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Carros Autônomos: Como Funcionam? Conheça Alguns Modelos

Os carros autônomos têm atraído uma atração crescente do público porque, entre outros fatores, montadoras (e outras companhias) de todo o mundo estão atuando resolutamente para fazer as pessoas pararem de dirigir!

Analogamente, o desenvolvimento destes veículos reúne grandes nomes da indústria, como Mercedes Benz, Geely, Ford, General Motors, Volkswagen, BMW, Waymo (parceria entre Fiat Chrysler e Google), Volvo, Hyundai, Tesla, Toyota, Honda e tantos outros.

Ainda mais importante: para esses projetos, o conceito de mobilidade urbana é o tema da vez, bem como a redução de poluição sonora, engarrafamentos e emissão de gases poluentes.

As empresas buscam o desenvolvimento dos processos de automação da direção, com o intuito de que os automóveis, de fato, se dirijam sozinhos, prescindindo de quaisquer interferências humanas.

Para tanto, as organizações e profissionais envolvidos nos projetos dos carros autônomos consideram, além da praticidade e do conforto, as inescapáveis questões relativas à segurança.

Ou seja, os carros com sistema autônomo não são mais coisa de ficção científica, e é sobre eles que falaremos hoje.

O que são carros autônomos?

Este conceito de “carro autônomo” tem sido utilizado para designar os veículos dotados de certas funções independentes de grande importância para a condução. Isto é, trata-se da possibilidade de direção sem nenhum tipo de interferência humana.

A depender do nível de autonomia, os carros são projetados sem alguns itens, tais como pedais e volante.

Em alguns projetos mais recentes, esses componentes podem, ainda, surgir do para-brisas ou do teto, como no modelo da Audi, chamado de Grandsphere.

Por outro lado, muitos aspectos de automação já estão presentes em diversos modelos mais recentes.

Todavia, uma direção totalmente autônoma não deverá ser alcançada no curto prazo. Seja como for, o propósito dessas iniciativas consiste em liberar as pessoas da tarefa de dirigir.

Funcionamento dos carros com sistema autônomo

Uma das melhores formas para obtermos uma abordagem correta sobre o funcionamento de carros autônomos consiste em observar os estudos da SAE Brasil (Sociedade dos Engenheiros Automotivos).

Desse modo, colheremos informações oriundas de uma organização que se estabeleceu como referência em engenharia automobilística, trazendo padronizações contendo informações precisas para 6 níveis distintos de autonomia na condução – em uma escala de 0 a 5.

Por analogia, a obrigatoriedade de um condutor guiando no carro é reduzida em conformidade com a elevação do nível da autonomia na direção.

Um veículo dotado, por exemplo, de sistemas que oferecem suporte aos motoristas de nível 0 implica que o veículo é inteiramente manual, dependendo totalmente da intervenção humana para acelerar, frear ou trocar as marchas.

Tanto quanto o nível anterior, o nível 1 indica “direção assistida”. Por seu turno, o nível 2 é descrito como de “automação parcial”. Ambos requerem um condutor ativo, isto é, que mantenha as mãos ao volante.

Isto é, o ser humano é sempre juridicamente responsável pelas tarefas de operação do carro, devendo supervisionar constantemente os elementos tecnológicos, assumindo o controle de seu carro quando for necessário.

A partir desse ponto, recursos inovadores começam a surgir, tais como o controle adaptativo de velocidade (capaz de manter o carro em segurança, principalmente, no que tange à distância em relação ao tráfego) e a assistência para a centralização na pista (a fim de manter o automóvel na faixa e jamais subir na faixa de pedestres).

Portanto, no nível 1, os carros têm um destes recursos. Além disso, estes recursos funcionam simultaneamente no nível 2, sobretudo, em automóveis equipados com sistemas avançados para a ADAS (Assistência à Direção).

Nessa classificação, uma das tecnologias mais conhecidas do público é a chamada FSD (“Full Self Driving”), da Tesla.

Os recursos tecnológicos assumem o controle integral da direção, prescindido da supervisão humana, tanto no nível 3 (de “automação condicionada”) quanto no nível 4 (“automatização avançada). O nível 5 é, assim, o de “automação total”.

Dito de outra forma, as mãos dos motoristas não precisam estar, o tempo todo, no volante do carro. Entretanto, no nível 3, caso o automóvel emita alertas e solicitações para que um indivíduo assuma o controle, os condutores devem estar aptos e preparados para isso.

Os motoristas, a partir dos carros de nível 4, podem descansar com a toda a tranquilidade, enquanto o automóvel dirige sozinho (desde que o faça em certas regiões e, evidentemente, obedeça às restrições cabíveis).

A importância da tecnologia

Os carros autônomos, para serem devidamente aprovados pelas autoridades, devem estar aptos a operar em ambientes distintos.

Portanto, as empresas necessitam efetuar testes rigorosos de ampla gama, em locais abertos ou controlados, utilizando tecnologias como sistemas específicos de segurança, radares e sensores.

Dentre as atividades que devem passar pela automação, encontram-se as realizações de curvas, aceleração ou freios, uma vez que os controles autônomos devem ter noção plena do que se passa no entorno do veículo.

Para tanto, softwares fundamentados em recursos tecnológicos como IA (Inteligência Artificial) operam em consonância com radares e sensores instalados pelas carrocerias dos carros.

Neste grupo, um dos itens principais é, com toda a certeza, o sensor chamado “LiDAR”, que emprega luzes refletidas para mensurar profundidades e distância, visando aprimorar os efeitos da realidade aumentada (RA) e das câmeras.

Isso possibilita a detecção de obstáculos existentes na pista.

Há, também, a utilização dos sensores ultrassônicos para a geolocalização, além de ferramentas desenvolvidas para os ambientes inteligentes, quais sejam, pistas de certos centros urbanos ao de todo o mundo.

Assim, a parte do software é a responsável pelo processamento dos dados, tendo como respostas para os veículos autônomos as configurações dos melhores trajetos, os momentos de ação (manter distância de outros veículos, manter a posição do carro na faixa, acelerar, virar para os lados, frear, entre outras).

Ademais, há as comunicações entre automóveis, ao passo que os sistemas incrementam as suas capacidades de rede e de conectividade.

IA (Inteligência Artificial)

Diante de tantas realidade e premissas presentes nos mais atuais carros autônomos, é preciso levar em consideração o papel da IA atuando junto aos sistemas de condução.

Simultaneamente, algumas das Inteligências Artificiais mais relevantes são as desenvolvidas pela Nvídia, quais sejam, a Drive Chauffeur e a Drive Concierge.

Elas representam a entrada da companhia no setor automobilístico, agindo como pilotos automáticos do sistema Orin – que é desenvolvido pela fabricante estadunidense de semicondutores.

O âmago desse trabalho confere uma dimensão da forma pela qual a IA é utilizada nos desenvolvimentos gerais de tecnologias destinadas aos carros autônomos.

O Drive Concierge, por exemplo, será fundamentado em Inteligência Artificial para os indivíduos “dirigirem” mediante comandos de voz.

Isto é, trata-se de um assistente que é capaz de operar tanto as funções relativas aos telefones, como pesquisas ou ligações, quanto aquelas que o tornam capaz de se encarregar, sozinho, da direção de um automóvel.

As decisões tomadas pela Inteligência Artificial, neste contexto, não se limitaram ao trânsito, mas incluirá, também, as necessidades dos “motoristas”.

Nesse sentido, as câmeras internas presentes no veículo analisam se é preciso realizar alguma ação (caso a atenção do condutor, no trânsito, esteja afetada).

Nesses casos, a Inteligência Artificial da Nvídia não somente impedirá os erros humanos, como estimulará as pessoas a fazerem uma pausa.

De antemão, os automóveis com esse “sistema em um chip” lembrarão as pessoas a não se esquecerem de suas carteiras, celulares ou bolsas nos bancos traseiros.

Na função autônoma de estacionar haverá, adicionalmente, uma atuação específica da IA nos carros autônomos. Por seu turno, o Drive Chauffeur pode ser considerado um sistema exclusivo para a assistência no trânsito.

Ao interagir em articulação com o Drive Chauffeur, criará projeções em 3D da estrada, operando de forma autônoma e fazendo análises de risco ao longo das viagens.

5G

Na atualidade, considerando as perspectivas das redes 4G em operação nos carros autônomos da atualidade, fica evidente que, a partir da implementação do 5G, os automóveis ficam ainda mais avançados).

A velocidade do tráfego de informações e dados entre os sistemas pode criar as conexões indispensáveis para uma vasta gama de recursos essenciais, tanto para os carros quanto para os ecossistemas em que atuam.

Em síntese, isso diz respeito à comunicação entre veículos autônomos, entre os carros e a centrais de tráfego urbano, concessionárias, pessoas em seu interior e exterior e outros aspectos.

Então, o 5G permite aos passageiros a realização de compras online em supermercados, a partir das informações geradas, por exemplo, pelas próprias geladeiras de suas casas.

Os serviços de entretenimento, como streamings, e transações financeiras digitais devem, também, crescer ainda mais.

Primeiramente, a realidade aumentada e a realidade virtual, em articulação com sistemas conectados via Internet das Coisas e 5G, realizarão uma transformação completa da realidade que conhecemos hoje – o que inclui, evidentemente, o trânsito urbano.

Internet das Coisas (IoT – Internet of Things)

É por meio da IoT (sigla inglesa para “Internet das Coisas”, em tradução livre) que os carros autônomos compartilhados sados sobre a estrada, previamente mapeada.

Essas informações englobam, por exemplo, o trajeto a ser percorrido, a situação dos eventuais obstáculos e o tráfego.

Os compartilhamentos desses dados entre o ecossistema em geral e os carros conectados à Internet das Coisas é realizado via wireless (sem fio), baseado em um sistema na nuvem, a fim se serem avaliados e colocados em utilização, otimizando a automação.

Câmeras de altíssima potência, sensores, laser de radar mapeiam o entorno do veículo.

Antecipadamente, toda a tecnologia envolvida é fundamentada na Internet das Coisas, com retornos no processamento dos feedbacks capturados pelos hardwares.

Dito de outra forma, a Internet das Coisas possibilita que os carros autônomos tracem caminhos e enviem instruções objetivas aos controles do veículo: frenagem, aceleração e direção – além de iniciativas fundamentadas na modelagem preditiva, conduzindo o automóvel a obedecer às regras de trânsito e seguir as diretrizes, principalmente, assim como se orientar perante certos obstáculos.

O mercado brasileiro de carros autônomos

Se alguma vez já se perguntou sobre a existência de carros autônomos no Brasil, pois saiba que eles existem.

Em nosso país (considerando a classificação da Sociedade dos Engenheiros Automotivos – SAE), há carros desse tipo em circulação, dotados de assistência aos motoristas.

Estes veículos, em particular, são compreendidos nos níveis um e dois. Isto é, são aqueles carros que demandam a atuação dos motoristas em seus respectivos volantes.

Em suma, não é apenas os aspectos tecnológicos que oferecem uma área de pouca adesão de carros autônomos no Brasil, mas, ainda, as questões éticas, de legislação e de infraestrutura. Todos esses pontos ainda estão, infelizmente, longe de serem superados.

Sob o mesmo ponto de vista, há rodovias bem avaliadas, tais como a dos Bandeirantes, em São Paulo, que poderiam receber, tranquilamente, carros com altos níveis de automação.

Ao mesmo tempo, não funciona, no Brasil, a navegação chamada “ponto a ponto” – algo que ocorre nos Estados Unidos, por exemplo.

Por aqui, os carros autônomos até ultrapassam, seguindo a solicitação da seta, vão para as faixas laterais (caso sejam pontilhadas após a seta), a fim de tentar pegar algum acesso, como a saída do Rodoanel.

Porém, eles não navegam pelos endereços, isto é, não tomam rota.

Portanto, os proprietários brasileiros preferem desligar os sistemas automáticos (que, no caso dos modelos Tesla não é o sistema FSD – ou “Full Self Driving – disponível para condutores selecionados).

Essa decisão é tomada, geralmente, em vias mal sinalizadas ou em ruas desprovidas de quaisquer sinalizações.

Porém, no trânsito e nas vias principais, o carro autônomo de nível 1 ou de nível 2 funciona bem melhor que uma pessoa irritada com o trânsito. Em muitas ocasiões, os pilotos automáticos contribuem para tornar o motorista melhor.

Na realidade, é possível se livrar de multas por excesso de velocidade, uma vez que a programação da Inteligência Artificial (IA) pode deixar o veículo rodando sempre 10 km/h abaixo dos limites máximos.

Isso estimula os proprietários a se tornarem mais calmos, mais conscientes e mais responsáveis.

Uma curiosidade: o primeiro veículo autônomo totalmente brasileiro a percorrer, ainda que de forma assistida, as ruas de uma cidade brasileira, foi o “Carina”. Isso aconteceu em São Carlos, no ano de 2013. 

Principais modelos de carros autônomos

Existem muitos carros autônomos – dos mais diferentes níveis – em todo o mundo. Evidentemente, os veículos de classificações mais baixas, com assistências comuns de direção, são a maioria.

Logo, com altas competências de pilotos automáticos, existem vários automóveis em testes e, ainda, outros apenas em conceito.

Mesmo assim, não podemos negligenciar os carros autônomos que já receberam a autorização legal para rodarem.

Além dos modelos da Tesla que são dotados do FSD, há outro veículo, classificado como nível 2, que merece ser lembrado: o modelo XC 90 da Volvo.

Esta organização, aliás, tem trabalhado para fazer com que os seus famosos caminhões sejam capazes de dirigir sem motoristas humanos.

A Honda recebeu em 2020, por exemplo, permissão governamental para comercializar, no mercado japonês, o seu luxuoso modelo sedan “Legend”.

O carro autônomo desenvolvido pela Honda pertence ao nível 3. Vale ressaltar que, no país asiático, foi preciso modificar a legislação para efetivar essa inovação da montadora.

A Mercedes Benz, enquanto isso, já pode oferecer aos consumidores um sistema de nível 3. Com isso, qualificará, na Alemanha, a tecnologia de direção autônoma. Isso ocorrerá, inicialmente, em modelos como o EQS e o S Class.

O sistema “Drive Pilot” da Mercedes Benz é projetado para o tráfego intenso, porém, em trechos rodoviários pré-mapeados, com velocidades aproximadas de 60 km/h. Este software possui uma competência comparável ao da Volvo, o “Ride Pilot”.

Sobretudo, considerado concorrente direto dos modelos S Class da Mercedes Benz, o Hyundai Genesis G 90 está prestes a obter a classificação de nível 3 da SAE.

Isso significa que o modelo sul-coreano está 1 nível acima dos carros que possuem o sistema FSD, da Tesla. De fato, este é um grande avanço para a indústria automobilística.

O CEO da Tesla, o célebre empresário Elon Musk prometeu recentemente um “salto” em seu sistema para o nível 4, ainda este ano.

A despeito da efetiva competência da companhia em relação à tecnologia presente em seus automóveis, Musk é conhecido, também, por ter repetido esse tipo de declaração, pelo menos, desde 2014.

Pioneirismo

Para traçar um panorama adequado sobre o advento dos carros autônomos, convém abordar quais personagens históricos foram os pioneiros em seu desenvolvimento.

Frequentemente, os estudiosos no assunto apontam o pioneirismo do exército americano.

De fato, as Forças Armadas dos Estados Unidos da América demonstraram, em 1921, um trailer de 3 rodas que era totalmente controlado por rádio (“Radio Air Service”), em uma base militar situada no estado de Ohio.

Ainda que muitos historiadores o confirmem como o primeiro veículo dotado de motor que funcionava sem motorista, dificilmente poderíamos considerá-lo um carro.

Enquanto em 1925, Franchi Houdina, um engenheiro militar, exibiu um Chandler remotamente dirigido remotamente, boa parte dos pesquisadores o consideram o verdadeiro pioneiro no desenvolvimento de carros autônomos.

Este protótipo – batizado de “American Wonder” – foi capaz de percorrer a região da Broadway, na cidade de Nova York, causando grande admiração e espanto em pedestres e motoristas.

Nessa ocasião, um engenheiro posicionado em um segundo automóvel utilizou sinais de rádio, a fim de exercer controle sobre o veículo.

A imprensa da época apelidou o protótipo de “Carro Fantasma”. Entretanto, podemos considerar o American Wonder como uma versão em grande escala dos populares “carrinhos de controles remotos”.

Durante as décadas de 1970 a 1980, a tecnologia de processamento de dados e programação avançou sobremaneira, possibilitando que os primeiros automóveis verdadeiramente autônomos surgissem.

Estes novos veículos foram equipados com câmeras, processadores e sensores que podiam realizar a detecção, por exemplo, da existência de um automóvel à frente, no intuito de evitar possíveis colisões.

Desta feita, os carros não dependiam de elementos externos, como outros veículos guias ou de sensores colocados nas estradas.

Pela primeira vez, a partir de então, um automóvel percorria as estradas sem nenhum tipo de interferência humana.

De maneira idêntica, o primeiro carro com tais características, portanto, foi o NayLab 1, lançado no ano de 1986.

O modelo atingia a velocidade máxima de trinta e dois quilômetros por hora. Sua tecnologia, basicamente, é a mesma empregada até os dias atuais – excetuando-se o recurso de geolocalização (GPS).

Legislação

Em nosso país, a legislação ainda não está devidamente preparada para os carros autônomos, ou seja, para aqueles que não dependem que os motoristas coloquem as mãos no volante.

O CTB (Código de Trânsito Brasileiro), em seu artigo 252, classifica como infração média o ato de

“dirigir o veículo com apenas uma das mãos, exceto quando deve fazer sinais regulamentares de braço, mudar a marcha do veículo ou acionar equipamentos e acessórios (…)”

Enfim, não há bases legais para que as tecnologias presentes em tais carros funcionem (incluindo sensores, câmeras e radares).

Vale ressaltar, ainda, a Inteligência Artificial (IA) e todas as questões referentes à responsabilização jurídica em caso de acidente.

Segundo o CDC (Código de Defesa dos Consumidores), os fabricantes, os produtores, os construtores, estrangeiros ou nacionais e os importadores, respondem solidariamente por defeitos de fábrica (como os problemas em softwares e hardwares).

Semelhantemente, os mesmos agentes tendem a ser excluídos de quaisquer responsabilidades em casos de mau uso dos produtos por parte dos consumidores.

Estas observações vêm sendo recentemente apontadas em alguns trabalhos acadêmicos.

Em conclusão, existe um problema claro aqui, uma vez que os consumidores, ainda que leiam os manuais de instrução, além de outros documentos que são produzidos pelas empresas, não apresentam entendimento adequado a respeito do funcionamento de sistemas e produtos dotados de IA (Inteligência Artificial).

Dito de outra forma, estes consumidores podem ser considerados leigos e, em certos contextos, analfabetos digitais.

Por outro lado, os carros autônomos (ou robôs, nesta acepção) não podem ser legalmente responsabilizados por suas ações.

Em termos práticos, eles não contam com uma personalidade jurídica própria. Portanto, resta aos consumidores e às empresas fabricantes desses veículos uma espécie de “jogo de empurra” entre as montadoras, os proprietários dos carros, os motoristas etc.

Segurança

Muitos consumidores têm dúvidas – justas e razoáveis, em sua maioria – acerca da segurança dos carros autônomos.

Contudo, uma das poucas afirmações possíveis, na atualidade, é a de que os veículos autônomos são, de fato, bastante seguros.

Desde que os veículos autônomos entregam maiores níveis de segurança, as imprecisões humanas são eliminadas. Consequentemente, os erros que provocam acidentes no trânsito podem ser atenuados com a IA (Inteligência Artificial).

Desta feita, os acidentes de trânsito podem ser sensivelmente por meio dos carros autônomos. As perspectivas favoráveis para que tenhamos carros 100% autônomos estão bem mais presentes em nossa realidade.

Contudo, devemos exercitar a paciência – eles não estarão presentes em grande escala antes de terem transcorrido dez ou vinte nos.

Atualmente, o que vem sendo trabalhado, desenvolvido e criado necessário é bastante animador.

As tecnologias que tendem a acompanhar os avanços dos carros autônomos – permitem vislumbrar essa modalidade urbana com índices elevados de conforto, rapidez e segurança, em linhas gerais.

Considerações finais

Enfim, chegamos ao fim do nosso guia sobre carros autônomos.

E então, o que você achou? Esperamos que esse conteúdo tenha ajudado você, pois esse é o objetivo de toda a equipe do Review Auto.

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