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Os carros autônomos são veículos autônomos, capazes de operar com um mínimo, ou até mesmo zero, de intervenção humana. Esses veículos aproveitam a inteligência artificial (IA) e tecnologias automotivas preexistentes, como o controle de cruzeiro adaptativo, para automatizar a experiência de direção. Os veículos autônomos variam em complexidade, desde sistemas básicos que precisam ser constantemente monitorados por um motorista humano, até sistemas que são capazes de operar em quaisquer condições e sem nenhum elemento humano. Empresas como a Waymo já têm carros autônomos nas estradas, e montadoras como Tesla, Ford, GM e outras desenvolveram suas próprias tecnologias de veículos autônomos, como Tesla Autopilot, Argo AI e GM Cruise.
Como funcionam os carros autônomos?
Os carros autônomos usam uma combinação de inteligência artificial e sistemas veiculares baseados nos Sistemas Avançados de Assistência ao Motorista (ADAS) existentes para criar algo conhecido como Sistema Automatizado do Motorista (ADS). A inteligência artificial no coração do carro autônomo recebe informações de vários sensores embutidos no veículo e usa essas informações para criar uma imagem do mundo exterior. Com essa imagem, combinada com um mapa da área e dados de GPS (Global Positioning Satellite), o veículo autônomo pode traçar um curso com segurança em seu ambiente. Para se deslocar de um ponto a outro, a IA utiliza os sistemas do veículo, como acelerador eletrônico, freio e controles de direção drive-by-wire. Quando os sensores do veículo, que podem incluir desde radar a lasers, detectam um objeto como um pedestre ou outro veículo, a IA é projetada para tomar medidas corretivas imediatas para evitar um acidente. Além dos controles completos de IA, os carros autônomos são normalmente projetados com a opção de controle total do motorista. Em veículos como este, o ADS atua como um tipo muito avançado de controle de cruzeiro, onde o motorista pode assumir ou abandonar o controle sempre que desejar. Alguns carros autônomos são projetados para operar sem qualquer intervenção humana, embora a legalidade dos carros sem motorista varie de um lugar para outro.
Principais tecnologias que permitem que um carro dirija sozinho
Para um carro dirigir sozinho, ele precisa aproveitar uma série de tecnologias que estão em nossos veículos há anos e, em alguns casos, até há décadas. O carro precisa manter o controle eletrônico de todos os sistemas, desde o motor e a transmissão até os freios, e precisa de algum tipo de inteligência artificial para unir tudo isso.
- Inteligência artificial: carros autônomos não seriam possíveis sem inteligência artificial. Esses veículos são controlados por programas de IA desenvolvidos e treinados por meio de aprendizado de máquina para poder ler os dados de uma variedade de sensores embutidos em um veículo e determinar a ação mais apropriada em qualquer situação.
- Drive-by-wire: Esses sistemas estão presentes em veículos regulares há anos e basicamente substituem as conexões mecânicas por conexões e controles elétricos. Isso torna muito mais fácil para um AI integrado controlar cada sistema individual, como direção, aceleração e frenagem.
- Manutenção de faixa: esses sistemas foram originalmente projetados para ajudar os motoristas humanos a evitar desviar-se de sua faixa no trânsito, mas os veículos autônomos usam muitos dos mesmos tipos de sensores e técnicas.
- Travagem automática: originalmente concebida para prevenir acidentes aplicando automaticamente os travões em situações em que o condutor é demasiado lento para agir. Carros autônomos usam tecnologia semelhante em uma escala muito mais ampla.
- Controle de cruzeiro adaptativo: Este é outro sistema que foi originalmente projetado para auxiliar os motoristas, neste caso aumentando e diminuindo dinamicamente a velocidade em relação ao tráfego ao redor. Os carros autônomos têm que fazer essa mesma tarefa básica, além de tudo o mais que o motorista faria normalmente.
Graus de autonomia: os carros autônomos podem realmente ser sem motorista?
O desenvolvimento de carros autônomos foi uma marcha lenta, não um interruptor que alguém decidiu acionar um dia. Tudo começou na década de 1950 com alguns dos primeiros recursos de segurança e conveniência que se tornaram comuns com o tempo, como freios antibloqueio e controle de cruzeiro, e acelerou na década de 2000 com ADAS como controle de cruzeiro adaptativo e frenagem automática. Como os carros autônomos chegaram por meio de um processo lento e incremental, a Society of Automotive Engineers (SAE) desenvolveu uma escala de cinco níveis de automação. Esta escala descreve tudo, desde os veículos inteiramente manuais de ontem até o tipo de veículos totalmente automatizados que devem aparecer em andares de showroom e rodovias em 2020. Estes são os níveis de automação que um veículo pode ter:
Nível 0: Sem automação
Esses são veículos tradicionais que requerem uma entrada constante do motorista para funcionar. Esses veículos nem possuem recursos como freios antibloqueio ou controle de cruzeiro.
Nível 1: Assistência ao Motorista
Esses veículos ainda são controlados inteiramente pelo motorista, mas incluem alguns sistemas comuns de assistência ao motorista. Um veículo neste nível normalmente incluirá recursos básicos como controle de cruzeiro.
Nível 2: Automação Parcial
Nesse estágio, os carros ganham algum nível de controle automatizado sobre funções como aceleração, frenagem e direção. O motorista ainda tem o controle final sobre o veículo, e um veículo neste nível não pode dirigir sozinho sem um motorista humano. Veículos como esse normalmente têm ADAS, como frenagem automatizada, controle de cruzeiro adaptativo e algum tipo de sistema de manutenção de faixa.
Nível 3: Automação Condicional
Os veículos neste nível incluem um ADS, portanto, são tecnicamente autônomos. Esses carros são capazes de navegar de um lugar a outro, identificando perigos e reagindo a eles. A presença de um motorista humano ainda é necessária em caso de emergência, e o motorista deve permanecer alerta e pronto para assumir o controle. Cada sistema em veículos neste nível deve ser automatizado, e esses carros também requerem uma extensa capacidade de inteligência artificial para operar com segurança sem a intervenção de um motorista humano.
Nível 4: Alta Automação
Nesse nível, um veículo é totalmente automatizado. É capaz de navegar com segurança de um lugar para outro na maioria das condições. Sob algumas condições, e em algumas circunstâncias, o carro ainda pode exigir intervenção humana. Este tipo de carro autônomo é tecnicamente capaz de funcionar sem a presença de um operador humano, mas a opção de um operador humano assumir o controle pode ser incluída.
Nível 5: Automação Total
Os veículos neste nível de automação são verdadeiramente autônomos e podem operar sem motorista em todas as condições de direção. Dependendo do projeto, um operador humano pode ter a opção de assumir o controle manual, mas esses tipos de veículos são projetados para não exigir esse tipo de intervenção.
Quais são os benefícios dos carros autônomos?
O principal benefício dos carros autônomos e a força motriz por trás do desenvolvimento de carros autônomos é a segurança. De acordo com a NHTSA, mais de 90 por cento de todos os acidentes graves são causados por simples erro humano. A ideia básica é que, se o elemento humano pudesse ser totalmente removido da equação, muitas vidas poderiam ser salvas. Além das grandes perdas de vidas causadas por acidentes com veículos motorizados a cada ano, há um impacto econômico igualmente massivo desses eventos. De acordo com a NHTSA, os acidentes custam centenas de bilhões de dólares a cada ano em redução da atividade no local de trabalho, danos e perda de atividade econômica. O benefício mais prático dos carros autônomos é que eles poderiam reduzir o congestionamento do tráfego operando com mais eficiência. Isso pode resultar em tempos de deslocamento mais curtos para muitos motoristas. Além disso, os motoristas poderiam usar seu tempo de deslocamento para ler, acompanhar as notícias, se preparar para o trabalho ou se envolver em outras tarefas produtivas. Outro benefício que os carros autônomos podem proporcionar é o aumento da mobilidade para idosos e pessoas com deficiência. Como esses veículos são capazes de operar de forma totalmente autônoma, eles podem ser operados com segurança por pessoas com problemas de visão e tempo de reação, e até mesmo em condições como tetraplegia, que normalmente tornariam muito difícil ou impossível dirigir um veículo motorizado com segurança. Com a possibilidade de ir ao trabalho, de consultas médicas e até mesmo de compras de mantimentos, um grande número de idosos e deficientes físicos pode conseguir manter um nível de autonomia muito maior do que seria possível sem acesso a um carro sem motorista. O problema com a maioria desses benefícios é que os carros automatizados só transmitem o valor total do benefício quando há um número suficiente desses veículos na estrada. Por exemplo, carros autônomos só podem remover o elemento humano de acidentes quando não há motoristas humanos na estrada. Da mesma forma, os carros autônomos só seriam capazes de reduzir o congestionamento do tráfego se a maioria dos veículos na estrada estivesse sem motorista. Até que os carros autônomos se tornem o novo normal, o principal benefício de usá-los é principalmente um fator de conveniência, com algumas considerações sobre a segurança.
