La carrera por desarrollar coches autónomos para el mercado de masas está generando una gran demanda de sensores láser que ayudan a los vehículos a mapear su entorno. Pero las versiones más baratas del hardware integrado en vehículos de pruebas podrían no tener calidad suficiente para conducir a velocidades de autopista.

La mayoría de los coches sin conductor utilizan sensores LIDAR, que hacen rebotar rayos láser contra objetos cercanos para crear mapas tridimensionales del entorno. El LIDAR puede proporcionar datos de mejor calidad que el radar, y supera a las cámaras ópticas porque las variaciones de la luz ambiental no le afectan. El ejemplo más conocido de sensor LIDAR es el que fabrica el líder del mercado, Velodyne. Se parece a una lata de galletas giratoria que se instala sobre el tejado de vehículos de fabricantes como Waymo y Uber.

Pero no todos los sensores LIDAR son iguales. Velodyne, por ejemplo, tiene varios modelos. El de más alta gama es un monstruo de casi 70.000 euros llamado HDL-64E, que emite 64 rayos láser, uno encima del otro. De hecho es justo ese el que se parece mucho a una lata de galletas que gira. Cada haz está separado del resto por un ángulo de 0.4° y tiene un alcance de 120 metros. Cuanto menor sea el ángulo entre los rayos mayor será la resolución del sensor. En la gama más baja de Velodyne está el modelo Puck, que por unos 7.000 euros ofrece 16 haces de luz, cada uno separado por 2.0°, y tiene un alcance de 100 metros.

Para ver el impacto de esos números basta con ver los vídeos interiores. El de arriba muestra los datos sin procesar del HDL-64E y el de abajo presenta los del Puck. Las 64 líneas horizontales del modelo más caro representan la escena en detalle, mientras que la imagen producida por su hermano más barato hace que resulte más difícil detectar objetos hasta que están mucho más cerca del coche. Mientras que ambos sensores tienen un alcance similar, la menor resolución del Puck hace que resulte menos útil para detectar obstáculos hasta que estén mucho más cerca del vehículo.

Cuando se viaja a 120 kilómetros por hora, detectar un objeto que está, por ejemplo, a 60 metros de distancia proporciona dos segundos para reaccionar. Pero a esa velocidad, el vehículo necesita 100 metros para detenerse. Así que para que los vehículos autónomos sean verdaderamente seguros deberían detectar obstáculos a unos 200 metros de distancia.

Ahí es donde entra el coste. Incluso un sensor de 7.000 euros sería problemático para cualquier fabricante de automóviles que quiera desarrollar un coche autónomo que un usuario medio pudiera permitirse. Debido a esto, muchos fabricantes de sensores están preparando nuevos tipos LIDAR de estado sólido, que utilizan una serie de pequeñas antenas para dirigir un rayo láser de forma electrónica en lugar de mecánica. La fabricación a escala de estos dispositivos promete ser más fácil y barata que la de sus hermanos mecánicos. Eso les convertiría en una opción adecuada para las automovilísticas, muchas de las cuales aspiran a tener sus propios modelos de coche autónomo en el mercado de masas para 2021.

Pero algunos de los nuevos dispositivos de estado sólido pueden no tener la precisión necesaria para garantizar la seguridad a velocidades de autopista. El fabricante francés de piezas automovilísticas Valeo, por ejemplo, afirma haber construido el primer escáner láser del mundo para automóviles que está listo para fabricarse en masa. Se trata del SCALA, que cuenta con cuatro líneas de datos con una resolución angular de 0,8 °. Automotive News ha informado de que Valeo proporcionará el sensor LIDAR del nuevo Audi A8, aunque en el momento de redactar este artículo, Audi no había querido confirmarlo y Valeo no respondió a nuestra solicitud de detalles. El nuevo A8 es el primer coche que incluye un sistema LIDAR de serie y puede conducirse solo, pero únicamente en tráfico lento a velocidades inferiores a 32 kilómetros por hora.

En junio, el director ejecutivo de la spin-off de la Universidad de Oxford (Reino Unido) de Oxbotica, Graeme Smith, dijo a MIT Technology Review que cree que reducir la calidad de los datos a cambio de un LIDAR más asequible podría frenar la llegada del coche autónomo a los tramos de alta velocidad. El experto detalla: "Las aplicaciones de baja velocidad pueden volverse asequibles mucho antes. Si quieres un láser que funcione a más de 250 metros, necesitas que esté muy bien calibrado. Si está trabajando en un entorno de baja velocidad y le basta con un alcance de 15 metros, entonces puedes usar un sensor mucho más barato".

El CEO de Luminar, Austin Russell, dijo que su empresa decidió no utilizar hardware de estado sólido en sus sensores. En su opinión, aunque dirigir mecánicamente un haz es más caro, también es la opción que proporciona las imágenes más detalladas, que son esenciales para una conducción segura. El responsable detalla:  "No importa cuánta magia de aprendizaje automático se lance a un par de puntos [sobre un objeto], no se puede determinar lo que es. Si sólo se ve a un objetivo a unos 30 metros o así, a velocidades de autopista eso es una fracción de segundo".

Es probable que el estándar de los dispositivos de estado sólido mejore con el tiempo, por supuesto. LeddarTech, por ejemplo, es una empresa canadiense especializada en dispositivos de estado sólido que ya está produciendo diseños de referencia que los fabricantes de piezas utilizarán como modelo para producir hardware a escala. Luc Langlois, de la firma, dice que uno de sus diseños, cuya producción prevé que costará alrededor de 65 euros, contará con ocho o 16 líneas y estará disponible en diciembre de 2018. Una versión de mayor resolución, con 64 líneas y que costará alrededor de 100 euros, llegará un año más tarde.

Por su parte, Velodyne asegura que construirá un LIDAR de estado sólido. El director de Ventas y Marketing de la empresa, John Eggert, detalla que el aparato tendrá 32 líneas láser y un alcance de 200 metros, aunque no quiere dar más detalles sobre su la resolución. Y la start-up israelí Innoviz Technologies afirma estar fabricando una unidad de unos 85 euros con un alcance de 200 metros y una resolución angular de 0,1 °. Ambas empresas han prometido que sus modelos pasarán a producción en algún momento en 2018, aunque el volumen de unidades y la disponibilidad siguen siendo desconocidas. Quanergy, una empresa de Silicon Valley (EEUU), está desarrollando su propio dispositivo de estado sólido por algo más de 200 euros, que entrará en producción más adelante este año, pero en el momento de redactar este documento no había respondido a múltiples solicitudes de especificaciones detalladas.

Smith de Oxbotica cree que tal vez los fabricantes de automóviles simplemente deberían esperar hasta que haya un sensor barato y con la resolución necesaria para conducir de alta velocidad de forma segura. El responsable concluye: "Será como los sensores de cámara. Cuando tuvimos por primera vez móviles con cámara, eran una especie de cámaras básicas. Y entonces llegamos a un punto en el que ya no le preocupaba a nadie porque la capacidad del ojo humano es finita". Los fabricantes de coches autónomos podrían descubrir que los niveles de rendimiento del sensor LIDAR también alcanzarán este tipo de umbral de rendimiento.

(Para saber más: Los 'ojos' de los coches autónomos empiezan a ser su mayor problema, El nuevo semiautónomo de Audi le tirará del cinturón si le nota distraído, El emprendedor que dejó la universidad para revolucionar el coche autónomo con 22 años)