Una flota de automóviles sin conductor que trabajen juntos para mantener el tráfico en movimiento sin problemas puede mejorar el flujo general del tráfico en al menos un 35 por ciento. han demostrado los investigadores.

Los investigadores, de la Universidad de Cambridge, programó una pequeña flota de autos robóticos en miniatura para conducir en una pista de varios carriles y observó cómo cambiaba el flujo de tráfico cuando uno de los autos se detenía.

Cuando los coches no se conducían de forma cooperativa, cualquier automóvil detrás del automóvil detenido tuvo que detenerse o reducir la velocidad y esperar un espacio en el tráfico, como suele suceder en una carretera real. Rápidamente se formó una cola detrás del automóvil detenido y el flujo de tráfico general se redujo.

Sin embargo, cuando los coches se comunicaban entre sí y conducían de forma cooperativa, tan pronto como un automóvil se detuvo en el carril interior, envió una señal a todos los demás coches. Los automóviles en el carril exterior que estaban en las proximidades inmediatas del automóvil detenido redujeron ligeramente la velocidad para que los automóviles en el carril interior pudieran pasar rápidamente al automóvil detenido sin tener que detenerse o reducir la velocidad significativamente.

Adicionalmente, cuando un conductor controlado por humanos se puso en la 'carretera' con los autos autónomos y se movió por la pista de manera agresiva, los otros autos pudieron ceder para evitar al conductor agresivo, mejorar la seguridad.

Los resultados, que se presentará hoy en la Conferencia Internacional sobre Robótica y Automatización (ICRA) en Montreal, será útil para estudiar cómo los coches autónomos pueden comunicarse entre sí, y con autos controlados por conductores humanos, en carreteras reales en el futuro.

"Los automóviles autónomos podrían solucionar muchos problemas diferentes asociados con la conducción en las ciudades, pero debe haber una forma de trabajar juntos, "dijo el coautor Michael He, un estudiante de pregrado en St John's College, quien diseñó los algoritmos para el experimento.

"Si diferentes fabricantes de automóviles están desarrollando sus propios coches autónomos con su propio software, todos esos coches necesitan comunicarse entre sí de forma eficaz, "dijo el coautor Nicholas Hyldmar, un estudiante de pregrado en Downing College, quien diseñó gran parte del hardware para el experimento.

Los dos estudiantes completaron el trabajo como parte de un proyecto de investigación de pregrado en el verano de 2018, en el laboratorio de la Dra. Amanda Prorok del Departamento de Tecnología e Informática de Cambridge.

Muchas de las pruebas existentes para varios coches autónomos sin conductor se realizan de forma digital, o con maquetas demasiado grandes o demasiado caras para realizar experimentos en interiores con flotas de coches.

Comenzando con modelos a escala económicos de vehículos disponibles comercialmente con sistemas de dirección realistas, los investigadores de Cambridge adaptaron los coches con sensores de captura de movimiento y una Raspberry Pi, para que los coches pudieran comunicarse vía wifi.

Luego adaptaron un algoritmo de cambio de carril para que los autos autónomos funcionen con una flota de autos. El algoritmo original decide cuándo un automóvil debe cambiar de carril, en función de si es seguro hacerlo y si cambiar de carril ayudaría al automóvil a moverse más rápidamente entre el tráfico. El algoritmo adaptado permite que los automóviles se empaquen más cerca al cambiar de carril y agrega una restricción de seguridad para evitar choques cuando las velocidades son bajas. Un segundo algoritmo permitió a los autos detectar un auto proyectado frente a él y hacer espacio.

Luego probaron la flota en modos de conducción 'egocéntricos' y 'cooperativos', el uso de conductas de conducción tanto normales como agresivas, y observó cómo reaccionaba la flota ante un automóvil detenido. En el modo normal, la conducción cooperativa mejoró el flujo de tráfico en un 35% en comparación con la conducción egocéntrica, mientras que para una conducción agresiva, la mejora fue del 45%. Luego, los investigadores probaron cómo reaccionaba la flota a un solo automóvil controlado por un humano a través de un joystick.

"Nuestro diseño permite una amplia gama de prácticas, experimentos de bajo coste que se realizarán en coches autónomos, ", dijo Prorok." Para que los coches autónomos se utilicen de forma segura en carreteras reales, necesitamos saber cómo interactuarán entre sí para mejorar la seguridad y el flujo del tráfico ".

En el trabajo futuro, los investigadores planean usar la flota para probar sistemas de varios autos en escenarios más complejos, incluidas carreteras con más carriles, intersecciones y una gama más amplia de tipos de vehículos.