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As novas tecnologias sobre rodas para acabar com os acidentes e salvar vidas

Um carro que se dirige, sozinho, para a garagem. Um outro que nos protege de nós próprios se nos quisermos fazer à outra faixa. Uma bicicleta com ABS. Eis as novidades da Bosch na área da mobilidade.

Com quase dois metros de altura e 115 quilos de peso, Todd Heap foi um gigante. Marcou mais touchdowns do que qualquer outro jogador na história dos Baltimore Ravens, clube da liga de futebol americano. Reformou-se em 2013, depois de uma ótima carreira feita à custa de muita luta, muito esforço e… muitas lesões dolorosas.

No final da carreira, o ex-jogador pôde, finalmente, colher os frutos da carreira na NFL e a dedicar-se a criar os seus cinco filhos, incluindo a pequena Holly, menina loirinha que não saiu do colo do pai ao longo de toda a festa que os Baltimore Ravens dedicaram a Heap depois da retirada. Em abril deste ano, contudo, Todd Heap pegou na carrinha pickup e, ao recuar para a estrada, da entrada da sua vivenda, atropelou acidentalmente Holly, que morreu aos três anos de idade.

Antiga vedeta da NFL atropela acidentalmente e mata filha de três anos

A alemã Bosch convidou, no início deste mês, jornalistas de todo o mundo a Boxberg, na Alemanha, para dar a conhecer as novas tecnologias que querem ajudar a evitar acidentes como este e muitos outros. Na Austrália, por exemplo, morrem sete crianças por ano colhidas por carros de familiares, em casa. O evento da Bosch foi sobre mais do que isto — foi sobre como imaginar a mobilidade nas grandes cidades, no futuro muito próximo — mas conheça algumas das propostas da marca alemã na criação de tecnologias que querem poupar vidas como a da pequena Holly e a ruína emocional de famílias inteiras como a de Todd Heap.

Uma solução para recuar em segurança

O sistema Automatic Emergency Braking Rear (AEB-REAR), que a Bosch apresentou no Bosch Mobility Experience 2017, teria, provavelmente, evitado o acidente de Heap, na sua casa no Arizona. Várias marcas de automóveis e de tecnologia para carros já estão a apostar em câmaras traseiras para tornar estes acidentes menos frequentes, mas a AEB-REAR vai mais longe: recorre a sensores ultrasónicos especificamente concebidos para funcionar a velocidades inferiores a 15km/h.

Ao recuar, os sensores são capazes de criar um mapa do que está atrás do carro, a uma distância até 10 metros. Se o sistema detetar um objeto, em movimento ou parado, os sensores vão comunicar com o sistema de travões e imobilizar o carro imediatamente, sem intervenção do condutor, evitando o acidente ou atenuando as consequências.

Os cinco níveis da condução autónoma

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O National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA), do Departamento dos Transportes nos EUA, definiu em 2013 os cinco níveis da condução autónoma. Estas linhas orientadoras são importantes do ponto de vista tecnológico mas, também, para as questões relacionadas com os seguros e a responsabilidade civil:

Nível 0: O condutor humano controla todas as funções do carro. Pode haver sistemas de aviso, mas cabe ao condutor guiar o carro. É a condução a que a maioria de nós está habituada.

(continua)

Este sistema poderá funcionar em conjugação com outra tecnologia — a Home Zone Park Assist — que a Bosch já tinha apresentado e que mostrou aos jornalistas nas pistas de testes de Boxberg, a cerca de 100 quilómetros de Estugarda. O sistema é pensado para quem faz uma mesma manobra muito frequentemente — por exemplo, quem todos os dias estaciona o carro numa garagem cujo acesso envolve curvas e contracurvas. Mesmo o condutor mais afoito pode ter uma distração ou um dia mau e, de tantas vezes que o cântaro vai à fonte, um dia lá surge o risco ou a batida.

A única coisa que o condutor precisa de fazer é “ensinar” ao carro como é que se entra no lugar de estacionamento. Uma primeira vez, o condutor guia o automóvel até ao lugar e o trajeto fica memorizado. A partir daí, chegado a um ponto de partida aproximado, o carro irá fazer exatamente a mesma manobra, sempre que o utilizador quiser, seguindo à risca o que aprendeu na primeira vez e, claro, mantendo a atenção ao que o rodeia usando as câmaras e os 12 sensores ultra-sónicos que estão à volta do carro.

Os cinco níveis da condução autónoma

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Nível 1: O carro está equipado com um mecanismo de assistência à condução em que a maioria das funções continua a ser controlada pelo condutor, mas algumas funções específicas podem sofrer intervenção esporádica do computador. Falamos de ajudas na manutenção da faixa de rodagem, controlos eletrónicos de estabilidade e travagem assistida.

(continua)

O Home Zone Park Assist pode acabar com uma grande fatia das colisões de automóveis. Segundo um estudo da seguradora Allianz, publicado em 2015, cerca de 40% dos acidentes com danos para o automóvel resultam de manobras em espaços exíguos, como estacionamentos. Uma grande parte desses ocorre em locais onde os condutores vão frequentemente, como a entrada para a garagem em casa ou num lugar de estacionamento fixo (a garagem na empresa, por exemplo).

O condutor pode permanecer dentro do carro enquanto a manobra é feita ou, em alternativa, pode sair e monitorizar a manobra com o smartphone na mão. Segundo explicou ao Observador um dos engenheiros da Bosch, o carro pode andar até um máximo de 200 metros de forma autónoma e podem ser memorizados até 10 padrões de estacionamento diferentes.

O sistema serve tanto para meter o carro na garagem como, também, para o tirar novamente — é possível fazê-lo através de uma app. O ideal é o condutor seguir o movimento do carro, preparado para o parar a qualquer momento, mas todos os sensores estão ativos e a manobra será interrompida se estes detetarem algum obstáculo imprevisto, além dos obstáculos que o sistema memorizou na primeira vez, quando foi conduzido manualmente.

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Nível 2: O carro tem pelo menos um sistema automatizado de condução, usando informação acerca do ambiente que o rodeia. São exemplos mecanismos automáticos de recentrar o veículo na faixa de rodagem, um cruise control “inteligente” (que se adapta a velocidade aos outros carros). O condutor “está liberto da condução, podendo ter os pés e as mãos fora dos pedais e do volante, ao mesmo tempo”. Mas tem de estar sempre atento e preparado para ter de conduzir, a qualquer momento.

(continua)

A Continental, concorrente da Bosch, também alemã, também apresentou, no final de junho, um sistema semelhante.

Para outros tipos de manobra em distâncias curtas — ou para quem gosta de estacionar o carro na garagem todos os dias — a Bosch está a equipar carros com um sistema multi-câmara para ajudar em manobras de visibilidade reduzida. Um exemplo: a câmara que está colocada bem na frente do carro, perto da insígnia, é panorâmica e pode ser uma ferramenta crucial numa entrada num entroncamento, por exemplo.

Além da câmara frontal, há, também, uma câmara traseira para ajudar, por exemplo, no estacionamento (com a capacidade de simular uma visão de baixo para cima, para perceber melhor a que distância estamos, realmente, dos obstáculos traseiros). Em cada um dos espelhos retrovisores, dos dois lados, há também uma câmara. Todas estas interagem com os sensores ultra-sónicos que também podem estar no carro, para criar uma visão total, a 360º, do que está à volta do carro.

As câmaras à volta do carro, em conjunto com os sensores e radares, criam uma visão total, a 360º, do que está à volta da viatura.

Um erro de cálculo pode causar um acidente grave

Outro tipo de acidente muito comum, e com consequências graves, é o embate quando um carro se aproxima do eixo da via, à espera de cruzar a faixa contrária e erra ao calcular a velocidade a que os outros veículos se aproximam. A Bosch está a desenvolver uma tecnologia para ajudar os condutores a protegerem-se de si próprios na altura de virar à esquerda num entroncamento.

Assim que o condutor liga o pisca, as câmaras que existem no carro fazem uma análise da faixa de rodagem e do trânsito que se aproxima. Para já, o sistema só deteta o trânsito que vem na faixa imediatamente ao lado (ou seja, se no sentido contrário houver duas faixas o mecanismo ainda não deteta o trânsito que vem na faixa mais distante).

No teste da Bosch, o outro carro aproximava-se a uma velocidade de 40 km/h (a tecnologia já foi mais longe, mas nestes testes a velocidade foi limitada a 40 km/h). O engenheiro tentou avançar para cima do carro que vinha em sentido contrário, o que poderia causar um acidente grave, mas o sistema acionou automaticamente os travões. O carro, um Audi, não cruzou a faixa de rodagem e não chocou no Renault que se aproximava.

E quando não é possível evitar o acidente?

Ao volante de um Tesla, um outro engenheiro da Bosch mostrou-nos como a tecnologia junta os dados recolhidos pelos radares e, por outro lado, pelas câmaras, para tirar conclusões sobre o que se passa fora do carro. Chama-se a isso data fusion, a fusão dos dados recolhidos pelos radares e pelas câmaras, e é esse processo que ajuda o carro a perceber melhor o que o rodeia e os perigos que podem aproximar-se.

Os cinco níveis da condução autónoma

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Nível 3: É o chamado nível da “automação condicional”. O condutor humano já pode transferir para a máquina “funções críticas para a segurança”, mas continua a ser necessário estar pronto a intervir caso seja necessário. Já não precisa, no entanto, de estar tão atento quanto no nível anterior — a sua intervenção é descrita como ocasional, cabe ao carro movimentar-se de forma autónoma no trânsito. Numa auto-estrada, por exemplo, o carro pode acelerar, abrandar, mudar de faixa, etc. A máquina reconhece os próprios limites e, com antecedência suficiente, alerta o condutor para pegar no volante.

(continua)

Por estar constantemente a analisar a estrada e os outros carros, usando os dois tipos de informação complementar, onde esta tecnologia pode fazer a diferença é na antecipação e no timing. As novas tecnologias sobre rodas têm como objetivo evitar os acidentes, mas por vezes os acidentes são inevitáveis. E é aí que o timing, a sequência de mecanismos de segurança, pode salvar vidas ou evitar lesões graves.

Com o recurso aos dados de radares e câmaras, o sistema consegue calcular o tempo que falta até ao impacto. Vinte milissegundos, explica-nos o engenheiro, chegam para fazer várias coisas dentro do carro que, num acidente, podem fazer a diferença. Uma delas é soltar o airbag mais cedo — em vez de estar passivamente à espera de um impacto para ser despoletado, o airbag é soltado 20 milissegundos antes, o que significa que no momento do impacto ele já está muito próximo do nosso corpo. O que, por sua vez, significa que o encontro entre o nosso corpo e o airbag se dá muito próximo da posição original, e não a meio caminho (quando o corpo já está curvado e o alinhamento entre coluna, pescoço e cabeça está numa posição mais perigosa).

Os cinco níveis da condução autónoma

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Nível 4: O maior salto dá-se entre os níveis 3 e 4. O condutor deixa de ter responsabilidades na condução “em casos de utilização definidos”, dentro de um “âmbito operacional definido” — ou seja, por outras palavras, o carro pode andar de forma autónoma mas não em todas as situações de trânsito. Nas zonas ou situações onde este nível de condução autónoma for permitido, o condutor pode dormir uma sesta, se quiser, sobretudo se não tiver o sono muito pesado.

(continua)

Ao antecipar o embate, o sistema consegue aplicar os travões mais cedo e é capaz, também, de dar um apertão no cinto, fazendo o corpo recuar ligeiramente e, assim, atenuar a perigosa projeção para a frente no caso, por exemplo, de um embate frontal. Estudos independentes encomendados pela Bosch garantem que o risco de lesões graves se reduz em até 70%.

Imagem: Bosch

Os radares e câmaras que estão aplicados nos carros detetam obstáculos e conseguem, rapidamente, dar ordens ao sistema de travagem para imobilizar o veículo antes de haver um embate. Uma demonstração da Bosch, em Boxberg, envolveu um carro a cruzar uma nuvem de fumo e, sem qualquer intervenção do condutor, travar a uma unha negra de colher um ciclista que se atravessava.

Segundo dados citados pela Bosch, uma bicicleta está envolvida em um em cada quatro acidentes rodoviários na Alemanha que resultam em ferimentos ou morte. Os reguladores estão prestes a fazer algo quanto a isto: a partir de 2018, os ratings de segurança da NCAP (European New Car Assessment Program) vão passar a incluir um sistema automático de travagem de emergência para proteger os ciclistas, que são altamente vulneráveis e imprevisíveis, sobretudo nas grandes cidades. Ou seja, cada vez mais os reguladores vão exigir mecanismos para proteção dos ciclistas.

Os cinco níveis da condução autónoma

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Nível 5: A condução totalmente autónoma, em que o carro pode nem precisar de ter um volante. Em qualquer situação de condução, o carro não necessita de qualquer pessoa responsável — pode ser um robotaxi. “Mas ainda estamos um bastante longe desse momento”, reconheceu um dos engenheiros da Bosch.

O sistema da Bosch usa uma câmara de vídeo dupla (stereo) e/ou um radar de longo alcance, dados que são fundidos com as informações recolhidas por sensores e pelas câmaras multi-funções à volta do carro. Este é o hardware necessário para a identificação dos ciclistas — depois, utiliza-se, também, o iBooster, o mecanismo eletromecânimo de travagem criado pela marca alemã que foi especialmente concebido para os veículos elétricos e híbridos (ver mais aqui).

Uma bicicleta com ABS. E nada, nunca mais, será igual

Prestes a chegar ao mercado está um sistema desenvolvido pela Bosch que introduz a tecnologia ABS numa e-bike, uma bicicleta com motor elétrico para ajudar na propulsão.

O sistema anti-bloqueio, comum nos carros e motociclos, dá à bicicleta uma estabilidade que chega a ser, quase, contra-intuitiva. Se estivermos a pedalar com toda a força e, de repente, travarmos, com os travões da frente e de trás, também com toda a força, o que a nossa intuição nos diz é que vamos perder o controlo da bicicleta ou, mesmo, cair da bicicleta se a roda de trás levantar. Com o sistema ABS, a travagem é absolutamente estável e fluída, até à imobilização — mesmo se, durante a travagem, como experimentámos, passarmos de alcatrão para gravilha, para ferro (de um escoamento de águas), para relva.

Uma vez experimentando uma bicicleta com ABS, pode ser difícil voltar a andar numa bicicleta normal, sem este sistema. A tecnologia deverá começar a ser comercializada no outono de 2018, mas não será possível comprar o mecanismo à parte e aplicá-lo numa bicicleta — os interessados terão de comprar uma bicicleta que já tenha este sistema que, como o Observador pôde comprovar, é uma pequena revolução.

Também nas duas rodas, mas sem pedais, a Bosch apresentou a sua scooter e-Schwalbe, que concorre com as demais com o seu motor elétrico de 48 volts e bateria de lítio desenvolvida pela própria Bosch. A autonomia aproximada é de 125 quilómetros, com uma carga que demora uma hora e meia a completar (traz um cabo de cinco metros de comprimento). A velocidade máxima é de 45 quilómetros horários, e o motor só demora cinco segundos a atingir essa velocidade.

O Bosch Mobility Experience 2017 decorreu nos "proving grounds" (pistas de testes) de Boxberg, a cerca de 100 quilómetros de Estugarda.

As várias e-Schwalbe, nas múltiplas cores disponíveis, foram uma das imagens de fundo na apresentação keynote da Bosch, em que vários responsáveis falaram sobre a visão da empresa sobre como será a mobilidade nas megacidades mundiais, onde até 2050 viverão mais de seis mil milhões de pessoas em todo o mundo. O objetivo da Bosch e das outras empresas deste setor é promover uma mobilidade conectada, que usa vários tipos de meios de transportes (privados, públicos ou partilhados), e onde se reduz o máximo o stress, a poluição e os acidentes (que, hoje, matam 1,2 milhões de pessoas por ano em todo o mundo).

A máquina não se distrai a mandar um SMS a um amigo enquanto viaja

E é aí que entra a condução autónoma, o passo seguinte em relação às assistências à condução que a Bosch deixou experimentar. À medida que se escalam os vários níveis da condução autónoma (ver caixas), “todos estamos a trabalhar para fazer com que a máquina consiga ser capaz de, como os condutores humanos, tomar as milhares de decisões por segundo que se tomam na estrada”, afirmou um dos engenheiros da Bosch que falou sobre a condução autónoma, a poucos metros de um Mercedes futurista em que os bancos da frente se viram para trás, criando uma configuração de quatro lugares virados uns para os outros.

Até ao início da próxima década, a Bosch quer, com a parceira Daimler, vender os primeiros carros urbanos totalmente autónomos (níveis 4 e 5).

A realidade é que “queremos que a máquina tome melhores decisões do que o condutor humano”, porque a máquina está sempre a olhar para todos os lados, consciente da sua posição exata, dos outros veículos e do piso. “Além disso, a máquina não se distrai a enviar uma mensagem de texto no telemóvel”, diz Charlie, engenheiro, meio a brincar.

A Bosch trabalha com radares de longa distância, que vão até uma distância de 250 metros, radares de média distância, com menos dispersão mas um alcance um pouco menor (até 180 metros), e o famoso lidar, um radar que funciona com tecnologia de laser que também tem um alcance de aproximadamente 200 metros. Além dos radares, o sistema usa, também, câmaras de vídeo, designadamente as câmaras em stereo (uma ao lado da outra, como a visão humana, por trás do retrovisor) que ajudam a dar uma perceção de profundidade. Finalmente, há os sensores ultra-sónicos, de curto alcance, de que já falámos.

Bosch aposta cada vez mais na área da mobilidade

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A Bosch tem 227 mil colaboradores, em todo o mundo, na área de soluções de mobilidade, uma divisão que gerou receitas de 44 mil milhões de euros em 2016. A expectativa para este ano é que esse negócio cresça 7% e, no final de 2017, a empresa alemã deverá ter 48 mil colaboradores a trabalhar em pesquisa e desenvolvimento. Parte da produção e pesquisa acontece em Portugal, sobretudo na unidade de Braga, onde a empresa está a investir cada vez mais e onde também está a ocorrer pesquisa na área da condução autónoma.

Cada sistema tem as suas vantagens e, também, as suas limitações, daí que seja a data fusion a resposta para garantir um reconhecimento perfeito do que está à volta do carro. Até ao início da próxima década, a Bosch quer, em colaboração com a parceira Daimler, vender os primeiros carros urbanos totalmente autónomos (níveis 4 e, mais tarde, 5).

Serão carros conectados a servidores — a cloud — para onde enviam informação sobre a estrada, trânsito, lugares de estacionamento, etc. Uma das preocupações, nesse contexto, é a segurança. “É crucial que se impeça que o carro possa ser tomado por um pirata”, diz o engenheiro da Bosch, que explica que os carros são protegidos com “várias camadas de segurança”: uma ECU (unidade de controlo eletrónico) encriptada, comunicações internas também encriptadas e mecanismos de segurança que estão sempre a mudar e firewalls para garantir que não pode haver acessos externos não autorizados. E cada carro tem a sua encriptação individual — “ou seja, não existe nenhuma unidade central onde alguém possa entrar e fazer 30 carros baterem uns contra os outros”.

E como será conduzir um carro autónomo? “Será uma condução mais suave, mais previsível. Quando estamos a ler o jornal a bordo de um carro não queremos que o carro mude repentinamente de direção, como poderíamos fazer naturalmente se estivéssemos a conduzir”, diz Charlie, o engenheiro. Mas será que, com menos improviso e “desenrascanço”, será que os carros autónomos podem ter uma condução tão defensiva que acabe por formar ainda mais trânsito? “Inicialmente, os carros vão conduzir de forma conservadora mas à medida que a tecnologia amadurecer a condução será cada vez mais parecida com uma condução natural — mas não, nunca vão andar a velocidade superior ao permitido.”

Pronto para largar o volante?

O jornalista viajou a convite da Bosch.

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