Primeiro teste de ônibus autônomo de nível 4 em vias públicas de Tóquio

Primeiro teste de ônibus autônomo de nível 4 em vias públicas de Tóquio

Uma equipe de pesquisa da Universidade de Tóquio começou, na terça-feira, a testar pela primeira vez um ônibus autônomo de nível 4 em vias públicas da região metropolitana de Tóquio. O teste representa um marco importante no desenvolvimento do transporte autônomo no Japão, que busca soluções inovadoras para enfrentar a escassez de motoristas e os desafios demográficos.

O teste representa um avanço em relação aos anteriores realizados no mesmo trajeto, onde um ônibus autônomo de nível 2 — com direção parcialmente automatizada — opera desde o fim de 2019. O percurso liga o campus Kashiwa da universidade à estação Kashiwanoha-campus, cobrindo aproximadamente 2,6 quilômetros (2,3 km em vias públicas e 0,3 km dentro do campus).

O professor Yoshihiro Suda, do Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio e presidente do Comitê de Promoção de ITS de Kashiwa, explicou a importância desse avanço:

A transição do nível 2 para o nível 4 de autonomia representa uma mudança fundamental na forma como abordamos o transporte. No nível 4, o veículo consegue lidar com todos os aspectos da condução dentro de sua área operacional designada, inclusive reagir a situações inesperadas. Isso abre novas possibilidades para o transporte público sem depender de motoristas humanos, ajudando a enfrentar a grave escassez de condutores no Japão.

O projeto foi desenvolvido por meio de uma ampla colaboração entre a Universidade de Tóquio, órgãos governamentais, empresas privadas e diversas organizações. Ele integra o Consórcio de Cidade Inteligente de Kashiwanoha, selecionado pelo Ministério da Terra, Infraestrutura, Transporte e Turismo do Japão como projeto de cidade inteligente e projeto-modelo avançado.

Entenda os níveis de condução autônoma

Os níveis de automação vão de 1 a 5, cada um representando graus crescentes de autonomia do veículo. O nível 1 corresponde a tecnologias que auxiliam o motorista, como o controle de cruzeiro adaptativo, enquanto o nível 5 representa a automação completa em todas as condições.

A automação de nível 2, utilizada pelo ônibus anterior, significa que o sistema executa subtarefas de controle dos movimentos vertical (aceleração e frenagem) e horizontal (direção) do veículo em uma área limitada, mas ainda exige supervisão humana. Já a automação de nível 4 — foco deste novo teste — representa um grande salto tecnológico. Nesse nível, o sistema executa todas as tarefas de condução e responde a dificuldades que surjam durante a operação em uma área limitada, sem intervenção humana.

O Conselho de Promoção de ITS de Kashiwa, que coordena o projeto desde dezembro de 2009, define os níveis com clareza: sistemas de nível 1 executam subtarefas de controle dos movimentos do veículo em uma área limitada, no sentido longitudinal ou lateral. Sistemas de nível 2 executam subtarefas de controle da dinâmica do veículo tanto no sentido longitudinal quanto no lateral. Sistemas de nível 3 executam todas as tarefas dinâmicas de condução no domínio restrito, mas solicitam intervenção caso surjam dificuldades. Sistemas de nível 4 executam todas as tarefas dinâmicas de operação e respondem a dificuldades em um domínio restrito. Por fim, sistemas de nível 5 executam todas as tarefas dinâmicas de condução sem limitações.

A evolução do projeto de ônibus autônomo de Kashiwa

O projeto de ônibus autônomo de Kashiwa evoluiu significativamente desde seu início. A primeira fase começou em novembro de 2019, com testes de ônibus autônomos de nível 2 que prosseguiram até março de 2020. Os testes iniciais utilizaram um ônibus comercial equipado com um sistema de condução autônoma desenvolvido pela Advanced Smart Mobility Co., Ltd. e operado pela TOBU BUS EAST CO., LTD. O veículo era baseado no modelo Liesse, da Hino Motors, com capacidade para 17 passageiros.

Esses primeiros testes foram concebidos como pesquisas essenciais para entender os desafios práticos de operar ônibus autônomos por períodos prolongados. A maioria dos testes anteriores de condução autônoma havia sido realizada por períodos curtos; por isso, o projeto de cinco meses buscou verificar métodos de operação em rotas reais, além de procedimentos de operação, inspeção e manutenção a longo prazo.

Em janeiro de 2021, um novo veículo foi incorporado às demonstrações. Esse ônibus autônomo era baseado no modelo Elgamio, da Isuzu, e tinha capacidade ampliada para 56 passageiros (28 sentados). No entanto, por precaução devido à COVID-19, a capacidade efetiva foi limitada a 15 pessoas por razões de segurança. O veículo atualizado tinha sistemas de condução autônoma aprimorados, recursos de sensoriamento mais avançados e maior conforto durante a aceleração e a desaceleração.

Com base nos conhecimentos obtidos nos testes demonstrativos iniciados em 2019, a Advanced Mobility Corporation aprimorou o sistema de condução automatizada, ampliando os recursos de sensoriamento, melhorando o conforto durante a aceleração e a desaceleração e aumentando o tamanho do veículo. Nesta fase, o ônibus operará com autonomia de nível 2, com planos de avançar para o nível 4 futuramente, de acordo com os resultados das avaliações em andamento.

A tecnologia por trás do ônibus autônomo

O ônibus autônomo de nível 4 incorpora tecnologias avançadas que permitem que ele circule com segurança sem intervenção humana. Entre elas estão o controle de permanência na faixa, o posicionamento por GNSS (GPS), sensores de marcadores magnéticos para localização precisa e o controle de velocidade por meio da automação do acelerador e dos freios.

O veículo conta com recursos de segurança especializados, incluindo a função SRA (controle de distância em todas as velocidades) e a capacidade de coordenar-se com semáforos, cujas cores são identificadas por câmeras para que o ônibus reaja adequadamente. Além disso, o veículo dispõe de sistemas automatizados de controle de chegada e partida nos pontos de ônibus.

Para o novo teste de nível 4, o ônibus está conectado a uma plataforma automatizada de gerenciamento de operações veiculares chamada Dispatcher, desenvolvida pela BOLDLY Corporation. A plataforma oferece monitoramento remoto do status, recursos para instruções de condução e resposta a emergências, tomada de decisão sobre a possibilidade de circulação e registro abrangente de trajetos e erros.

Essas tecnologias funcionam em conjunto para criar um sistema abrangente de segurança e gestão operacional, permitindo que o ônibus opere de forma autônoma e mantenha comunicação constante com uma central de controle remoto, que pode intervir se necessário. A plataforma Dispatcher acrescenta funções que podem ser executadas remotamente, incluindo o registro da condução, o registro de erros, o monitoramento do status, instruções de condução, resposta a emergências e decisões sobre a conveniência ou necessidade de realizar um trajeto.

O veículo combina sensores e sistemas de reconhecimento para circular com segurança pelo trajeto designado. O sistema de controle de permanência na faixa ajuda a manter o ônibus na posição correta na via, enquanto o sensor de marcadores magnéticos permite a localização precisa ao longo do percurso. O sistema de controle de velocidade gerencia a aceleração e a frenagem para garantir uma operação suave.

Como o projeto enfrenta os desafios do transporte no Japão

O teste do ônibus autônomo faz parte da estratégia mais ampla do Japão para enfrentar desafios urgentes no transporte. O país passa por mudanças demográficas significativas, entre elas o envelhecimento da população, a queda da natalidade e uma grave escassez de motoristas. Esses fatores levaram à redução dos serviços ferroviários e de ônibus em áreas mais afastadas, criando problemas de mobilidade para os moradores.

Municípios de todo o Japão estão recorrendo cada vez mais às tecnologias de condução autônoma como solução para esses desafios. Desde abril de 2023, veículos autônomos de nível 4 podem circular sem motorista em vias públicas japonesas, sob condições específicas, criando um marco regulatório para uma implementação mais ampla.

Yuki Saji, presidente e diretor-executivo da BOLDLY Inc., destacou a importância desses avanços:

Diante das mudanças demográficas, como o envelhecimento da população, a queda da natalidade e a escassez de motoristas, a infraestrutura de transporte do Japão enfrenta desafios à medida que os serviços ferroviários e de ônibus diminuem nas áreas mais afastadas. Para enfrentar esses problemas de mobilidade, os municípios japoneses estão recorrendo cada vez mais às tecnologias de condução autônoma como solução.

O projeto de Kashiwa busca especificamente avaliar o desempenho do ônibus nas vias e sua segurança tendo em vista a autonomia de nível 4. Os planos incluem continuar desenvolvendo novos ônibus autônomos e ampliar as operações com base nos resultados. O objetivo final é colaborar com o desenvolvimento do bairro de Kashiwanoha para criar um serviço seguro, confortável e conveniente para os moradores.

O projeto foi apresentado como uma iniciativa vinculada ao Consórcio de Cidade Inteligente de Kashiwanoha, selecionado pelo Ministério da Terra, Infraestrutura, Transporte e Turismo como projeto de cidade inteligente e projeto-modelo avançado. Com base nos resultados do teste, serão avaliados o desempenho do ônibus nas vias e sua segurança tendo em vista a autonomia de nível 4 ou superior. Também será desenvolvido um novo ônibus autônomo, e os testes operacionais continuarão com novos veículos introduzidos após este teste.

Outras pesquisas sobre veículos autônomos na Universidade de Tóquio

A Universidade de Tóquio está na vanguarda da pesquisa sobre veículos autônomos, com projetos que vão além dos aspectos mecânicos da condução. Um estudo inovador investigou como veículos autônomos poderiam se comunicar com pedestres para aumentar a segurança.

O professor Takeo Igarashi, da Escola de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia da Informação, liderou uma pesquisa que equipou veículos autônomos com olhos robóticos capazes de olhar para os pedestres para indicar que os perceberam ou desviar o olhar quando não os detectassem. O estudo constatou que esses sinais visuais influenciaram significativamente o comportamento dos pedestres, ajudando-os a tomar decisões mais seguras e eficientes ao atravessar.

Como explicou o professor Igarashi:

Ainda não há pesquisas suficientes sobre a interação entre carros autônomos e as pessoas ao redor, como os pedestres. Por isso, precisamos investigar mais e nos dedicar a esse tipo de interação para garantir segurança e confiança na sociedade em relação aos carros autônomos.

A pesquisa revelou diferenças interessantes entre homens e mulheres na forma como os pedestres reagiram aos olhos robóticos. Participantes homens tomaram menos decisões arriscadas ao atravessar quando os olhos do veículo olhavam para eles, enquanto participantes mulheres tomaram menos decisões ineficientes (optar por não atravessar quando era seguro) nas mesmas condições.

Em última análise, o experimento mostrou que os olhos tornaram a travessia mais fluida ou segura para todos. A equipe reconhece que o estudo é limitado pelo pequeno número de participantes e por testar apenas uma situação, mas os resultados são promissores. A transição da condução manual para a automatizada representa uma grande mudança e, se os olhos realmente puderem contribuir para a segurança e reduzir acidentes de trânsito, os pesquisadores acreditam que vale a pena considerar seriamente sua inclusão.

Em etapas futuras, a equipe gostaria de desenvolver o controle automático dos olhos robóticos, conectados à inteligência artificial do veículo autônomo em vez de serem controlados manualmente. Isso permitiria adaptar o sistema a diferentes situações e melhorar a comunicação entre pedestres e veículos.

Parceiros e colaboradores do projeto

O sucesso do projeto de ônibus autônomo depende de uma ampla colaboração entre instituições acadêmicas, órgãos governamentais e empresas privadas. O Conselho de Promoção de ITS de Kashiwa reúne diversas organizações que trabalham em conjunto para tornar essa tecnologia realidade.

Entre as organizações participantes das demonstrações com ônibus automatizados estão a Organização de Pesquisa Colaborativa em Inovação em Mobilidade da Universidade de Tóquio, o Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio, a Escola de Pós-Graduação em Ciências de Fronteira da Universidade de Tóquio, a cidade de Kashiwa, a Advanced Smart Mobility Co., Ltd., a TOBU BUS EAST CO., LTD., a Mitsui Fudosan Co., Ltd., a SB Drive Corp., o Centro de Design Urbano de Kashiwanoha (UDCK), a Pacific Consultants Co., Ltd., a Sompo Japan Nipponkoa Insurance Inc. e a Mitsubishi Auto Leasing Corporation.

Essa parceria diversa reúne conhecimentos em tecnologia de transporte, planejamento urbano, seguros e desenvolvimento imobiliário, criando uma abordagem abrangente para implementar o transporte autônomo em um ambiente urbano real. O conselho foi criado em dezembro de 2009 como um espaço de cooperação e coordenação entre a Universidade de Tóquio, órgãos administrativos, empresas privadas, organizações e indivíduos, com o objetivo de promover diferentes atividades de pesquisa e desenvolvimento e contribuir para sua comercialização e aplicação prática.

Desde 1º de novembro de 2019, o Conselho de Promoção de ITS de Kashiwa realiza uma demonstração de operação comercial com ônibus automatizados no trecho de 2,6 km entre a estação Kashiwanoha Campus, da linha Tsukuba Express, e o campus Kashiwa da Universidade de Tóquio. Ao longo desse período, o conselho vem verificando métodos de operação, procedimentos de circulação, inspeção e manutenção, tendo em vista uma operação prática de longo prazo, além de realizar estudos em conjunto com o desenvolvimento de novos ônibus automatizados e o planejamento urbano de Kashiwanoha.

O futuro do transporte público autônomo no Japão

O teste de ônibus autônomo de nível 4 em Kashiwa é apenas um dos elementos dos ambiciosos planos do Japão para o transporte público autônomo. Outras iniciativas incluem a introdução, pela BOLDLY Inc., do ônibus autônomo "MiCa", desenvolvido pela empresa estoniana Auve Tech e com testes nas vias japonesas previstos para começar em 2023.

A BOLDLY é a primeira empresa do mundo a comprar o "MiCa", ônibus autônomo de nível 4 desenvolvido pela Auve Tech. Para operar o MiCa no Japão, a BOLDLY está organizando testes demonstrativos, obtendo as autorizações necessárias junto aos órgãos governamentais competentes e preparando o terreno para testes em vias públicas a partir do verão de 2023. A versão japonesa do MiCa foi adaptada com dispositivos e câmeras compatíveis com a plataforma de gerenciamento de operações da BOLDLY, chamada "Dispatcher". Além disso, para se adequar às vias japonesas, essa versão tem as portas instaladas do lado esquerdo, ao contrário da versão estoniana, que as tem do lado direito.

A cidade de Sakai, na província de Ibaraki, primeiro município a implementar os sistemas de condução autônoma da BOLDLY, em 2020, já assinou um acordo com a empresa para comprar ônibus autônomos MiCa. O município planeja colocá-los em circulação nas vias locais ainda este ano. Em todo o país, a BOLDLY pretende introduzir cerca de 10 veículos MiCa no Japão neste ano fiscal.

À medida que o Japão continua desenvolvendo sua infraestrutura de transporte autônomo, esses projetos fornecem dados valiosos sobre métodos operacionais, requisitos de manutenção e aceitação dos passageiros. O teste de Kashiwa busca especificamente avaliar o desempenho do ônibus nas vias e sua segurança tendo em vista a autonomia de nível 4, com planos de continuar desenvolvendo novos ônibus autônomos e ampliar as operações com base nos resultados.

O objetivo daqui em diante é colaborar com o desenvolvimento do bairro de Kashiwanoha para criar um serviço seguro, confortável e conveniente para os moradores. Essa abordagem está alinhada à visão mais ampla do Japão de criar cidades inteligentes que integrem sistemas de transporte avançados ao desenvolvimento urbano sustentável.

O que você precisa saber

• A Universidade de Tóquio começou na terça-feira a testar um ônibus autônomo de nível 4 em vias públicas de Tóquio
• O teste ocorre em um trajeto de 2,6 km entre a estação Kashiwanoha-campus e o campus Kashiwa da universidade
• A automação de nível 4 significa que o veículo executa todas as tarefas de condução sem intervenção humana em uma área limitada
• Testes anteriores com ônibus autônomos de nível 2 são realizados no mesmo trajeto desde o fim de 2019
• O projeto busca enfrentar a escassez de motoristas e os desafios demográficos do Japão
• O ônibus autônomo usa tecnologias avançadas, incluindo controle de permanência na faixa, posicionamento por GPS e reconhecimento de semáforos
• Desde abril de 2023, o Japão permite a circulação de veículos autônomos de nível 4 em vias públicas sob condições específicas
• O projeto faz parte do Consórcio de Cidade Inteligente de Kashiwanoha, selecionado pelo Ministério da Terra, Infraestrutura, Transporte e Turismo do Japão
• Várias organizações colaboram no projeto, entre elas departamentos universitários, órgãos governamentais e empresas privadas
• Os planos futuros incluem desenvolver novos ônibus autônomos e ampliar as operações com base nos resultados dos testes