar las líneas, pero hay otras medidas que se pueden tomar que son muy útiles", añade.

Por ejemplo, el sistema puede leer los semáforos y sabe cuándo debe detenerse y cuándo puede avanzar. Pero algunos semáforos pueden comunicarse directamente con el vehículo, no solo indicando su comportamiento actual, sino también su futuro. Con esa información, el vehículo puede calcular el tiempo de aproximación para no tener que detenerse. Con el tiempo, esto puede ahorrar mucho combustible.

En general, afirma que, si bien algunas marcas viales pintadas estarán desgastadas, los sistemas a bordo son lo suficientemente sensibles como para reconocerlas y utilizar esa información. "Hasta ahora no hemos tenido ningún problema; el vehículo puede circular por las carreteras con las marcas y señales ya existentes".

Actualmente, en el Reino Unido, es obligatorio que un conductor de seguridad esté a bordo de un autobús mientras este circula de forma autónoma por la vía pública. La Ley de Vehículos Automatizados, que regula el uso de cualquier vehículo autónomo en las carreteras del Reino Unido, se aprobó en 2024. Se espera que la legislación secundaria que regule su implementación se apruebe para 2026 o 2027, y define las responsabilidades correspondientes.

Sistema de propulsión a bordo

Hutchinson describe el sistema que impulsa físicamente los autobuses como "bastante complejo". Añadió que los vehículos se controlan mediante una cadena de operaciones; sensores recopilan datos, que luego se procesan para que el vehículo sepa dónde está, la dirección de viaje, las próximas maniobras, etc. Un sistema de gestión de flotas controla la ruta completa del vehículo para comprender adónde debe llegar y qué debe hacer para lograrlo.

Autobuses equipados con el sistema de conducción autónoma Fusion Processing en el puente Forth Road

En cuanto al movimiento físico de los controles del vehículo, una serie de actuadores traducen los datos en giros y empujes del volante y los pedales. Hutchinson afirma que existe redundancia integrada en todo el sistema, de modo que si falla un actuador de dirección o freno, la segunda unidad lo reemplaza al instante.

Sistemas como los intermitentes (o direccionales) no necesitan mover la palanca de la columna de dirección hacia arriba o hacia abajo para indicar a la izquierda o a la derecha. En cambio, el bus CAN envía una señal a un relé que activa el intermitente.

“El bus CAN es prácticamente el límite de nuestro sistema”, dice Hutchinson. “Lo usamos para enviar mensajes a todos los actuadores, los sistemas relacionados y cualquier otro elemento que necesitemos controlar”.

Al preguntársele si en algún momento ve que se retiran el volante y los pedales del vehículo, responde que si alguno de los sistemas de conducción autónoma se daña, el autobús podrá detenerse de forma segura. Pero seguirá necesitando un conductor humano para regresar, así que quizás el conjunto completo de controles se conserve en el futuro.

Añadiendo hardware

Trabajar con Alexander Dennis y otros fabricantes de equipos originales (OEM) para localizar el hardware dentro del vehículo no representó mayor dificultad, en gran parte debido al tamaño de estos. Hutchinson observa que sería más difícil en un turismo o una furgoneta ligera.

Integrar nuestro sistema es relativamente fácil. Queremos que sea fácil colaborar con nosotros y no queremos añadir dificultades innecesarias a los fabricantes de equipos originales (OEM) de vehículos.

En la actualidad, el sistema se agrega como una actualización, pero Fusion Processing está trabajando con Alexander Dennis para desarrollar un proceso donde el sistema autónomo se "diseña" y se instala durante la producción.

Hutchinson dice que hay planes para introducir la opción de comprar un autobús recién salido de la línea de ensamblaje equipado con capacidad de conducción autónoma antes de que la legislación del Reino Unido entre en vigor en 2027, mientras que también hay planes para entregar versiones con volante a la izquierda.

Ahorro de combustible y energía

Cuando comenzó el proyecto en Escocia, no existían autobuses eléctricos que pudieran alcanzar el ciclo de trabajo requerido. Curiosamente, la operación generó un ahorro del 7 % en combustible diésel con respecto a lo previsto, todo ello sin un mapeo específico para lograr una mayor economía.

Hutchinson propone que sería posible lograr un ahorro energético del 20 % al utilizar el sistema de conducción autónoma en un autobús eléctrico optimizando las fases de frenado y aceleración previstas en una ruta determinada. Esto puede contribuir a mejorar la autonomía general, o bien, otra opción podría ser utilizar una batería más pequeña y ligera, lo que podría contribuir a reducir costes.

¡Mira, mamá! ¡Sin manos! Conductor de seguridad en la ruta de autobús en Escocia.