Descubriendo los sensores: qué hacen y por qué son importantes

Los primeros ordenadores se programaban con tarjetas perforadas, colocadas en un orden exacto para que la máquina entendiera la instrucción. Después llegaron los lenguajes escritos con teclado, con su sintaxis estricta, y más tarde las interfaces gráficas: ventanas, iconos y botones de colores que permiten usar un ordenador sin saber cómo funciona por dentro.

El salto lo dieron los periféricos. El ratón, la pantalla o el teclado no cambiaron el hecho de que la máquina trabaja con ceros y unos. Lo que cambiaron fue la manera de hablar con ella, adaptándola a las personas.

Cuando la máquina tiene que enterarse sola

Otra cosa es pedirle a una máquina que recoja por su cuenta información del entorno y actúe en consecuencia. Un ejemplo doméstico lo aclara: mantener una casa entre 20 y 23 grados, encendiendo la calefacción si hace frío y el aire acondicionado si hace calor. Cualquiera puede hacerlo a mano, tocando el termostato cuando lo nota. Para automatizarlo hay que resolver dos problemas distintos.

El primero es de percepción. La máquina no tiene frío ni calor, así que necesita algo que detecte una magnitud física y la traduzca en un número. El segundo es de decisión: saber que la habitación está a 27 °C no sirve de nada si nadie ha programado qué hacer con ese dato.

El sensor resuelve el primero. Es un dispositivo que capta una magnitud física (temperatura, humedad, presión, luz, distancia) y la convierte en una señal eléctrica que un procesador puede leer. La puerta automática de un supermercado es el caso más cotidiano: un emisor lanza un haz de luz infrarroja hacia un receptor, y cuando alguien lo corta al pasar, el circuito se interrumpe y las hojas se abren.

Qué pinta todo esto en un coche autónomo

Todo. Un vehículo que conduce solo necesita reconstruir a cada instante el espacio que le rodea para moverse con seguridad, y eso solo es posible con sensores. Las cámaras dan mucha información, pero no toda: no miden la temperatura exterior ni la humedad, no perciben la rugosidad del asfalto ni cómo afecta la lluvia a la adherencia, y tampoco saben si los pasajeros van cómodos.

Los coches llevan décadas cargados de sensores. Miden la temperatura del aceite y del refrigerante, la presión de los neumáticos, si llueve para activar el limpiaparabrisas o la distancia a la pared cuando se aparca marcha atrás. La novedad está en otra parte: que un ordenador de a bordo reúna todos esos datos, los interprete y saque de ellos un diagnóstico del coche, del entorno y del propio viaje. Para eso hacen falta dos condiciones. Que el sensor mida bien y que el ordenador sepa qué hacer con lo que recibe.

En la práctica, un prototipo autónomo combina varias familias de sensores que se complementan:

• Las cámaras reconocen colores, señales, marcas viales y semáforos.
• El radar trabaja con ondas de radio, mide la velocidad de los objetos y sigue funcionando con niebla o lluvia.
• Los ultrasonidos cubren las distancias cortas, las de una maniobra de aparcamiento.
• El lidar dibuja el entorno en tres dimensiones.

Hablar del coche autónomo es hablar del lidar

El lidar (siglas de Light Detection and Ranging) lanza pulsos de luz láser y mide cuánto tardan en volver tras rebotar en un objeto. Con ese tiempo calcula la distancia, y repitiendo la operación cientos de miles de veces por segundo construye una nube de puntos que representa la forma de todo lo que hay alrededor, además de la velocidad relativa de lo que se mueve.

Google y Uber fueron de los primeros en apostar por él, y hoy no hay proyecto serio de conducción autónoma que prescinda de uno. La demanda ha sido tal que los fabricantes han tenido problemas para servir pedidos, pese a que no son baratos: el modelo de 64 haces que montaban los primeros prototipos de Google costaba unos 75.000 dólares.

El lidar funciona como los ojos del vehículo para las formas y el movimiento, pero no distingue si un semáforo está en rojo o en verde. Por eso se combina con cámaras. Las imágenes que se publican de lo que «ve» un coche autónomo dan una idea de la potencia de cálculo necesaria para procesar todo eso en tiempo real, y la cifra crecerá cuando las ciudades empiecen a enviar sus propios datos desde semáforos y otros equipos conectados.

Del techo a la carrocería

El gran defecto actual es el tamaño. Los prototipos llevan en el techo aparatos voluminosos que nadie aceptaría en un coche de calle. Eso cambiará a medida que los sensores se miniaturicen y se integren en la carrocería, y con ellos cambiará también el diseño: sin conductor que atender, el habitáculo puede reorganizarse, aprovechar mejor el espacio y permitir coches más compactos por fuera.

Mientras tanto, muchos de estos dispositivos ya son baratos y sencillos. Sensores de aparcamiento, detectores de ángulo muerto o de presión de neumáticos se venden como accesorios para instalar en coches que no los traían de fábrica.