Autonomia do veículo e o futuro da engenharia elétrica

Você já assistiu a um filme de ficção científica onde incríveis inovações futuristas estavam voando ou passando pela tela?

Você já acreditou que essas invenções aconteceriam em sua vida? Bem, o futuro está aqui na forma de um veículo autônomo.

Mais conhecidas como veículos elétricos autônomos (AEV), essas maravilhas da tecnologia moderna usam uma combinação de sensores, câmeras e outras tecnologias avançadas para monitorar as áreas ao redor do veículo e ver se alguma estrutura está à frente.

À medida que as taxas de acidentes automobilísticos estão aumentando devido ao erro do motorista, os fabricantes de automóveis estão procurando novas maneiras de construir veículos mais seguros que não dependam de motoristas humanos.

O que é um veículo elétrico autônomo?

Um veículo elétrico autônomo é um veículo que não requer um motorista humano.

Portanto, ele usa uma combinação de radar, sensores, câmeras e inteligência artificial para navegar na rota entre os destinos.

Um veículo totalmente autônomo precisa fazer isso sem intervenção humana, e vários níveis de autonomia são usados ​​para medir isso.

Níveis de autonomia

A US National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) detalha os seis níveis de autonomia, começando pelo Nível 0, onde o veículo só pode ser conduzido com a assistência de um ser humano.

Os outros cinco níveis detalham e exploram recursos autônomos até o veículo totalmente autônomo que não requer assistência.

Nível 1

Este nível envolve um sistema avançado de assistência ao motorista (ADAS) que ajuda o motorista com funções do veículo, como direção, aceleração e frenagem, mas não simultaneamente.

Além disso, este sistema envolve câmeras traseiras que podem capturar qualquer objeto atrás do veículo. Além disso, ele define avisos para os motoristas se eles saírem da pista.

Esses recursos de segurança são padrão em veículos comerciais e um sistema de assistência ao motorista normalmente está disponível em veículos novos.

Nível 2

A autonomia de nível 2 envolve um sistema avançado de assistência ao motorista que pode dirigir, frear ou acelerar simultaneamente enquanto o motorista está ao volante.

O veículo pode assumir a tarefa de dirigir, mas o motorista pode recuperar o controle a qualquer momento.

Nível 3

O nível 3 envolve um sistema de direção automatizado (ADS) em vez de um sistema de assistência ao motorista que pode realizar toda a direção sob determinadas circunstâncias.

Um exemplo de Nível 3 é um veículo que pode estacionar para o motorista sem assistência. No entanto, o motorista humano ainda precisa estar alerta e assumir o controle do carro na maior parte do tempo.

O nível 3 é onde o veículo começa a detectar os arredores e aprender o ambiente ao redor do carro.

Nível 4

Este nível é onde o motorista humano é mais um passageiro e pode sentar e relaxar enquanto o sistema de direção automatizada executa todas as tarefas e monitora o ambiente.

Um veículo é confiável o suficiente neste nível para que o humano possa fazer outras coisas enquanto anda e não prestar tanta atenção quanto os diferentes níveis.

Nível 5

O nível 5 é o epítome da autonomia, onde um veículo faz tudo o que um motorista humano faria enquanto os passageiros se sentam e não se espera que monitorem o veículo.

Este é o nível que as montadoras estão se esforçando para alcançar porque oferece um motorista virtual. Então você está livre para fazer outras coisas durante o passeio de carro em vez de prestar atenção ao tráfego.

Existem alguns veículos de Nível 5 em fase de testes que apresentam resultados promissores, mostrando que veículos com essa capacidade podem ser fabricados de forma barata e, portanto, acessíveis a qualquer pessoa.

Como funcionam os carros autônomos?

Os veículos elétricos autônomos funcionam por meio de inteligência artificial, que usa enormes quantidades de dados para construir um sistema que auxilia o veículo a se locomover sem a ajuda de um motorista.

Os sistemas incluem reconhecimento de imagem, aprendizado de máquina e redes neurais que exigem um alto grau de especialização em engenharia para manter e executar.

As redes neurais identificam os padrões em grandes quantidades de dados, que são então alimentados em algoritmos de aprendizado de computador.

As redes neurais então aprendem a identificar coisas como semáforos, meio-fio, árvores, pedestres, placas de rua e outras partes naturais de um ambiente de direção.

Portanto, é essencialmente o carro indo para a escola de condução e aprendendo o que procurar. Este sistema pode reduzir acidentes porque a inteligência artificial pode detectar o que está ao redor do veículo.

Além disso, o carro pode prever o que esses objetos podem ser e fazer escolhas de direção em segundos. O sistema só fica melhor quanto mais funciona, pois aprenderá mais cada vez que sair para dar uma volta.

Um exemplo de como um sistema avançado funciona é o projeto Waymo do Google:

• O passageiro define o destino e o software do veículo calcula a melhor rota.

• Um sensor giratório no teto monitora um alcance de até 60 metros ao redor do carro e cria um mapa 3D do ambiente ao redor do veículo.

• Outro sensor na roda traseira esquerda detecta qualquer movimento lateral para monitorar a posição do veículo em relação ao mapa 3D.

• Os radares em ambos os para-choques calculam os obstáculos e a distância do veículo a eles.

• O software de inteligência artificial está vinculado a todos os sensores e coleta dados do software Street View do Google e os dados das câmeras de vídeo do veículo.

• O aprendizado profundo do sistema de inteligência artificial simula a percepção humana e as habilidades de tomada de decisão para controlar ações como direção, freios e aceleração.

• O software do veículo se comunica com o Google Maps para receber qualquer aviso prévio de pontos de referência ou problemas como acidentes, sinais de trânsito e semáforos.

• Uma função de substituição é incorporada ao sistema caso o motorista precise assumir o controle do veículo.

Este tipo de sistema é um veículo verdadeiramente autónomo onde o condutor só está lá para assumir o controlo do carro, se necessário.

Benefícios dos veículos autônomos

Segurança

Estima-se que 94% de todos os incidentes de trânsito são causados ​​por erro do motorista ou mau comportamento do motorista.

Com o advento dos veículos autônomos, viajar não dependerá da capacidade do ser humano de se concentrar e seguir as regras da estrada.

Portanto, parece lógico que a incidência de acidentes de trânsito pudesse ser reduzida a zero.

Independência

Um carro autônomo pode trazer independência muito desejada para aqueles indivíduos que não podem dirigir devido a uma deficiência.

Como o idoso que não pode mais dirigir por causa da degeneração macular ou a mulher que está paralisada da cintura para baixo e não precisa mais depender de outras pessoas para se locomover.

Um carro autônomo é uma excelente solução para quem ainda quer manter sua independência e viver uma vida de alta qualidade sem depender dos outros.

Economiza dinheiro

Esses veículos podem ajudar a economizar dinheiro em sinistros porque a ocorrência de acidentes diminuirá.

Com o tempo, as taxas de seguro para carros autônomos também podem ser reduzidas, pois os casos de sinistros cairão drasticamente.

Além disso, com os preços da gasolina cada vez mais altos, as pessoas podem economizar dinheiro, já que esses veículos são elétricos.

Produtividade aumentada

Os passageiros não terão mais de vigiar o carro à sua frente durante os engarrafamentos.

Além disso, eles podem ler um livro, terminar um relatório ou descansar em preparação para o dia seguinte.

A tecnologia também pode permitir que o veículo deixe os passageiros em seu destino e depois estacione sozinho.

Reduz o congestionamento

Esses veículos podem aliviar o congestionamento do tráfego reduzindo o número de acidentes que causam atrasos.

Melhor para o meio ambiente

Reduzir os engarrafamentos significa menos paralisação e menos gases de efeito estufa que danificam a atmosfera. Um veículo autônomo também é um meio perfeito para carona, reduzindo o número de carros na estrada.

Engenharia de veículos elétricos autônomos

A engenharia na área de veículos autônomos é desafiadora. Também pode ser uma profissão interdisciplinar gratificante que envolve educação em ciência da computação, robótica, automotiva e aprendizado de máquina.

Portanto, os engenheiros deste setor podem procurar emprego em uma das principais empresas automotivas que lideram o caminho em inovações de ponta.

Se você estiver interessado em trabalhar com veículos autônomos, poderá se inscrever em um programa de mestrado ECE como o oferecido na Kettering University Online.

Além disso, esse tipo de programa é projetado especificamente para ensinar a engenharia de veículos elétricos e autônomos com vistas ao futuro da indústria automotiva.

A engenharia de carros autônomos vai além do ensino tradicional de engenharia e se ramifica em muitas áreas de especialização.

Qualidades de um engenheiro de veículos elétricos autônomos

Ao fazer um mestrado em engenharia elétrica e de computação para sistemas avançados de mobilidade, você se concentrará nos seguintes aspectos:

• A integração de sistemas de computador e sistemas elétricos para uso em veículos autônomos e outras aplicações avançadas de mobilidade

• O desenvolvimento de aplicações avançadas de mobilidade para veículos elétricos, autônomos e híbridos, bem como outros sistemas de transporte – especificamente, como desenvolver sistemas de inteligência artificial e robótica aplicados à área de aplicações avançadas de mobilidade

• Como projetar sistemas dinâmicos que aprimoram a funcionalidade autônoma

• Robótica aprimorada pela IA

É preciso um indivíduo dedicado, com uma mente aguçada e olhos para o futuro, para se esforçar para se tornar um engenheiro de carros autônomos.

Se você trabalha em período integral, pode obter seu diploma online. Portanto, isso por si só requer uma determinação e disciplina exclusivas para alunos independentes.

Esta carreira não é uma corrida até o fim, mas uma maratona que o levará a novas áreas de tecnologia.

As inovações nas quais você estará trabalhando serão constantemente expandidas à medida que a área de veículos autônomos muda e melhora aos trancos e barrancos.

Você pode querer olhar para esta carreira dinâmica se tiver algumas destas características:

• Ser um aprendiz ao longo da vida que está disposto a aprimorar suas habilidades e conhecimentos continuamente

• Uma paixão pela pesquisa para ajudar a melhorar a tecnologia

• Dedicação para resolver problemas e persistir mesmo diante de uma tarefa difícil

• Uma aptidão para programação e codificação limpa

• A capacidade de pensar tecnicamente

• Capaz de analisar sistemas para descobrir deficiências

Indivíduos com experiência em engenharia com vários estilos, interesses e conjuntos de habilidades podem encontrar grande sucesso ao se unir a uma empresa envolvida na engenharia de veículos autônomos.

Existem muitos campos abertos para alguém com um grau avançado, que incluem:

• Engenheiro de robótica: um engenheiro de robótica trabalha na integração de robôs em tecnologias existentes, como veículos autônomos, submersíveis, veículos aéreos autônomos e outros tipos de robôs

• Engenheiro eletricista: Um engenheiro eletricista se concentra em trabalhar com eletromagnetismo, eletricidade e eletrônica

• Engenheiro de validação de condução autônoma (ADVE): Esses engenheiros testam e validam a plataforma computacional de veículos autônomos

• Engenheiro de sistemas: Este é um engenheiro que desenvolve e mantém sistemas funcionais (por exemplo, sistemas de comunicação sem fio de veículo para veículo, sistemas de comunicação por satélite aeroespacial, sistemas de computação em nuvem)

• Engenheiro de controles e acionamentos: esse tipo de engenheiro se concentra em manter o software e o hardware dos componentes funcionais do sistema de inteligência artificial, como atuadores e sensores.

• Programador de computador: Este é alguém que escreve e testa código de programação de computador para operação de software e hardware

• Engenheiro de sistemas de sensores: um engenheiro de sistemas de sensores se concentra nos aspectos de software e hardware dos sistemas de sensores, como radar, lidar e câmeras

Tornar-se um engenheiro de veículos autônomos envolve estudo interdisciplinar nas áreas de engenharia de software, matemática e robótica.

Além disso, programação de computadores, sensores, design automotivo e mecânica e engenharia mecânica também são necessários.

É a evolução da engenharia, e é uma perspectiva fascinante ver quais inovações virão a seguir.

Pensamentos finais

O futuro está aqui e, um dia, quando todos entrarmos em nossos veículos autônomos sem volantes, nos perguntaremos como as gerações passadas fizeram outra coisa.

Nossos veículos movidos a gás que precisam ser dirigidos por humanos seguirão o caminho do cavalo e da carruagem.

Os acidentes deixarão de existir porque os carros do futuro serão ajustados uns aos outros e continuarão a aprender mais a cada dia que passa.

A tecnologia de veículos elétricos autônomos é mais acessível do que imaginamos. Além disso, algumas empresas estão se esforçando para tornar essa tecnologia o mais acessível possível.

Como os veículos elétricos autônomos ajudarão nosso meio ambiente e a segurança do motorista é notável.

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