No es ningún secreto que el desarrollo de vehículos autónomos está creciendo a un ritmo acelerado. Después de años de desarrollar las tecnologías que los hacen posibles, los sistemas dispares de los vehículos, la infraestructura vial y los centros de gestión del tránsito están empezando a alinearse. Ya se encuentran en desarrollo estándares de comunicación, como 5G y Wireless Access for Vehicular Environments (WAVE), y las ciudades están probando vehículos piloto para evaluar y analizar su rendimiento.
Entonces, no resulta descabellado suponer que los vehículos autónomos pronto estarán circulando por las calles y transportando personas y bienes de un punto a otro con poca o nula interacción humana.
Sin embargo, la clave para hacer que los vehículos autónomos sean una realidad es la conectividad y lograr que las tecnologías dispares funcionen en conjunto. Para eso, es necesario llevar a cabo numerosas pruebas y desarrollar estándares sólidos que garanticen la seguridad y la conveniencia.
La necesidad de realizar pruebas rigurosas
Hoy en día, los vehículos son más complejos que nunca, y los autónomos funcionarán de manera adecuada solo si pueden comunicarse de forma segura y confiable con otros vehículos y con la infraestructura. Por ejemplo, deben tomar decisiones en milésimas de segundo para evitar peligros, mantenerse en el carril o, sencillamente, circular por las calles de una ciudad. La complejidad se multiplica a causa de la cantidad de sistemas de comunicación de alta velocidad que deben interactuar entre sí, los cuales requieren sistemas automotrices veloces, tanto conectados como inalámbricos, que sean capaces de procesar esa cantidad de datos.
Debido a esa complejidad, los múltiples sistemas digitales exigen una amplia cobertura de pruebas. Los radares y los sensores lidar, entre otras tecnologías de sensores, recopilan enormes cantidades de datos del ambiente mientras el vehículo está circulando y los transmiten a los sistemas automotrices. Esos sistemas tienen que ser capaces de absorber los datos, eliminar los que sean redundantes o irrelevantes, procesarlos y tomar decisiones rápidas y acertadas. Por último, tienen que poder trabajar en conjunto, sin cometer errores. Cada componente de los sistemas debe probarse y validarse desde un punto de vista eléctrico y de protocolos de comunicación.
También es importante recordar que los vehículos autónomos son, básicamente, centros de datos móviles que circulan por la calle a una velocidad considerable. Los sistemas Ethernet para el sector automotriz vinculan todos esos sistemas entre sí y funcionan como la columna vertebral de datos de estas redes informáticas sobre ruedas.
Las pruebas rigurosas no tienen fin
Las pruebas rigurosas de las nuevas tecnologías de conducción autónoma permiten validar cada componente a través de diversas herramientas, desde la capa física (sistema eléctrico, tiempos, etc.) hasta la capa de aplicaciones. Por ejemplo, es posible comprobar si se puede obtener una imagen óptica mediante una cámara y convertirla en datos útiles; si el firmware puede depurarse independientemente del sistema eléctrico, o si un sensor lidar puede capturar los datos entrantes sin errores.
Un equipamiento especializado puede comprobar si dos terminales se están comunicando eficazmente mediante un enlace Ethernet para el sector automotriz, y rastrear a los datos a medida que se mueven por un bus digital. Además, los ingenieros usan osciloscopios para comprender cómo los antiguos estándares automotrices, como Controller Area Network (CAN), Local Interconnect Network (LIN) y FlexRay, interactúan con los modernos protocolos Ethernet para el sector automotriz. Los ingenieros de pruebas también miran a futuro: es necesario garantizar que los sistemas automotrices puedan soportar tecnologías y protocolos avanzados, más que la banda de frecuencia de 1-2 GHz en uso hoy en día, a medida que avanzamos hacia el 5G.
Las pruebas pueden simular fallas eléctricas, datos corruptos e infracciones de seguridad (incluidas señales o alertas falsas) con el fin de proteger a los conductores y convertir los vehículos autónomos en un medio a prueba de errores, antes de que estén disponibles para el público en general.
La energía también cuenta
No solo se somete a pruebas la tecnología de conducción autónoma. Las nuevas fuentes de energía tienen la capacidad de cambiar la forma en que nos movilizamos de un punto a otro. Los ingenieros también realizan pruebas de las baterías, los componentes eléctricos, las estaciones de recarga de vehículos eléctricos y los equipos de abastecimiento eléctrico. Por ejemplo, se llevan a cabo pruebas para determinar si la batería del vehículo se carga eficazmente en la estación de recarga y si es necesario depurar algún inconveniente. Con un robusto software de análisis se pueden monitorear diversas señales de control sobre las condiciones de recarga, la temperatura y el voltaje, a fin de detectar comportamientos inesperados antes de realizar un diagnóstico para resolver los problemas.
También se realizan pruebas rigurosas de las baterías: se caracterizan células, módulos y paquetes que permiten a los fabricantes recopilar datos valiosos para diseñar dispositivos de mejor calidad y optimizar parámetros relacionados con la conducción de largas distancias (por ejemplo, duración del viaje, resistencia, longevidad) y los perfiles de conducción, lo cual influye en la distancia que puede cubrir una batería con una única recarga.
Debido al mayor contenido electrónico que tienen los vehículos eléctricos o híbridos, es importante considerar la compatibilidad electromagnética, ya que las interferencias entre sistemas pueden tornarse un problema de seguridad crítico que requiere atención extra durante las etapas de desarrollo y de pruebas finales del producto.
El desarrollo de vehículos autónomos ha recibido mucho impulso en los últimos años, por lo que es esencial realizar pruebas de todos los componentes de cada vehículo para garantizar que funcione correctamente. Evaluar los componentes y sistemas no es algo opcional, porque no se trata solamente de garantizar el rendimiento y la disponibilidad del vehículo. Los vehículos autónomos toman miles de decisiones críticas relacionadas con la seguridad por segundo. El más mínimo error puede derivar en una lesión grave o, incluso, la muerte. Pero los ingenieros entienden cuáles son las consecuencias y están tomando todas las medidas posibles para eliminar los riesgos y los problemas de seguridad. Ahora la confianza del público está en sus manos.
Michael Reser, Director de Desarrollo de Negocios en Keysight Technologies, Inc.
