Ecosistemas digitales y vehículos autónomos en las smart cities

La movilidad urbana se enfrenta a la tendencia de pasar de los coches individuales al concepto de smart cities, ciudades inteligentes, con infraestructuras de transporte inteligentes compartidas para personas y mercancías, donde se incluyen vehículos particulares, bicicletas y transporte público. Esta transformación de la industria requiere que la cadena de valor de la movilidad digital se beneficie de las últimas innovaciones del software y la electrónica.

La inteligencia artificial (IA), el Internet de las cosas (IoT), los sistemas de sensores, la robótica y los servicios de movilidad están allanando el camino, aunque no deja de ser un reto formidable, para un cambio tecnológico hacia nuevos modelos de negocio en los que todo el ecosistema de movilidad debería cooperar para la evolución de los servicios y funcionalidades del transporte. Se hace necesario coordinar diferentes medios para una movilidad eficiente puerta a puerta, así como promover una conducción totalmente automatizada y autónoma, donde se implementen en software nuevas características, capacidades y mejoras de rendimiento del vehículo.

Los componentes de hardware que se introducen en los vehículos son cada vez más potentes y eficaces, pero con ello se vuelven más difíciles de gestionar. Al mismo tiempo, la complejidad de las funciones del software está creciendo exponencialmente y el vehículo se está convirtiendo cada vez más en un “nodo de Internet sobre ruedas”.

Ecosistema actual de conectividad entre vehículos, infraestructuras y usuarios de la vía pública. Fuente: FutureBride Analysis.

En los futuros escenarios de la movilidad, los vehículos intercambiarán una cantidad impresionante de datos con el entorno, como pueden ser otros vehículos, los dispositivos portátiles de los peatones, y las infraestructuras circundantes tales como semáforos, cámaras en pórticos o incluso con plataformas aéreas (tripuladas y no tripuladas).

Se hace patente que la mecánica tradicional se tiene que complementar con dispositivos de hardware que nos permitan un flujo fluido y ágil de datos, sin apenas latencia (50 milisegundos como máximo) y que sea capaz de mantener sus características incluso en situaciones de baja o degradada conectividad. Los vehículos tendrán conciencia de sí mismos y de lo que les rodea, al ser capaces de procesar de forma independiente la ingente cantidad de información transmitida y recibida. Cámaras frontales y traseras o dispositivos de radar y lidar (light detection and ranging) para detección y evitación de obstáculos y tráfico circundante son ya moneda corriente en muchos vehículos actuales del mercado. Este impresionante hardware se acompaña de un potente software de gestión con los algoritmos más sofisticados de inteligencia artificial e identificación de imágenes (Computer Vision) para hacer de los vehículos verdaderas plataformas digitales que les habilitan para realizar una conducción segura e incluso llevar a cabo maniobras evasivas para evitar situaciones de riesgo para los ocupantes, como pueden ser cambios de carril, aceleraciones o frenadas no previstas.

Que un vehículo sea autónomo, implica que sea capaz de reaccionar por sí mismo tomando decisiones basándose en la información percibida. También ha de efectuar un filtrado de la información y procesar en su flujo de datos sólo los que aportan valor; el resto debe desecharse y no incluirse en su base de datos interna. Finalmente, también debe poder transmitir información de utilidad y de calidad a otras plataformas (terrestres y aéreas). Es una constante interacción con el medio haciendo uso extensivo del concepto de comunicación V2V (Vehicle to Vehicle) y V2X (Vehicle to Everything). Para ello, tecnologías habilitadoras como el 5G van a ser fundamentales para el despegue definitivo de los vehículos autónomos y de la gestión del tráfico en las ciudades inteligentes.

Igualmente, no hemos de perder de vista la importancia de la ciberseguridad en las comunicaciones. Se procurará que todos los enlaces y el flujo de datos estén dotados de una capa de ciberprotección ante ataques maliciosos, intentos de usurpación de información clave de usuarios y entidades y despliegue de información deliberadamente falsa. La trazabilidad del flujo de información amparada por el blockchain también se perfila como un importante valor añadido.

En CT estamos trabajando en importantes proyectos de movilidad urbana. Uno de ellos es el proyecto ECOMOBILITY KDT-JU, compuesto por 44 compañías de 9 países europeos y financiado por la Comisión Europea, donde CT se encarga de la elaboración de un gestor de tráfico (traffic manager) para smart cities. Con la tecnología de hardware y dispositivos de telecomunicaciones, captación de imágenes y mapas digitales generados por nuestros socios, somos capaces de desarrollar todo un gemelo digital predictivo que nos informa en tiempo real no sólo de lo que está ocurriendo en la ciudad a nivel de tráfico rodado, sino de lo que es probable ocurra en el futuro. La capacidad de predicción será clave, yendo más allá de la mera captación y muestra de información.

Con los datos del tráfico actual podemos establecer tendencias acerca de la evolución del mismo y así poder informar a todas las partes interesadas para adoptar las medidas más eficaces y eficientes. Todos se pueden beneficiar: desde los propios conductores, que podrán recibir, a través de sus dispositivos GPS, las mejores rutas alternativas en caso de embotellamientos, hasta los organismos rectores de la ciudad, a los que se les puede ofrecer una mejor sincronización de semáforos, mostrar los mensajes más útiles en la cartelería electrónica o proponer las mejores obras o modificaciones en calles y accesos para hacer la circulación más fluida. Todo ello, con plena capacidad de gestión de datos tanto reales como sintéticos para fortalecer nuestro gemelo digital y hacer que sus resultados y predicciones sean muy precisos.

Esquema de proyecto en que participa activamente CT. Con los datos captados del entorno y la creación de mapas digitales, seremos capaces de desarrollar un gemelo digital predictivo del tráfico urbano.

Como hemos visto, la ecomovilidad nos presenta importantes desafíos, pero al mismo tiempo la gran oportunidad de desplegar la mejor tecnología digital para la gestión de las capacidades autónomas de los vehículos, integradas en la gestión del tráfico actual. Una oportunidad de hacer de las ciudades unos entornos más ágiles, menos congestionados y en donde los servicios de transporte local y entregas se produzcan con mayor agilidad.

Como beneficios adicionales, tendremos una importante reducción de emisiones contaminantes al ser la circulación más fluida y fomentarse el despliegue de vehículos de propulsión eléctrica y limpia, se reducirán los tiempos de trayecto entre origen y destino y se optimizará el uso del vehículo con modelos de negocio de plataformas compartidas.

Las tecnologías habilitadoras que nos permitirán dar este impresionante salto ya las tenemos disponibles: IoT, sensórica, gemelos digitales predictivos e inteligencia artificial. Con ellas, nuestra labor consistirá en la integración de todas las disciplinas de forma que haya un ininterrumpido flujo de información entre los vehículos y su entorno, que las haga operar como si fuesen un ente único. Es una misión compleja, pero conduciremos juntos hacia una movilidad digital sostenible.