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La colaboración entre coches autónomos acelera el tráfico

Los investigadores de la Universidad de Cambridge han demostrado que una flota de coches autónomos que trabajen juntos para mantener el tráfico en movimiento sin problemas puede mejorar el flujo general de tráfico. Programaron una pequeña flota de autos robóticos en miniatura para conducir en una pista de varios carriles y observaron cómo cambiaba el flujo de tráfico cuando uno de los autos se detenía.

Sin embargo, cuando los autos se comunicaban entre sí y conducían de manera cooperativa, tan pronto como un auto se detuvo en el carril interno, envió una señal a todos los otros autos. Los automóviles en el carril exterior que se encontraban en la proximidad inmediata del automóvil detenido disminuyeron ligeramente la velocidad para que los automóviles en el carril interno pudieran pasar rápidamente el automóvil detenido sin tener que detenerse o reducir la velocidad significativamente.

Además, cuando un conductor controlado por humanos se puso en la ‘carretera’ con los autos autónomos y se movió por la pista de manera agresiva, los otros autos pudieron ceder el paso para evitar al conductor agresivo, mejorando la seguridad.

Los resultados,  que se presentaron en la Conferencia Internacional sobre Robótica y Automatización (ICRA) en Montreal, serán útiles para estudiar cómo los autos autónomos pueden comunicarse entre sí y con los autos controlados por conductores humanos, en carreteras reales en el futuro.

«Los automóviles autónomos podrían solucionar muchos problemas diferentes asociados con la conducción en las ciudades, pero debe haber una forma de que trabajen juntos» —dijo el coautor Michael He, un estudiante universitario en el St John’s College, quien diseñó los algoritmos para el experimento—
«Si diferentes fabricantes de automóviles están desarrollando sus propios autos autónomos con su propio software, todos esos autos deben comunicarse entre sí de manera efectiva», dijo el coautor Nicholas Hyldmar, estudiante de pregrado en Downing College, quien diseñó gran parte del hardware para el experimento.

Los dos estudiantes completaron el trabajo como parte de un proyecto de investigación de pregrado en el verano de 2018, en el laboratorio de la Dra. Amanda Prorok del Departamento de Informática y Tecnología de Cambridge.

Pruebas de coches autónomos con tráfico «real»

Muchas pruebas existentes para múltiples automóviles autónomos sin conductor se realizan digitalmente o con modelos a escala que son demasiado grandes o demasiado caros para llevar a cabo experimentos en interiores con flotas de automóviles.

Comenzando con modelos a escala económicos de vehículos disponibles en el mercado con sistemas de dirección realistas, los investigadores de Cambridge adaptaron los automóviles con sensores de captura de movimiento y una Raspberry Pi, para que los automóviles pudieran comunicarse a través de wifi.
Luego adaptaron un algoritmo de cambio de carril para que los automóviles autónomos trabajen con una flota de automóviles.

El algoritmo original decide cuándo un automóvil debe cambiar de carril, en función de si es seguro hacerlo y si cambiar de carril ayudaría a que el automóvil se mueva más rápido por el tráfico.

El algoritmo adaptado permite que los autos llegue más cerca al cambiar de carril y agrega una restricción de seguridad para evitar choques cuando las velocidades son bajas. Un segundo algoritmo permitió a los automóviles detectar un automóvil proyectado frente a él y hacer espacio.

Luego probaron la flota en modos de conducción ‘egocéntrico’ y ‘cooperativo’, utilizando comportamientos de conducción normales y agresivos, y observaron cómo reaccionó la flota ante un automóvil parado. En el modo normal, la conducción cooperativa mejoró el flujo de tráfico en un 35% sobre la conducción egocéntrica, mientras que para la conducción agresiva, la mejora fue del 45%.

Luego, los investigadores probaron cómo la flota reaccionó a un solo automóvil controlado por un humano a través de un joystick.

«Nuestro diseño permite realizar una amplia gama de experimentos prácticos y de bajo costo en automóviles autónomos», dijo Prorok. «Para que los automóviles autónomos se usen de manera segura en carreteras reales, necesitamos saber cómo interactuarán entre sí para mejorar la seguridad y el flujo de tráfico».

En un trabajo futuro, los investigadores planean usar la flota para probar sistemas de automóviles múltiples en escenarios más complejos, incluyendo carreteras con más carriles, intersecciones y una gama más amplia de tipos de vehículos.

Referencia:
 A Fleet of Miniature Cars for Experiments in Cooperative Driving.’ Nicholas Hyldmar, Yijun He, Amanda Prorok. ‘Una flota de autos en miniatura para experimentos en conducción cooperativa’. Documento presentado en la Conferencia Internacional de Robótica y Automatización (ICRA 2019). Montreal Canadá.

Fuente: University of Cambridge