En conclusión, los automóviles autónomos y la tecnología relacionada pueden estar aún más cerca de revolucionar el control de tráfico de lo que se pensaba anteriormente. Veamos de que se trata…
"Nuestros experimentos demuestran que introduciendo tan sólo el cinco por ciento de vehículos autónomos controlados cuidadosamente en el flujo vehicular, podemos eliminar los ciclos de frenado-arranque (stop-and-go) causadas por el comportamiento de conducción de los humanos“, dijo Daniel B. Work, profesor asistente en la Universidad de Illinois en Urbana -Champaign, uno de los investigadores líderes en el estudio.
El uso de vehículos autónomos para regular el flujo de tráfico es la próxima innovación en la rápida evolución de la ciencia del control y monitoreo del tráfico, dijo el doctor Work.
Al igual que los sensores de tráfico fijos han sido reemplazados por información obtenidas por los GPS de muchos proveedores en diferentes sistemas de navegación, el uso de automóviles autónomos está en condiciones de reemplazar los conceptos clásicos de control de tráfico en autopistas, tales como el control de los límites variables de velocidad. Para el éxito de esta innovación es fundamental una comprensión con mayor profundidad de la dinámica entre estos vehículos autónomos y los conductores humanos.
Financiado por el programa “Cyber-Physical Systems” de la National Science Foundation, el proyecto fue dirigido por un equipo multidisciplinario de investigadores con experiencia en teoría de flujo de tráfico, teoría de control, robótica, sistemas cibernéticos e ingeniería de transporte. Los investigadores principales (IP) fueron: Benedetto Piccoli, titular de la cátedra “Joseph & Loretta López” y profesor de matemáticas en la Rutgers University en Camden; Benjamin Seibold, profesor asociado de matemáticas en la Temple University; Jonathan Sprinkle, distinguido profesor asociado con “Litton Industries John M. Leonis” y profesor de ingeniería eléctrica y computacional en la University of Arizona en Tucson, Arizona; y Daniel B. Work, profesor asistente en ingeniería civil y ambiental y en el “Coordinated Science Laboratory” en la University of Illinois en Urbana-Champaign.
El equipo realizó experimentos de campo en Tucson, Arizona, en el que un sólo vehículo autónomo se integró en una pista con al menos otros 20 vehículos conducidos por humanos. Bajo circunstancias normales, los conductores humanos generalmente crean congestionamientos de tráfico provocado por acciones tales como frenado-y-avance (explicable y no-explicable incluso en ausencia de cuellos de botella), cambios de carril, fusiones u otras interrupciones, explicó el Dr. Work. Este fenómeno se llama "congestionamiento fantasma de tráfico."
Los investigadores encontraron que al controlar el ritmo del automóvil autónomo en el estudio, fueron capaces de suavizar el flujo de tráfico para todos los coches. Por primera vez, los investigadores demostraron experimentalmente que incluso un pequeño porcentaje de estos vehículos pueden tener un impacto significativo en el tráfico, eliminando congestionamientos y reduciendo el consumo total de combustible hasta en un 40 por ciento. Además, los investigadores descubrieron que las estrategias de control conceptualmente simples y fáciles de implementar pueden lograr el objetivo.
"Antes de llevar a cabo estos experimentos, realmente no sabía que tan directamente podría impactar positivamente el flujo de tráfico", dijo Sprinkle. "Asumí que necesitaríamos técnicas de control sofisticadas, pero lo que se demostró fue que con sistemas de control elemental que se estudian en los principios básicos de la teoría de control a nivel de licenciatura serían suficientes".
Esta última investigación sugiere que incluso la tecnología relacionada disponible ahora - como el control de crucero adaptativo - tiene la capacidad de mejorar el tráfico incluso antes de que haya un gran número de vehículos autónomos en las vialidades.
"Los vehículos completamente autónomos, circulando en el tráfico real, quizá todavía no sean una realidad en un futuro muy cercano, debido a muchas limitaciones tecnológicas, de mercado y de implementación de leyes y políticas al respecto", dijo Piccoli.
"Sin embargo, en un futuro cercano, sí se visualiza un incremento en la comunicación entre los vehículos y un aumento en los niveles de autonomía de los autos operados por humanos".
Un futuro próximo con sólo unos pocos vehículos autónomos en las carreteras es más desafiante que el futuro lejano en el que todos los vehículos estén conectados, dijo Seibold.
"El diseño adecuado de los vehículos autónomos requiere una comprensión profunda de la reacción de los seres humanos hacia ellos", dijo Seibold, "y los experimentos de tráfico desempeñan un papel crucial en la comprensión de esta interacción de agentes humanos y robóticos".
Los investigadores dicen que el siguiente paso será estudiar el impacto de los vehículos autónomos en un tráfico más denso con más libertad concedida a los conductores humanos, como la capacidad de cambiar de carril.
