Caminhões capazes de fazer percursos pré-programados sem a presença de um condutor tem sido o foco e o desafio das grandes montadoras e aos poucos eles descobrem que é preciso muita atenção nos controles de um veículo pesado. Isso mesmo, o peso dos caminhões tem sido um dos fatores que limitam o total controle devido à distância de frenagem ser maior quando comparado com um carro de passeio, além de ter menos agilidade para desviar de obstáculos e evitar acidentes.
Inicialmente estes projetos sofrem com as limitações legais ao utilizar ruas e rodovias públicas devido aos possíveis acidentes que podem ocorrer. Pensando nisso, alguns fabricantes estão na mira de empresas que utilizam suas próprias rodovias, como mineradoras por exemplo.
O caminhão vai do ponto A onde carrega, vai até o ponto B onde descarrega e retorna para o ponto A, essa é a rotina durante o dia todo. Perfeito para um caminhão autônomo que pode trabalhar em uma mineradora o dia todo e a noite toda, parando apenas para abastecer.
Neste ambiente ficam eliminados os problemas legais e técnicos por ser um local privado e sem a presença de pessoas e carros de passeio que nesta fase inicial poderiam gerar problemas no trânsito.
Podemos ter a impressão de que os motoristas serão deixados de lado mas os caminhões autônomos serão implantados em uma série de etapas. Desta forma espera-se que seja implementado de várias maneiras que melhorem a eficiência dos motoristas humanos.
O foco atual de muitas empresas que trabalham neste espaço não é a eliminação total de caminhoneiros humanos, mas encontrar maneiras de aumentá-los com a inteligência artificial para obter mais quilômetros percorridos a custos mais baixos.
Níveis de Direção Autônoma de 0 a 5
A SAE – Sociedade de Engenheiros Automotivos - publicou o padrão J3016, que estabelece os níveis de automação para fabricantes de automóveis, fornecedores e formuladores de políticas usarem para classificar a sofisticação de um sistema.
Uma mudança crucial ocorre entre os níveis 3 e 4, quando o motorista libera a responsabilidade de monitorar o ambiente de condução para o sistema.
Nível 0 - Sem automação: este é o nível totalmente humano, no qual o motorista acelera, freia, dirige e negocia o tráfego sem assistência de qualquer dispositivo tecnológico.
Nível 1 - Assistência ao Motorista: O motorista continua responsável por praticamente todas as funções de direção mas pode recorrer a tecnologia como controle de cruzeiro adaptativo. Este sistema utiliza lasers ou radar para avaliar a proximidade do carro da frente. Em seguida, ajusta o acelerador para manter uma distância adequada ou predefinida. No nível 1, um computador pode controlar a direção ou a aceleração / frenagem, mas não está programado para fazer as duas coisas ao mesmo tempo. Neste nível o motorista tem total responsabilidade de monitorar as situações da estrada e assumir todas as funções de direção se o sistema de assistência não puder fazê-lo por qualquer motivo.
Nível 2 - Automação Parcial: Um sistema de assistência é automatizado neste nível, mas algumas montadoras já estão produzindo e vendendo veículos de nível 2 que podem controlar a direção e a velocidade simultaneamente, sem interação do motorista por curtos períodos de tempo (menos de 1 minuto). O veículo é capaz de reagir a sistemas de alerta, pode dirigir e pode mudar o quão rápido ele está indo, mas o motorista ainda tem que estar dirigindo e prestando atenção na estrada.
Nível 3 - Automação Condicional: Nos veículos de nível 3, o motorista ainda é necessário mas é capaz de transferir funções críticas de segurança para o veículo, dependendo do tráfego e de outras condições. O sistema gerencia a maior parte da condução e avalia o que está acontecendo no tráfego ao seu redor. O sistema sugere que o motorista intervenha quando encontrar um cenário em que ele não possa navegar e é quando o motorista assume o controle. O ponto chave na mudança da autonomia do nível 2 para a nível 3 é que o nível 3 espera que o usuário tenha que intervir apenas quando o carro não for capaz de lidar com uma situação e peça ao usuário para assumir o controle.
Nível 4 - Automação Alta: Passar dos níveis 3 para 4 é um salto significativo. Os veículos de nível 4 fazem tudo: eles executam todas as funções de direção críticas para a segurança e monitoram todas as condições da pista durante a viagem. No entanto o motorista ainda precisa estar ciente enquanto estiver viajando no veículo, pois o nível 4 não atende a todos os cenários de direção. Veículos de nível 4 podem gerenciar todas as tarefas de condução nas ruas e em seguida o motorista se torna um passageiro quando o veículo entrar em uma rodovia de múltiplas faixas.
Nível 5 - Automação Total: No nível 5, o sistema é totalmente autônomo em todas as funções do veículo, tráfego, tomada de decisões ambientais e situações de emergência. O veículo pode operar em qualquer estrada e em qualquer condição que um motorista humano possa negociar.
As razões de interesse da indústria em direção autônoma são uma combinação de três tendências interligadas que criam a condição ideal entre tecnologia e o mercado.
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Visão computacional: Parcialmente, a condução autônoma está se tornando uma realidade devido à tecnologia de reconhecimento visual de objetos. Os avanços no aprendizado de máquina permitiram que a visão computacional finalmente seja boa o suficiente para distinguir objetos na estrada, construir mapas 3-D da área circundante e ser suportada por velocidades de processador poderosas o suficiente para poder operá-las em um veículo.
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Compartilhamento: A tecnologia de condução autônoma continua a ser cara, mas a introdução de empresas de transporte, como Uber, ofereceu a outras empresas do setor automotivo uma solução para distribuir o custo de capital da condução autônoma sobre múltiplos motoristas. Isso faz com que o investimento inicial pareça muito mais viável e mais rapidamente lucrativo.
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Eletrificação: Embora nem todas as características de condução autônomas exijam uma plataforma EV (veículo elétrico), muitas montadoras estão começando a aceitar que os veículos elétricos são uma realidade e que são a melhor opção para veículos totalmente autônomos. Seja porque os consumidores se preocupam com o meio ambiente ou porque os veículos elétricos estão começando a custar menos. Quando os representantes do setor descrevem a adição de veículos de condução autônomos a um ambiente urbano, eles estão falando sobre a promoção da qualidade do ar e o trabalho junto aos governos para atingir as metas de redução de emissões de gases de efeito estufa. Essa é uma situação vantajosa para todos. Além disso, os veículos autônomos são direcionados para seus baixos custos operacionais distribuídos por muitos quilômetros de trabalho em um período relativamente curto de tempo, e os EVs também se destacam nessa área.
Muitas empresas esperam ser capazes de usar tecnologia autônoma limitada no curto prazo para reduzir custos, salvar vidas e melhorar a segurança. Alcançar a automação de nível 4, em que os caminhões podem dirigir-se sob condições específicas, não todas, é o principal objetivo da indústria no momento.
Alguns usos da automação de nível 4 em caminhões que já estão sendo testados por empresas em ambientes reais:
1 - condução na estrada
Um grande primeiro uso esperado da tecnologia é lidar com a condução nas estradas em condições climáticas amenas. Esses caminhões semiautônomos ainda teriam motoristas a bordo que lidariam com coisas complexas como dirigir na cidade, estradas rurais ruins ou carregar; o sistema autônomo com inteligência artificial assumiria na estrada. Isso liberaria o motorista para dormir ou para preencher relatórios de viagem.
Os motoristas estão limitados a carga horária semanal e são obrigados a fazer intervalos específicos. Isso significa que os veículos ficam inativos por longos períodos de tempo. Teoricamente, um caminhão que pode dirigir-se na estrada enquanto o motorista descansa permitiria que o caminhão opere quase 24 horas por dia. Sob condições ideais, um motorista e um caminhão autônomo poderiam efetivamente fazer o trabalho atualmente realizado por três motoristas. Aumentar a eficiência dos motoristas é de particular interesse para a indústria, devido a uma grande escassez projetada de motoristas.
2 - Comboio
Quando vários caminhões dirigem muito próximos na forma de comboio, isso permite reduzir drasticamente o uso de combustível, sendo que o caminhão da frente fez uma economia de 4,5% e os caminhões que vinham atrás reduziram 10%.
O comboio é perigoso em relação aos motoristas humanos, pois distâncias mais próximas aumentam o risco de uma colisão ou pior, um engavetamento, mas o objetivo é que a tecnologia autônoma torne essa prática segura. O tempo de reação humana ao volante se um carro que freia na frente é de 1,4 segundo, mas o sistema autônomo pode transmitir o sinal entre os veículos em apenas 0,1 segundos.
A ideia é relativamente a curto prazo permitir que um motorista no caminhão da frente controle o pelotão enquanto um sistema de inteligência artificial em todos os caminhões controla os que estão atrás dele. Os caminhões seguintes podem ser ou não tripulados ou ter motoristas neles que estejam descansando. Com vários caminhões e motoristas substituindo quem está na frente, o pelotão poderia funcionar por dias continuamente.
3 - Propriedade Privada e Rotas Lentas
Grandes instalações privadas já estão começando a fazer experiências com caminhões autônomos. O tamanho pequeno, as rotas definidas, o baixo tráfego e a baixa velocidade com que os caminhões normalmente viajam nessas instalações provavelmente permitirão autonomia total desde o início. Da mesma forma, qualquer uso de caminhões em vias públicas que exigem que eles viajem muito lentamente, como uma rota de lixo, está pronto para adoção antecipada.
Em fase de testes, um caminhão autônomo de coleta de lixo percorre as ruas desviando de carros parados, pessoas e anda em ré com a mesma facilidade que anda para frente. Com quatro sensores de 360 graus instalados nas quatro extremidades do caminhão, ele faz um mapa ao redor e identifica objetos, se não puder desviar ele para.
Outro exemplo é de caminhão canavieiro de autodireção em uso em uma fazenda de cana-de-açúcar aqui no Brasil que acompanha a colheitadeira enquanto sua carga é transferida para o caminhão que a segue lentamente na mesma velocidade da colheitadeira.
Estes equipamentos agrícolas trabalham dia e noite na época de safra e o sistema autônomo contribui com a segurança e produtividade na colheita da cana.
A Volvo caminhões assinou no dia 20/11/2018 um acordo histórico com uma mineradora na Noruega para fornecer sua primeira solução autônoma comercial, transportando calcário de uma mina a céu aberto para um porto próximo.
A solução para a mineradora consiste no transporte de calcário por seis caminhões Volvo FH autônomos em um trecho de cinco quilômetros através de túneis entre a própria mina e o britador.
Os testes desta solução foram realizados com sucesso e continuarão ao longo de 2018 para se tornarem totalmente operacionais até o final de 2019.
O contrato segue projetos recentes de automação bem-sucedidos envolvendo mineração, colheita de cana-de-açúcar e coleta de lixo. No entanto, esta solução comercial representa uma inovação para a Volvo caminhões. Em vez de comprar caminhões autônomos, a mineradora está comprando uma solução de transporte, especificamente o transporte de calcário entre os dois centros.
As necessidades globais de transporte estão mudando continuamente em um ritmo muito alto e a indústria está exigindo soluções novas e avançadas para ficar à frente.
Ao trabalhar em uma área restrita em um caminho pre-determinado, podemos descobrir como obter o melhor da solução e adaptá-la de acordo com as necessidades específicas do cliente. Trata-se de colaborar para desenvolver novas soluções, proporcionando maior flexibilidade e eficiência, além de aumentar a produtividade.
O acordo da Volvo e a mineradora envolve um acordo em que o cliente compra um serviço de transporte total e paga por tonelada entregue.
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Há alguns anos presenciei um acordo comercial entre uma concessionária de caminhões e uma transportadora de suco de laranja no interior de São Paulo com as mesmas características, a concessionária vendia o caminhão e a manutenção era paga com um valor determinado pela quilometragem rodada, ou seja quanto mais o caminhão rodar mais a concessionária vai ganhar e o frotista não precisava se preocupar com o valor de peças e mão de obra.
Primeira solução comercial autônoma da Volvo caminhões
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O acordo cobre uma solução autônoma de ponto a ponto transportando calcário de uma mineradora na Noruega.
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Os caminhões Volvo FH autônomos são gerenciados pelo operador de uma carregadeira de rodas.
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O percurso inclui a condução nos dois túneis e no ambiente externo.
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