¿Conocía la tecnología que ayuda a Neato Botvac conectado navegar alrededor de los muebles y los zapatos callejeros también ayuda a los autos sin conductor de Waymo de Alphabet a conducir las concurridas calles de la ciudad? Se llama lidar y se usa en todo, desde guiar vehículos autónomos hasta excavar ciudades antiguas en excavaciones arqueológicas.

(Crédito de la imagen: Waymo)

Lidar existe desde hace más de medio siglo, por lo que no es nada particularmente nuevo en el mundo de la tecnología. Sin embargo, se ha adaptado de su uso original para funcionar en varias industrias diferentes.

¿Qué es LIDAR y cómo funciona?

Lidar, un acrónimo de "detección de luz y alcance", se ha utilizado desde la década de 1960, cuando los aviones lo emplearon para inspeccionar masas terrestres.

La tecnología utiliza la luz para determinar qué tan lejos está algo, pero es más fácil de entender si lo considera una ecolocalización, como la forma en que los delfines y los murciélagos disciernen su entorno. Lidar rebota rayos láser y luego mide cuánto tiempo tarda la luz en golpear un objeto o superficie. Luego, esos datos se reflejan en un escáner, que calcula la distancia al objeto que acaba de golpear la luz. Esos puntos de datos, de los cuales puede haber millones, se procesan luego como una visualización en 3D, como un mapa o una nube de puntos. Y a diferencia del radar o las ondas sonoras, el lidar no se disipa cuando regresa a su escáner.

Una lectura del sistema lidar de Velodyne, que es una empresa con sistemas lidar en uso en automóviles sin conductor. Crédito: Velodyne
(Crédito de la imagen: Lectura del sistema lidar de Velodyne, que es una empresa con sistemas lidar en uso en automóviles autónomos. Crédito: Velodyne)

Lidar es rápido y eficiente; Puede capturar una gran cantidad de datos en muy poco tiempo, razón por la cual los autos autónomos (y las aspiradoras robotizadas) lo usan para orientarse. La tecnología ha sido útil en una variedad de industrias notablemente amplia; arqueólogos, geólogos, agricultores, fuerzas del orden y el ejército han confiado en lidar de una forma u otra.

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Esta tecnología no está exenta de salvedades. Los sensores Lidar son costosos de fabricar a escala y la tecnología no funciona muy bien en condiciones de niebla densa o inclemencias del tiempo. Estas dos limitaciones son parte de la razón por la cual la industria de los automóviles autónomos tiene problemas para llevar cualquier producto a la carretera.

Lidar en vehículos autónomos

Si ha presenciado un automóvil autónomo en acción o ha visto alguna de las imágenes de los móviles Waymo, probablemente haya notado la cámara voluminosa colocada en la parte superior de dichos vehículos. Eso es parte del sistema LIDAR, y lo que hay adentro ayuda a los autos autónomos a navegar por las calles de la ciudad. Sin embargo, no todos los vehículos autónomos utilizan lidar; Elon Musk, el hombre detrás de Tesla, ha dicho que el lidar es una "muleta" para los sistemas de conducción autónomos y que prefiere confiar en las cámaras.

Crédito: Kim Kulish / Corbis / Getty
(Crédito de la imagen: Kim Kulish / Corbis / Getty)

A diferencia de los sistemas LIDAR tradicionales, los coches autónomos de la talla de Toyota y Audi no confíe en la tecnología para "ver" tanto como para ayudar a procesar los datos. Muchos vehículos autónomos también utilizan radares y cámaras, y cuando esos dos se quedan cortos, el lidar puede ayudar a recoger las piezas faltantes con datos limpios y listos para la computadora.

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El uso de sistemas lidar en automóviles autónomos ha tenido una tendencia ascendente desde 2005, después de una demostración en una carrera llamada Gran desafío de Darpa. La carrera enfrentó a 15 vehículos autónomos entre sí en el desierto de Mojave, y fue allí donde el director ejecutivo de Velodyne, Dave Hall, mostró su visión de cómo se podría usar lidar para pilotar un automóvil. Eso ayudó a animar a otros participantes en la carrera a intentar implementar la tecnología en sus propios vehículos, y unos años más tarde, los mismos concursantes regresaron para una revancha, esta vez con los sistemas lidar Velodyne liderando la camino.

El sistema lidar de Velodyne está ayudando a liderar la causa, pero un sensor comienza en la friolera de $ 4,000. Crédito: Velodyne
(Crédito de la imagen: el sistema lidar de Velodyne está ayudando a liderar la causa, pero un sensor comienza en la friolera de $ 4,000. Crédito: Velodyne)

Velodyne es un nombre importante del que escuchará más a medida que los automóviles autónomos se comercialicen cada vez más en los próximos años. La compañía ha evolucionado un poco desde la gran carrera y ahora es conocida por sus sistemas lidar más pequeños y asequibles. Pero a $ 4,000 cada uno, todavía son demasiado caros para agregarlos a los otros costos asociados con la fabricación de un automóvil. Y mientras las startups tienen prometido sensores por tan solo $ 250 cada uno, todavía queda un largo viaje por delante antes de que el lidar sea lo suficientemente pequeño, económico y competente para conducir los autos de todos.

Cómo funciona LIDAR en aspiradoras robotizadas

El sistema lidar en un robot aspirador no parece del tipo que pilota vehículos autónomos, pero funciona igual que lo que hay dentro de los coches autónomos de Alphabet.

El Neato Botvac Connected tiene su sensor lidar sobresaliendo de la parte superior para que el robot pueda ver todo.
El Neato Botvac Connected tiene su sensor lidar sobresaliendo de la parte superior para que el robot pueda ver todo.

En el caso de Neato Botvac conectado, hay un sensor lidar giratorio en la parte superior de la aspiradora que traza un mapa de la casa mientras el dispositivo está limpiando. Este sensor lidar dispara un láser en todas direcciones; luego, la luz láser lo refleja de regreso al sensor para recopilar los datos que ayudan al robot a trazar un mapa de su casa. La mayoría de los Neato Botvacs ofrecerán una lectura después de la limpieza en la aplicación complementaria, para que pueda ver lo que vio el sistema lidar.

Incluso con LIDAR al timón, las aspiradoras robotizadas no son navegantes perfectos. Todavía necesitan ayuda mientras limpian, asegurándose de que no se enreden con cables o se atasquen debajo de muebles bajos. Lidar no es perfecto, y que sea un factor de por qué las aspiradoras robotizadas aún no son completamente autónomas es un buen paralelo de por qué los automóviles autónomos no han sido ampliamente adoptados. Todavía hay mucho trabajo por hacer antes de que un sistema lidar autónomo pueda operarlo por sí solo.

¿Cuál es el futuro de lidar?

Lidar en sí es una tecnología en constante evolución. Pero en el caso de los autos autónomos, todavía hay mucho por hacer antes de que sea lo suficientemente preciso para conducir los vehículos en los que viajan los seres humanos, sin mencionar que es prohibitivamente caro para los cada persona. Con otras tecnologías cada vez más baratas y mejores para inspeccionar el mundo que las rodea, es posible que los fabricantes tengan menos motivos para considerar un sistema lidar en primer lugar.

Hay nuevas empresas que esperan ayudar a que la industria avance con nuevas ideas para sistemas híbridos lidar para el automóvil autónomo. Empresas como AEye han construido sensores híbridos que combinan un lidar de estado sólido, una cámara con poca luz y chips que ejecutan algoritmos de inteligencia artificial para reprogramar cómo se usa el hardware en tiempo real. Sin embargo, existen dudas sobre si el aprendizaje automático es viable para ayudar a que los autos robot vean.

Quanergy, otra startup de Silicon Valley, edificio su propia versión "barata" de un sistema lidar de estado sólido, pero hay escepticismo sobre si valdría la pena usar el sistema a ese precio. Y luego esta Velodyne, que está trabajando para reducir sus sensores y adaptarlos a configuraciones de estado sólido, aunque carecen del alcance y la resolución necesarios para conducir a alta velocidad.

La decisión de Tesla de no usar lidar podría afectar el estado de la tecnología como una opción popular para los sistemas autónomos en el futuro, especialmente si esa empresa demuestra que puede lograr lo que otras empresas de vehículos autónomos han logrado no. A medida que el costo de las cámaras disminuye y la resolución de píxeles mejora, puede haber menos razones para confiar en un sistema lidar al volante en lugar de las cámaras.