Carros Sem Motorista

Deixar o motorista livre em seu assento para ler, cochilar, acessar um smartphone e até jogar videogame. Tudo isso dentro do veículo em movimento. É o que promete o carro autônomo previsto para ser comercializado nos próximos 10 ou 20 anos. Por enquanto, os esforços estão no campo da pesquisa, principalmente em universidades, algumas empresas da indústria automobilística e na Google, que também mantém um projeto experimental. No Brasil, um Palio Weekend Adventure da Universidade de São Paulo (USP) foi o primeiro carro autônomo autorizado a trafegar em ruas de uma cidade – São Carlos, no interior paulista – num percurso de 5,5 quilômetros (km) no início de outubro.

O carro, comprado em uma concessionária Fiat, foi adaptado com uma série de equipamentos por um grupo de pesquisadores do Instituto de Ciências Matemáticas e da Computação (ICMC) e da Escola de Engenharia do campus da USP são-carlense. “Um dos grandes problemas do momento é a falta de tempo das pessoas e as perdas de horas no trânsito principalmente nas grandes cidades”, diz o professor Denis Wolf, do ICMC, coordenador do projeto Carro Robótico Inteligente para Navegação Autônoma (Carina), que tem financiamento da FAPESP e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), principalmente por meio do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Sistemas Embarcados (INCT-SEC).

“Existem estudos científicos mostrando que carros ordenados e em velocidade adequada, trocando informações automaticamente entre si e com sensores em postes e no solo que, por sua vez, se comunicam com a companhia de trânsito, podem aumentar a capacidade de fluxo de veículos em até 300% em vias urbanas e três vezes nas rodovias. E isso só é possível com os carros autônomos”, diz Wolf. Um futuro possível dentro das cidades inteligentes, com semáforos e sinalização de pista, por exemplo, trocando informações com os carros. Sinais de wi-fi e de GPS – Global Positioning System de localização por satélite – dos veículos, dos celulares e de outros aparelhos portados pelos passageiros de todos os veículos, inclusive motos, caminhões e ônibus, formariam uma rede de informações que traria condições ideais para todos trafegarem com mais segurança e maior rapidez.

As tecnologias para esse novo mundo estão sendo formatadas como mostram as experiências de São Carlos e de mais duas universidades brasileiras, as federais do Espírito Santo (Ufes) e de Minas Gerais (UFMG). A equipe paulista é composta por dois professores, além de Wolf, e 15 alunos de mestrado e doutorado, e conta com um mecânico responsável pela adaptação do carro. Eles desenvolveram o sistema de controle, com softwares de comando, e criaram uma inovação que deve ser patenteada assim que terminar o desenvolvimento. É um motor elétrico na barra de direção que se acopla e magnetiza o mecanismo fazendo o carro movimentar o volante de acordo com os comandos dos computadores, que são dois. O primeiro está instalado no porta-malas, com grande capacidade de processamento e formato industrial capaz de suportar vibrações e altas temperaturas. Ele recebe as informações dos sensores externos, como os lasers, câmeras e um sistema de GPS muito avançado que indica a posição do veículo num mapa em uma tela ao lado do motorista. Esse processador indica o que o carro deve fazer conforme as informações recebidas e repassa para outro computador, esse de menor porte, instalado no porta-luvas.

“O menor tem a função de controlar o hardware do veículo, como, por exemplo, girar o volante a 10 graus, acelerar ou frear”, diz Wolf. O freio possui um mecanismo chamado de atuador linear que age sobre um pistão para acioná-lo conforme mensagem dos computadores de bordo. Esse sistema é uma contribuição do grupo de pesquisa de veículos autônomos da UFMG. O câmbio é automatizado de fábrica e troca as marchas conforme a necessidade do motor do carro. “Também desenvolvemos e ainda não implantamos um sistema que engata a ré conforme o software de controle do veículo.”

© ANA PAULA CAMPOS

Como a segurança é fundamental, a qualquer momento o motorista pode tomar o comando do carro apertando um botão no painel que desliga todos os sistemas eletrônicos que não sejam os convencionais do veículo. Com isso, o condutor volta a ser o comandante. No modo autônomo, os olhos do motorista são substituídos por lasers e câmeras que funcionam em 360°, da mesma forma da usada no sistema Google Street View em que é possível identificar cada local num mapa com tudo ao redor em localidades previamente filmadas por um carro da empresa. São dois lasers, um na frente e outro no teto. Os dois também em 360° emitem 700 mil pontos de luz por segundo para mapear tudo o que está ao redor numa distância de 50 metros de raio, medindo quão perto estão outros carros, postes, pessoas, cachorros, as guias e qualquer outro obstáculo, sempre informando o ângulo e a altura em relação ao veículo. “É um laser invisível a olho nu que não traz prejuízos à saúde humana”, diz Wolf. A câmera estéreo, com duas lentes, opera com o laser instalado na frente do carro e estima a profundidade das coisas ao redor, além de interpretar e informar as faixas de trânsito. “Nesse ponto estamos no meio do desenvolvimento, por enquanto o carro trafega nas faixas da pista, mas logo conseguiremos que ele identifique se elas são contínuas ou duplas, além de reconhecer as faixas de pedestres.”

O trajeto do carro é preestabelecido no mapa mostrado no monitor, mas durante o percurso é possível o ocupante mudar esse caminho por qualquer motivo. No futuro, as informações das condições de tráfego poderão determinar as mudanças de forma autônoma de acordo com os comunicados que o veículo receber da companhia de trânsito ou da administradora da rodovia. As imagens no monitor também mostram os obstáculos e as pessoas ao redor do veículo.

O carro, chamado de Carina II – o Carina I foi um carro de golfe elétrico que rodou apenas no campus –, percorreu primeiro as vias dentro do campus da USP em São Carlos, em 2012, e em outubro deste ano ganhou as ruas da cidade, com apoio da Secretaria municipal de transporte e trânsito, que afastou outros veículos do percurso e o escoltou com duas motos. “Até onde sabemos esse é o primeiro teste de um carro autônomo com todas as autorizações em vias públicas da América Latina”, diz Wolf, que não tem financiamento ou parceria com nenhuma indústria de autopeças ou automobilística. “Com o financiamento da FAPESP e do CNPq compramos o carro por R$ 50 mil em 2010 e todos os equipamentos principais como lasers e câmeras foram importados. Os lasers custaram R$ 110 mil, e