Primeiro ensaio de autocarro autónomo de Nível 4 de Tóquio em estradas públicas

Primeiro ensaio de autocarro autónomo de Nível 4 de Tóquio em estradas públicas

Uma equipa de investigação da Universidade de Tóquio começou, na terça-feira, a testar pela primeira vez um autocarro de condução autónoma de Nível 4 em estradas públicas na área metropolitana de Tóquio. Isto assinala um marco significativo no desenvolvimento do transporte autónomo no Japão, à medida que o país procura soluções inovadoras para responder à sua escassez de motoristas e aos desafios demográficos.

O ensaio representa um avanço em relação a testes anteriores no mesmo percurso, onde um autocarro autónomo de Nível 2 — condução parcialmente automatizada — tem estado em operação desde o final de 2019. O percurso liga o campus Kashiwa da universidade à estação Kashiwanoha-campus, cobrindo aproximadamente 2,6 quilómetros (2,3 km em estradas públicas e 0,3 km no campus).

O professor Yoshihiro Suda, do Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio, que preside o Comité de Promoção Kashiwa ITS, explicou a importância desta progressão:

A transição do Nível 2 para o Nível 4 de autonomia representa uma mudança fundamental na forma como abordamos os transportes. No Nível 4, o veículo consegue lidar com todos os aspetos da condução dentro do seu domínio operacional designado, incluindo responder a situações inesperadas. Isto cria novas possibilidades para o transporte público que não depende de condutores humanos, respondendo à escassez crítica de motoristas no Japão.

O projeto foi desenvolvido através de uma ampla colaboração entre a Universidade de Tóquio, organismos governamentais, empresas privadas e várias organizações, posicionando-o como parte do Consórcio Cidade Inteligente de Kashiwanoha, selecionado pelo Ministério da Terra, Infraestrutura, Transporte e Turismo do Japão como projeto de cidade inteligente e projeto modelo avançado.

Compreender os níveis de condução autónoma

Os níveis de automação são medidos entre 1 e 5, representando cada nível graus crescentes de autonomia do veículo. O Nível 1 refere-se a tecnologias que assistem o condutor, como o controlo de cruzeiro adaptativo, enquanto o Nível 5 representa automação completa em todas as condições.

A automação de Nível 2, que o autocarro anterior utilizava, significa que o sistema executa subtarefas de controlo do movimento do veículo tanto verticais (aceleração/travagem) como horizontais (direção) numa área limitada, mas ainda exige supervisão humana. Em contraste, a automação de Nível 4 — o foco deste novo ensaio — representa um salto tecnológico significativo. Neste nível, o sistema executa todas as tarefas de condução e responde a dificuldades que surjam durante a operação dentro de uma área limitada, sem qualquer intervenção humana.

O Conselho de Promoção Kashiwa ITS, que tem coordenado o projeto desde dezembro de 2009, define claramente os níveis: os sistemas de Nível 1 executam subtarefas de controlo do movimento do veículo na direção longitudinal ou lateral numa área limitada. Os sistemas de Nível 2 executam subtarefas de controlo da dinâmica do veículo tanto longitudinais como laterais. Os sistemas de Nível 3 executam todas as tarefas dinâmicas de condução no domínio restrito, mas solicitam intervenção se surgirem dificuldades. Os sistemas de Nível 4 executam todas as tarefas dinâmicas de operação e respondem a dificuldades num domínio restrito. Por fim, os sistemas de Nível 5 executam todas as tarefas dinâmicas de condução sem quaisquer limitações.

A evolução do projeto do autocarro autónomo de Kashiwa

O projeto do autocarro autónomo de Kashiwa evoluiu significativamente desde o seu início. A primeira fase começou em novembro de 2019 com ensaios de autocarros autónomos de Nível 2 que continuaram até março de 2020. Estes ensaios iniciais utilizaram um autocarro comercial equipado com um sistema de condução autónoma desenvolvido pela Advanced Smart Mobility Co., Ltd. e operado pela TOBU BUS EAST CO., LTD. O veículo baseava-se num modelo Hino Motors Liesse com capacidade para 17 pessoas.

Estes primeiros ensaios foram posicionados como esforços de investigação críticos para compreender os desafios práticos de operar autocarros autónomos durante períodos prolongados. A maioria dos ensaios anteriores de condução autónoma tinha sido realizada em prazos curtos, pelo que este projeto de cinco meses visava verificar métodos de operação que envolviam rotas práticas, operações, inspeções e manutenção realizadas a longo prazo.

Em janeiro de 2021, foi introduzido um novo veículo nas demonstrações. Este autocarro autónomo baseava-se num modelo Isuzu Elgamio com uma capacidade de passageiros aumentada para 56 pessoas (28 sentadas). No entanto, devido a precauções contra a COVID-19, a capacidade real de passageiros foi limitada a 15 por razões de segurança. Este veículo atualizado apresentava sistemas de condução autónoma melhorados, capacidades de deteção reforçadas e melhor conforto de condução durante a aceleração e a desaceleração.

Com base nos conhecimentos obtidos a partir dos testes de demonstração iniciados em 2019, a Advanced Mobility Corporation melhorou o sistema de condução automatizada ao aumentar as capacidades de deteção, melhorar o conforto de condução durante a aceleração e a desaceleração e aumentar a dimensão do veículo. O autocarro circulará com autonomia de Nível 2 durante esta fase, com planos para transitar eventualmente para o Nível 4 com base nos resultados das avaliações em curso.

Tecnologia por detrás do autocarro autónomo

O autocarro autónomo de Nível 4 incorpora tecnologias avançadas que lhe permitem navegar em segurança sem intervenção humana. Estes sistemas incluem controlo de manutenção de faixa, posicionamento GNSS (GPS), sensores de marcadores magnéticos para localização precisa e controlo de manutenção de velocidade através da automatização do acelerador e do travão.

O veículo está equipado com características de segurança especializadas, incluindo a função SRA (controlo de distância em todas as velocidades) e capacidade de coordenação com semáforos, em que câmaras reconhecem as cores dos semáforos para responder adequadamente. Além disso, o autocarro tem sistemas automatizados de controlo de chegada e partida nas paragens.

Para o novo ensaio de Nível 4, o autocarro está ligado a uma plataforma de gestão de operações de veículos automatizados chamada Dispatcher, desenvolvida pela BOLDLY Corporation. Esta plataforma fornece funcionalidades de monitorização remota do estado, capacidades de instrução de condução, funções de resposta a emergências, tomada de decisão sobre disponibilidade de condução e registo abrangente de condução e erros.

Estas tecnologias trabalham em conjunto para criar um sistema abrangente de segurança e gestão operacional que permite ao autocarro operar de forma autónoma, mantendo comunicação constante com um centro de controlo remoto que pode intervir se necessário. A plataforma Dispatcher acrescenta funções que podem ser realizadas remotamente, incluindo registo de condução, registo de erros, monitorização de estado, instrução de condução, resposta a emergências e funções de decisão sobre se viajar é aconselhável ou inevitável.

O veículo utiliza uma combinação de sensores e sistemas de reconhecimento para navegar em segurança ao longo do seu percurso designado. O sistema de controlo de manutenção de faixa ajuda a manter a posição do autocarro na estrada, enquanto o sensor de marcadores magnéticos fornece localização precisa ao longo do percurso. O sistema de controlo de manutenção de velocidade gere a aceleração e a travagem, garantindo uma operação suave.

Responder aos desafios dos transportes no Japão

Este ensaio de autocarro autónomo faz parte da estratégia mais ampla do Japão para responder a desafios prementes dos transportes. O Japão enfrenta mudanças demográficas significativas, incluindo o envelhecimento da população, a diminuição da natalidade e uma escassez severa de motoristas. Estes fatores levaram à contração dos serviços ferroviários e de autocarro em zonas periféricas, criando problemas de mobilidade para os residentes.

Os municípios de todo o Japão estão cada vez mais a procurar tecnologias de condução autónoma como solução para estes desafios. Desde abril de 2023, veículos de condução autónoma de Nível 4 podem operar sem condutores nas estradas públicas do Japão sob condições especificadas, criando um quadro regulamentar para uma implementação mais ampla.

Yuki Saji, Presidente e CEO da BOLDLY Inc., assinalou a importância destes desenvolvimentos:

À luz de mudanças demográficas como o envelhecimento da população, a diminuição da natalidade e a escassez de motoristas, a infraestrutura de transportes do Japão enfrenta desafios à medida que os serviços ferroviários e de autocarro se contraem em zonas periféricas. Para responder a estes desafios de mobilidade, os municípios no Japão estão cada vez mais a procurar tecnologias de condução autónoma como solução.

O projeto de Kashiwa visa especificamente avaliar o desempenho rodoviário e a segurança com a autonomia de Nível 4 em mente, com planos para continuar a desenvolver novos veículos de autocarro autónomo e a expandir as operações com base nos resultados. O objetivo final é colaborar com o desenvolvimento do bairro de Kashiwanoha para criar um serviço seguro, confortável e conveniente para os residentes.

O projeto foi posicionado como uma iniciativa relacionada com o Consórcio Cidade Inteligente de Kashiwanoha, que o Ministério da Terra, Infraestrutura, Transporte e Turismo selecionou como projeto de cidade inteligente e projeto modelo avançado. Com base nos resultados do ensaio, o desempenho rodoviário e a segurança do autocarro serão avaliados com vista à autonomia de Nível 4 ou superior, será desenvolvido um novo autocarro de condução autónoma e as operações de ensaio continuarão com novos veículos introduzidos após este ensaio.

Investigação mais ampla sobre veículos autónomos na Universidade de Tóquio

A Universidade de Tóquio tem estado na vanguarda da investigação sobre veículos autónomos, com projetos que vão além da mera mecânica de condução. Um estudo inovador explorou como os veículos autónomos podiam comunicar com os peões para melhorar a segurança.

O professor Takeo Igarashi, da Escola de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia da Informação, liderou a investigação sobre a instalação de olhos robóticos em veículos autónomos que podiam olhar para os peões para registar a sua presença ou desviar o olhar se não os detetassem. O estudo concluiu que estas pistas visuais afetavam significativamente o comportamento dos peões, ajudando-os a tomar decisões de atravessamento mais seguras e eficientes.

Como explicou o professor Igarashi:

Não há investigação suficiente sobre a interação entre carros autónomos e as pessoas à sua volta, como os peões. Por isso, precisamos de mais investigação e esforço sobre essa interação para trazer segurança e garantia à sociedade em relação aos carros autónomos.

A investigação revelou diferenças interessantes de género na forma como os peões respondiam aos olhos robóticos. Os participantes masculinos tomaram menos decisões perigosas de atravessamento quando os olhos do veículo olhavam para eles, enquanto as participantes femininas tomaram menos decisões ineficientes (escolher não atravessar quando era seguro) nas mesmas condições.

Em última análise, a experiência mostrou que os olhos resultaram numa travessia mais suave ou mais segura para todos. A equipa reconhece que este estudo está limitado pelo pequeno número de participantes que representaram apenas um cenário, mas os resultados são promissores. Passar da condução manual para a condução automática é uma mudança enorme e, se os olhos podem realmente contribuir para a segurança e reduzir acidentes de trânsito, os investigadores acreditam que se deve considerar seriamente adicioná-los.

Em desenvolvimentos futuros, a equipa gostaria de desenvolver o controlo automático dos olhos robóticos ligados à IA de condução autónoma em vez de serem controlados manualmente, o que poderia adaptar-se a diferentes situações e melhorar a comunicação entre peões e veículos.

Parceiros e colaboradores no projeto

O sucesso do projeto do autocarro autónomo depende de uma ampla colaboração entre instituições académicas, organismos governamentais e empresas privadas. O Conselho de Promoção Kashiwa ITS inclui numerosas organizações que trabalham em conjunto para tornar esta tecnologia realidade.

As organizações participantes nas demonstrações de autocarros automatizados incluem a Organização de Investigação Colaborativa para a Inovação em Mobilidade da Universidade de Tóquio, o Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio, a Escola de Pós-Graduação em Ciências da Fronteira da Universidade de Tóquio, a Cidade de Kashiwa, a Advanced Smart Mobility Co., Ltd., a TOBU BUS EAST CO., LTD., a Mitsui Fudosan Co., Ltd., a SB Drive Corp., o Urban Design Center Kashiwanoha (UDCK), a Pacific Consultants Co., Ltd., a Sompo Japan Nipponkoa Insurance Inc. e a Mitsubishi Auto Leasing Corporation.

Esta parceria diversificada reúne conhecimentos especializados em tecnologia de transportes, planeamento urbano, seguros e desenvolvimento imobiliário, criando uma abordagem abrangente para implementar o transporte autónomo num ambiente urbano real. O conselho foi estabelecido em dezembro de 2009 como um fórum de cooperação e coordenação entre a Universidade de Tóquio, organismos administrativos, empresas privadas, diversas organizações e indivíduos, com o objetivo de promover várias atividades de investigação e desenvolvimento e contribuir para a comercialização e aplicação prática dessas atividades.

O Conselho de Promoção Kashiwa ITS tem vindo a realizar uma experiência de demonstração de operação comercial com autocarros automatizados no troço de 2,6 km entre a Estação Kashiwanoha Campus, na Tsukuba Express, e o Campus Kashiwa da Universidade de Tóquio, desde 1 de novembro de 2019. Ao longo deste período, o conselho tem vindo a verificar métodos de operação, operação, inspeção e manutenção com vista à operação prática durante um longo período, e a realizar estudos em conjunto com o desenvolvimento de novos veículos de autocarro automatizados e o desenvolvimento urbano de Kashiwanoha.

O futuro do transporte público autónomo no Japão

O ensaio do autocarro autónomo de Nível 4 em Kashiwa representa apenas um elemento dos ambiciosos planos do Japão para o transporte público autónomo. Outras iniciativas incluem a introdução pela BOLDLY Inc. do vaivém autónomo «MiCa», desenvolvido pela Auve Tech, com sede na Estónia, cuja testagem em estradas japonesas está prevista para 2023.

A BOLDLY é a primeira empresa no mundo a comprar o «MiCa», um vaivém autónomo de Nível 4 desenvolvido pela Auve Tech. Para operar o MiCa no Japão, a BOLDLY está a trabalhar para organizar demonstrações, obter as autorizações necessárias junto das agências governamentais relevantes e preparar o terreno para testes em estradas públicas a partir do verão de 2023. A versão japonesa do MiCa foi adaptada com dispositivos e câmaras compatíveis com a plataforma de gestão de operações da BOLDLY chamada «Dispatcher». Além disso, para se adaptar às estradas japonesas, esta versão tem as portas instaladas à esquerda, ao contrário da versão estónia, onde ficam à direita.

A Vila de Sakai, na província de Ibaraki, que foi o primeiro município a implementar os sistemas de condução autónoma da BOLDLY em 2020, já assinou um acordo com a BOLDLY para comprar vaivéns autónomos MiCa. O município planeia tê-los a circular nas suas estradas ainda este ano. A nível nacional, a BOLDLY pretende introduzir aproximadamente 10 veículos MiCa no Japão este ano fiscal.

À medida que o Japão continua a desenvolver a sua infraestrutura de transporte autónomo, estes projetos fornecem dados valiosos sobre métodos de operação, requisitos de manutenção e aceitação pelos passageiros. O ensaio de Kashiwa visa especificamente avaliar o desempenho rodoviário e a segurança com a autonomia de Nível 4 em mente, com planos para continuar a desenvolver novos veículos de autocarro autónomo e expandir as operações com base nos resultados.

No futuro, o objetivo é colaborar com o desenvolvimento do bairro de Kashiwanoha para criar um serviço seguro, confortável e conveniente para os residentes. Esta abordagem está alinhada com a visão mais ampla do Japão de criar cidades inteligentes que integram sistemas de transporte avançados com desenvolvimento urbano sustentável.

O que saber

• A Universidade de Tóquio começou na terça-feira a testar um autocarro autónomo de Nível 4 em estradas públicas em Tóquio
• O ensaio realiza-se num percurso de 2,6 km entre a estação Kashiwanoha-campus e o campus Kashiwa da universidade
• A automação de Nível 4 significa que o veículo realiza todas as tarefas de condução sem intervenção humana numa área limitada
• Testes anteriores com autocarros autónomos de Nível 2 têm vindo a decorrer no mesmo percurso desde o final de 2019
• O projeto responde à escassez de motoristas e aos desafios demográficos do Japão
• O autocarro autónomo utiliza tecnologias avançadas, incluindo manutenção de faixa, posicionamento por GPS e reconhecimento de semáforos
• O Japão permite veículos autónomos de Nível 4 em estradas públicas sob condições especificadas desde abril de 2023
• O projeto faz parte do Consórcio Cidade Inteligente de Kashiwanoha, selecionado pelo Ministério da Terra, Infraestrutura, Transporte e Turismo do Japão
• Várias organizações colaboram no projeto, incluindo departamentos universitários, organismos governamentais e empresas privadas
• Os planos futuros incluem o desenvolvimento de novos veículos de autocarro autónomo e a expansão das operações com base nos resultados dos ensaios