Autopilot de Tesla y conducción autónoma, verdades y mentiras

Haga lo que haga, Tesla siempre hace mucho ruido. Es tendencia, trending topic. Y la presentación del nuevo Model S (y Model X) no podía ser menos. 

Ha llamado la atención, sobre todo, su nuevo volante – que parece ser que no estará en todos los modelos. 

¿Cómo se agarra, es práctico para maniobrar, es legal? Son algunas de las preguntas que se han hecho. Pero hay una reflexión que me ha llamado la atención: “No te hará falta coger el volante ya que tendrá conducción autónoma”.

¿Es eso posible? Vamos a analizarlo. 

(Spoiler: No)

Los anuncios de Tesla

Nunca le ha faltado valentía a Elon Musk a la hora de promocionar su empresa. Ya en 2015 andaba diciendo que sus coches conducirían solos en dos años (2017). La conducción autónoma siempre está a dos años vista, según Musk. Hace menos tiempo decía que para finales de 2020 habría un millón, UN MILLON, de Tesla autónomos en las carreteras. 

Evidentemente, nada de lo de arriba ha pasado. Mientras, Elon Musk se ha convertido en el hombre más rico del mundo gracias a la capitalización de Tesla. Extraño mundo este en el que vivimos donde las promesas cotizan más al alza que las realidades. 

Detrás de todo este anuncio de que todos los vehículos Tesla producidos desde finales de 2016 podrán convertirse en vehículos autónomos se encuentra lo que se vino a llamar HW (hardware) 2.0, o, lo que es lo mismo, la integración en todos los vehículos Tesla de un sistema de 8 cámaras exteriores, 12 ultrasonidos, un radar y una unidad de procesado y control que compilaría todos los datos de esos sensores, fusionaría esa información, tomaría decisiones y controlaría los sistemas dinámicos de los vehículos (dirección, aceleración, frenado). Musk dijo que con ese hardware la conducción autónoma (Nivel 5, llegó a afirmar) sería posible y se encontraría solo a una actualización de software de distancia.

Desde entonces, ha llegado el HW 2.5 y el HW 3.0, con cambios en la unidad de control. Y ya se espera pronto el HW 4.0, con más cambios en la misma (para hacerla las capaz en cuanto a procesado) y, según dicen algunas gargantas profundas, cambios en los sensores. 

La configuración actual

Actualmente, como se ha comentado arriba, Tesla dispone de una configuración que incluye: 

  •  8 cámaras de 1,2 megapixeles: una cámara trifocal tras el parabrisas, cuatro en los laterales del vehículo (dos y dos) y una en la parte trasera
  • Un radar frontal con un alcance (teórico) de 160 metros. El mismo radar que monta, por ejemplo, un Volkswagen Polo
  • 12 sensores de ultrasonidos alrededor del coche, como cualquier otro vehículo que disponga de aparcamiento automático
  • Una unidad de procesado y control con redundancia embebida
  • Uso de mapas creados específicamente por Tesla

Como se ve, es una configuración de sensores con menor capacidad que la recientemente anunciada por NIO. Y NIO no promete Nivel 5 (spoiler: porque no puede). 

Las limitaciones de dicha configuración 

En principio, si vemos la configuración de sensores, parece que estamos controlando los 360 grados alrededor del vehículo. Sí, esto es así. Con algunas limitaciones como veremos mas adelante, pero es así. 

¿Qué es lo que limita entonces el sistema de Tesla? Precisamente eso. Los sensores.

A día de hoy, Tesla ofrece un Nivel 2 de conducción autónoma. Un nivel 2 muy avanzado (Nivel 2+ como se viene definiendo en la industria), capaz de funcionar largos periodos de tiempo con las manos fuera del volante, de ejecutar cambios de carril o de ser efectivo incluso fuera de autopistas. No quiero entrar en el rendimiento del sistema de Tesla comparado con otros, hay quien dice que es lo mejor que han visto en la vida y otros que afirman que está por detrás de lo que ofrecen otros fabricantes. Pero, sobre el papel, podría ofrecer un nivel 2+ en todo tipo de escenarios. 

En un nivel 2 (o 2+), el conductor es SIEMPRE el responsable de lo que esta pasando. Ha de monitorizar siempre el entorno y estar preparado para actuar cuando la situación lo requiera, inmediatamente. Esa es la diferencia con un nivel 3. En un nivel 3, el sistema integrado en el vehículo es el responsable mientras tenga el control, y únicamente cuando no pueda funcionar dentro de las limitaciones de su diseño (ejemplo, solo en autopistas), se pedirá al conductor que retome el control, dejándole un tiempo prudencial (unos segundos) para que lo haga. 

En términos prácticos, esto implica que en un nivel 3 el conductor puede dedicarse a alguna tarea secundaria – siempre y cuando pueda tomar el control del vehículo en unos segundos. Así, podrá responder un correo electrónico, podrá leer, podrá ver una película. Pero NO podrá dormir (esto seria ya un nivel 4). En un nivel 2, el conductor NO podrá dedicarse a ninguna tarea secundaria ya que siempre será el responsable de lo que pase. Debe estar permanentemente monitorizando / interactuando con el sistema. Muchas marcas que ofrecen un nivel 2+, por ejemplo, usan una cámara para prevenir este mal uso del sistema (Tesla de momento no lo hace). 

A nivel de arquitectura de vehículo, esto implica muchos cambios. Requiere redundancia, ya que existen unos segundos críticos en un nivel 3 (el momento desde el cual el sistema entrega la responsabilidad al conductor hasta que éste efectivamente la toma) en los cuales el sistema es todavía responsable. Y la cesión de control no puede realizarse de forma incontrolada, valga la redundancia. Y mientras Tesla sí tiene esa redundancia en los sistemas de control o de buses de comunicación o incluso alimentaciones, no tiene la suficiente en sus sensores. 

Pongamos un ejemplo práctico: estamos con nuestro Nivel 3 en una autopista, y de repente el sistema de cámaras frontales deja de funcionar (por cualquier motivo, por ejemplo, se rompe la conexión de datos entre la cámara y la centralita). Hacemos una petición de tomar el control al conductor, pero durante esos segundos críticos, aún el sistema es responsable. Se ha de tener algún sistema adicional que reemplace a esa cámara para detectar objetos / líneas de carril. Habitualmente, para esto se pueden usar otras cámaras en otro bus de datos / otra alimentación. 

En un nivel 2 (+) esto no es necesario, el sistema redundante es siempre el conductor. 

El problema de Tesla es que este sistema redundante, a nivel de sensórica, no existe / es muy limitado. 

Hacia delante tenemos tres cámaras (cada una con su campo de visión) y un radar. Imaginemos que el radar “cae” por algún motivo. 

  1. Tendríamos que el control longitudinal del vehículo recaería totalmente en los datos proporcionados por las cámaras. Los ultrasonidos no dejan de tener un rango de detección muy limitado (apenas 6 metros siendo muy generosos) y no son fiables. 
  2. Las cámaras, como todos sabemos, son un sistema óptico que tiene sus limitaciones en condiciones de visibilidad limitada (lluvia, sol de frente, etc.). 
  3. De esta manera, tendríamos un sistema usando un elemento de detección que no es óptimo para controlar el vehículo. Es algo que no queremos, ¿verdad?

Hay otros muchos casos de uso donde la limitación de esta configuración de sensores sale a la luz. Por ejemplo, el radar usado por Tesla no es maravilloso. Hay radares mucho mejores en el mercado. Así, tiene muchas limitaciones detectando obstáculos estacionarios, por lo que depende casi en su totalidad de la capacidad de las cámaras para este menester. Y cuando estas no funcionan al 100% de su rendimiento, pueden dar lugar a falsos negativos (es decir, no detectar algo que sí esta ahí). 

Estamos hablando, por supuesto, de un posible Nivel 3, donde ya se le ven las costuras a la elección de Tesla. De niveles 4 y 5, como predijo Musk, ni hablemos. 

NIO Tesla
Cámara Frontal Sí, bifocal 8 Mpix Sí, trifocal, 1.2 Mpix
Radar Frontal Sí, largo alcance Sí, medio alcance
Radares esquinas delanteras Sí, 2x No
Radares esquinas traseras Sí, 2x No
Cámaras laterales Sí, 4x Sí, 4x
Cámara trasera
Cámaras cenitales Sí, 4x No
Lidar No
Unidad de procesado Con redundancia embebida, >1.000 TOPS Con redundancia embebida, 144 TOPS

Tabla 1: Comparativa NIO – Tesla

El futuro

¿Como podría Tesla estirar el chicle y ofrecer algo más? Bueno, ofrece un sistema de Nivel 2+ bastante capaz, con limitaciones evidentes por lo descrito arriba. El problema es cuando se sale de su zona óptima de funcionamiento (su zona óptima suele ser la soleada California, con diferencias de velocidades limitadas entre los usuarios de una autopista / autovía). A nivel de cambios de carril, por poner otro ejemplo, no es factible usar el sistema en una autobahn alemana.

¿Puede Tesla ofrecer un nivel 3? Por poder, puede. Pero su funcionamiento seria tan limitado en cuanto a escenarios que sería prácticamente inútil. Autopistas soleadas, bien mapeadas, y con muchas limitaciones de velocidad. 

¿Qué tiene que hacer Tesla para ofrecer un nivel 3 de verdad? Pues empezar por ofrecer un sistema de sensórica más capaz – y me consta que es algo que llegará. 

  • En primer lugar, ofrecer un radar mejor que el actual. Se habla mucho de conversaciones con arbe para integrar su nuevo imaging radar, aún no 100% maduro para producción en serie
  • Ofrecer redundancia adicional para el cambio de carril. Confiar solo en las cámaras, con sus limitaciones en malas condiciones y a la hora de estimar velocidades relativas, es muy arriesgado. La tendencia en la industria es ofrecer al menos 5 radares, con lo cual Tesla haría bien en integrar 4 radares adicionales en las esquinas del vehículo para soportar estos casos de uso. 
  • Mejorar las cámaras actuales – de 1,2Mpix. El estándar en el que se va a mover la industria es de 8 Mpix. 
  • Solucionar el problema del caso de uso descrito arriba – obstáculo en mitad de la carretera, que no tiene por qué ser algo tan grande como un camión (puede ser un neumático, un ladrillo…). Y aquí es donde el resto de la industria aboga por el uso de un lidar (un tipo de radar que emplea tecnología láser), que Tesla rechaza. 
  • Aumentar la capacidad de procesado de su plataforma, algo que me consta que también están haciendo. 

Conclusiones

Si has llegado hasta aquí leyéndotelo todo, felicidades. A modo de resumen: 

  • Sí, vas a tener que coger el volante para ir al Mercadona. 
  • No, no habrá un Tesla con nivel 3 de conducción autónoma en el corto plazo y con la sensórica / configuración actual
  • No habrá nivel 4 de Tesla hasta que no suceda lo de arriba y pase bastante tiempo
  • No habrá nivel 5 de Tesla (ni de nadie) en mucho tiempo – si es que lo hay alguna vez

Tesla hace muchas cosas muy bien, es excelente en muchísimos campos: 

  • Tiene el mejor sistema de recopilación de datos de usuarios de la industria
  • Su arquitectura se ha adelantado al resto de fabricantes y está entre 5 y 10 años por delante
  • Su sistema de actualizaciones OTA ha sido y es brillante
  • Es una empresa muy valiente, incluyendo la integración vertical de desarrollo y servicios. Fueron, por ejemplo, los primeros en relegar a los proveedores tradicionales (TIER1s) a un segundo plano.  

Y es por ello por lo que es una pena que un sistema de sensórica sub-óptimo (o sea, por debajo de lo óptimo) limite tanto las posibilidades que podrían tener de otra manera. Y me entristece enormemente ver / escuchar las declaraciones de Elon Musk prometiendo cosas que son irrealizables desde el punto de vista técnico y de la seguridad. Pero entiendo que el mercado manda.  

En Tesla no son tontos, desde luego, y la industria sabe que ya están trabajando en mejorar la configuración de sensores de su sistema para estirar el chicle. Teslas mejores y más capaces llegarán, sí, pero no bajo las promesas de Musk de que todos sus coches desde 2017 ya están preparados para la conducción autónoma.

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