El 5G será la clave de las comunicaciones en los coches autónomos

La imagen más conocida del coche sin conductor es la de un prototipo solitario, como los que Google, ahora bajo la marca Waymo, pasea por las calles de California. Un vehículo curioso que se mezcla con el tráfico sin alterar nada de lo que le rodea. Esa imagen tiene fecha de caducidad. Cuando los coches autónomos se cuenten por miles dejarán de ser objetos aislados y pasarán a formar parte de un sistema en el que cada vehículo intercambia información con los demás, con la infraestructura de la carretera, con la red y, al final de la cadena, con centros de datos.

Es la tesis de un análisis publicado por Intel sobre la conducción autónoma, que recoge la opinión de varios de sus responsables. Kevin Hattendorf, director de marketing de producto del Grupo de Conducción Automatizada de la compañía, sostiene que buena parte de lo que promete el coche autónomo depende de un sistema de comunicaciones sólido, es decir, de una red inalámbrica fiable, robusta y disponible en todas partes. Esas son, a su juicio, las condiciones de partida del 5G, cuyas primeras redes comerciales se esperan hacia 2020 y que ya está en pruebas.

Qué aporta el 5G

El 5G es la quinta generación de redes móviles. Promete mover mucho más volumen de datos, a más velocidad, con menos retardo y con una fiabilidad muy alta, y está pensado para dar servicio a miles de millones de dispositivos conectados de todo tipo, desde edificios hasta sensores industriales. Los objetivos que la Unión Internacional de Telecomunicaciones ha fijado para esta generación hablan de velocidades máximas de 20 gigabits por segundo, latencias de un milisegundo y hasta un millón de dispositivos por kilómetro cuadrado.

Un coche a 100 km/h recorre casi 28 metros por segundo, así que cada milisegundo de retraso cuenta. El calendario también importa: el 3GPP, el organismo que elabora los estándares de telefonía móvil, prevé cerrar la primera versión del estándar 5G en 2018, y las redes comerciales llegarán después.

Varios terabytes al día

Según Hattendorf, cada coche autónomo procesará varios terabytes de datos al día. La cifra se explica por los sensores. Cámaras, lidar y radar vigilan el entorno sin pausa, y cada uno aporta algo diferente: una cámara identifica una silueta humana, pero el radar mide la profundidad y permite saber si es una persona real o un cartel de cartón con su figura. Combinar todas esas lecturas exige mucha capacidad de cálculo a bordo.

El coche procesa en el acto lo que necesita para decidir, gracias a una plataforma informática propia y a una interfaz con sus ocupantes. Lo demás viaja a un centro de datos, donde herramientas de aprendizaje automático y aprendizaje profundo lo convierten en instrucciones nuevas que vuelven a los vehículos. Así aprenden a distinguir lo que se mueve a su alrededor, sea un peatón, un perro suelto o una pelota que rueda hacia la calzada, y a detectar lo que se sale de lo normal. Nadie propone, eso sí, que un coche espere la respuesta de un servidor lejano para frenar ante un peatón: las decisiones de conducción se toman a bordo, y la red sirve para aprender y para repartir lo aprendido.

El ejemplo que usa Intel es deliberadamente absurdo: una jirafa que cruza la calle. El coche la identifica como anomalía, envía la información al centro de datos y allí se genera una regla nueva, que después se reparte entre los demás vehículos. Lo que aprende uno lo acaban sabiendo todos.

Una tubería ancha y corta

Prakash Kartha, responsable de marketing estratégico de coches conectados en Intel, describe el 5G como una autopista de datos para el coche autónomo y cree que las redes LTE actuales no dan para tanto. Para explicar la diferencia recurre a la imagen de una tubería, que puede ser larga y estrecha o corta y ancha. Por la primera pasan pocos datos y tardan en llegar. Por la segunda, que equivale a las frecuencias muy altas, pasa un caudal enorme, aunque su alcance es menor.

Kartha llega por ahí al mismo reparto del trabajo. Lo que el coche necesita en tiempo real, los datos de sus sensores, se procesa a bordo, mientras que el aprendizaje a largo plazo puede esperar al momento oportuno: el coche descarga y actualiza grandes volúmenes en ráfagas breves cuando se detiene o pasa por un punto con buena cobertura, sea una gasolinera, un aparcamiento, un cruce o el garaje de casa. Kartha trabaja con los equipos que desarrollan la tecnología de ondas milimétricas, pensada precisamente para mover mucha información en muy poco tiempo.

Muchos coches recogen ya datos a través de LTE, entre ellos los de Uber, Google o BMW. Pero Kartha invita a comparar la conexión de cualquier coche conectado con la de un teléfono moderno, y a pensar después en lo que pedirá la conducción autónoma. Su conclusión es que la red actual no está preparada para ese volumen.

El 5G tendrá además una función de seguridad, y en ella la comunicación con la infraestructura pesa tanto como la comunicación con otros coches. Un semáforo que anuncia cuándo va a cambiar, o una señal de obras que avisa de un carril cortado varios cientos de metros antes, dan al coche información que ningún sensor puede ver. Cuando los sensores pierden la línea de visión, tras una curva cerrada o con niebla o lluvia intensa, las radios 5G de frecuencias más bajas podrán mantener una comunicación rápida y fiable con los vehículos cercanos y con la infraestructura, a modo de capa de protección adicional.

La industria discute todavía cómo debe hacerse esa comunicación directa entre vehículos. Una opción es la tecnología DSRC, basada en el estándar 802.11p, que lleva años en pruebas. La otra es la vía celular, que el organismo de normalización 3GPP está incorporando a sus especificaciones y que defiende la 5G Automotive Association, creada en septiembre de 2016 por fabricantes de coches y empresas de telecomunicaciones.

Qué pasa en la nube

Brian Krzanich, consejero delegado de Intel, calculó en noviembre de 2016 que cada coche autónomo generará unos 4.000 GB de datos al día, aproximadamente lo mismo que casi 3.000 personas. A eso hay que sumar los 50.000 millones de objetos que se espera tener conectados de forma inalámbrica en 2020. Con esas cifras, es lógico preguntarse si la nube podrá con todo.

Hattendorf cree que sí, porque en lugar de una nube única habrá muchos centros de datos, de formas y tamaños muy distintos. Cada empresa elegirá su estrategia. Algunas considerarán que los datos que recogen son demasiado valiosos para dejarlos en manos ajenas y montarán su propio centro de datos. Otras lo repartirán por regiones, y otras contratarán la capacidad a terceros. Parte de ese cálculo se acercará además a la carretera, en centros de datos pequeños instalados junto a las antenas, lo que el sector empieza a llamar computación en el borde. En todos los casos, esos centros necesitarán el 5G para recibir los datos, analizarlos, generar algoritmos y devolver lo aprendido a los vehículos.

La construcción de esa red ya ha empezado. La llegada masiva del coche sin conductor es otra cuestión, con muchos obstáculos por delante que no dependen de las telecomunicaciones.