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Ojos artificiales LIDAR: Cómo verán los robots en el futuro

Nunca es bueno que un gigante del negocio de la tecnología describa su producto como «una tarea tonta«. Pero así es como el director ejecutivo de Tesla, Elon Musk, calificó el sistema de escaneo láser Lidar, que está siendo promocionado como la mejor manera para que los coches autónomos puedan sentir su entorno.

En abril dijo que el Lidar era «caro» e «innecesario». Cree que las cámaras combinadas con la inteligencia artificial serán suficientes para permitir que los coches deambulen por las calles sin un conductor humano.

¿Qué es LIDAR?

Un lídar o lidar​ (acrónimo del inglés LIDAR, Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging) LiDAR es una tecnología de teledetección que utiliza el pulso de un láser para recoger medidas que pueden ser utilizadas para crear modelos 3D y mapas de objetos y entornos. El LiDAR funciona de manera similar al Radar y al Sonar, pero utiliza ondas de luz de un láser, en lugar de ondas de radio o de sonido. Es un dispositivo que permite determinar la distancia desde un emisor láser a un objeto o superficie utilizando un haz láser pulsado.

El Lidar emite rayos láser y mide el tiempo que tardan en recuperarse de los objetos, y esto proporciona las llamadas nubes de puntos para dibujar mapas en 3D de los alrededores. Estos pueden ser analizados por ordenador para reconocer objetos tan pequeños como un balón de fútbol o tan grandes como un campo de fútbol y pueden medir distancias con gran precisión.

A pesar del Sr. Musk, algunos argumentan que estos 10.000 dólares (9,080 Euros) van a ser esenciales.

«Para que un coche alcance una autonomía cercana a la plena autonomía, necesitará un Lidar«, dice Spardha Taneja, de una consultora de movilidad.

Pero, ¿por qué los expertos están tan divididos y cómo deben juzgar los inversionistas esta potencial mina de oro?

La tecnología Lidar (detección de luz y alcance) no es nueva – la misión Apolo 15 la utilizó en 1971 para cartografiar la Luna. Pero su gran avance se produjo a mediados de la década de 2000 cuando Darpa, la división de investigación del ejército estadounidense, inició su Grand Challenge anual, una carrera de vehículos autónomos.

D.Hall, que participó en la primera carrera en 2004, pronto se dio cuenta del potencial del Lidar. Utilizó la capacidad de fabricación de su compañía Velodyne para construirlos para otros participantes.

En 2007, cinco de los seis equipos que terminaron la carrera utilizaron el sistema de Velodyne. Estos láseres giratorios, denominados spinners, se montaron en los techos de los coches para proporcionar una visión de 360 grados.

Los vehículos autónomos tienen otras formas de sentir lo que les rodea, pero todos tienen debilidades.

  • Cámaras: La elección del sensor del Sr. Musk es barata y puede identificar señales y marcas en la carretera, pero luchan en la niebla y no son buenos para medir la distancia.
  • Sensores ultrasónicos: Originalmente desarrollados durante la Primera Guerra Mundial para la guerra submarina, estos utilizan ondas sonoras de alta frecuencia inaudibles para los humanos.
  • Radar: Esto es bueno para medir la distancia y la velocidad de los objetos en movimiento, pero no es muy bueno para los detalles – lucharía por diferenciar entre un humano y un árbol pequeño.

«El inconveniente del Lidar original de Velodyne era que era voluminoso, sus partes giratorias eran frágiles y costaba más de 100.000 dólares«

Explica R.Burger, director general de un banco de inversión especializado en tecnología.

Resultado de imagen de Google Waymo

Desde entonces el reto ha sido hacer que las unidades Lidar sean más pequeñas, robustas y baratas. Hoy en día, el Sr. Burger cuenta con alrededor de 100 empresas Lidar. Entre ellos se incluyen fabricantes de automóviles como GM y Ford, la empresa derivada de Google Waymo y numerosas empresas de nueva creación, 11 de las cuales han recaudado más de 100 millones de dólares en su cuenta.

También está el gigante tecnológico chino Alibaba que ha desarrollado un bot de entrega basado en Lidar. El Sr. Burger dice que la gran pregunta ahora es qué sistema se pondrá en los coches fabricados en serie.

Resultado de imagen de Lidar alibaba

Los fabricantes tienen que decidir si quieren un Lidar con láseres de fibra más caros que bombean más energía y tienen un alcance incluso en tiempo húmedo. Este robot basado en Lidar podría funcionar como mensajero de entrega o como vendedor de café automatizado, dice Alibaba. También tienen que elegir entre unidades Lidar con partes móviles y otras que no, los llamados sistemas de estado sólido.

«Los fabricantes de automóviles prefieren cada vez más los de mayor durabilidad, menor precio y menor tamaño, lo que permite una estética más suave«,

Dice la Sra. Taneja. Ella dice que un Lidar de estado sólido y largo alcance cuesta entre 4.000 y 25.000 dólares, pero que este precio caerá un 40% para el año 2022.

El Lidar puede identificar objetos distantes incluso en tiempo lluvioso

Una de las start-ups que esperan hacer precisamente eso es Blickfeld, lanzada en Munich en 2017.

«Entramos tarde en el mercado, pero la ventaja era que podíamos evaluarlo«

Dice el cofundador Florian Petit.

«Así que optamos en contra de los enfoques revolucionarios de muchas empresas de Silicon Valley«, y en su lugar nos preguntamos «¿cuánto podemos bajar el precio de un sistema producido en masa

Blickfeld utiliza láseres y sensores disponibles en el mercado. Su principal mejora ha sido el diseño de un espejo inusualmente grande, dirigiendo más luz hacia el fotodetector y aumentando así el alcance del Lidar a 250 metros incluso con un láser relativamente barato.

Resultado de imagen de Blickfeld

Su Lidar es lo suficientemente pequeño como para caber en el espejo trasero de un coche y la nueva línea de montaje de Blickfeld producirá unos pocos miles de unidades al año. Afirma que esto podría escalarse a una capacidad anual de 200.000 – con un precio posible de sólo $275 (250 €).

Blickfeld ya vende Lidars a varias empresas. Se utilizan para inspeccionar coches para aparcamientos y control de tráfico, para ejecutar los denominados sistemas de detección y prevención de colisiones de aviones teledirigidos y para supervisar vallas en laboratorios, bancos o aeropuertos.

«Los lidares producen mapas en 3D que son más fáciles de analizar para los ordenadores y, por lo tanto, son menos propensos a disparar falsas alarmas que las cámaras«, dice el Sr. Petit. Sin embargo, su principal objetivo sigue siendo la industria del automóvil.

Hacer pequeñas unidades Lidar ha sido un gran reto

El tamaño de este mercado para el Lidar es polémico. Elon Musk de Tesla espera que la opción más barata de cámaras mejoradas conectadas a radares de mayor definición sea suficiente.

Otros, como el Sr. Burger, esperan que el mercado se divida temporalmente en dos:

  1. En primer lugar, los robo-taxis conducirán de forma autónoma en ciudades abarrotadas. En ese caso, incluso los Lidars más caros seguirían siendo más baratos que el coste de un conductor.
  2. Sin embargo, para los coches privados, donde el coste es a menudo el factor dominante, es probable que el mercado de Lidar tarde más en evolucionar y pueda ser sustituido en última instancia por una combinación de cámaras y radares, afirma.

A pesar de estos retrasos, la Sra. Taneja espera que el Lidar sea necesario para cualquier coche con un alto nivel de autonomía. Esto significa que cualquier vehículo de gama alta que se esté desarrollando para su venta en los próximos años y que permita a los conductores centrar temporalmente su atención en otro lugar.

«Sólo necesitas este nivel extra de percepción por razones de seguridad.»

Resultado de imagen de Lidar technology

El atractivo de este mercado para los productores de Lidar se pone de manifiesto en el desglose de la Sra. Taneja: del precio total de un sistema avanzado de autocontrol, el 60% se destina a Lidar, el 30% a la unidad de procesamiento y el 10% a los mapas de alta definición, al software de IA y a la navegación por satélite.

Se pronostica que el mercado global de Lidar alcanzará los 731 millones de dólares en 2025 – no es de extrañar que los inversores e inventores se estén entusiasmando.

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