O Grande Prêmio de Nevada de veículos autônomos

Este post é um resumo do que aconteceu no Grande Desafio de veículos autônomos (veículos sem motorista, driverless cars, self driving cars) da DARPA, em 2005, tomando como referência o documentário da agência que consta nos links ao final deste texto.

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O desafio consistia em construir um veículo totalmente autônomo, para fazer um percurso de 230 quilômetros no terreno irregular do deserto de Nevada, em menos de 10 h. A recompensa, US$ 2 milhões.

A DARPA é a agência de projetos de pesquisas avançadas do departamento de defesa dos Estados Unidos.

Na verdade, esta história começa um ano antes. Em 2004, houve o primeiro desafio de veículos autônomos da Darpa. Mesmo percurso, mesmas regras. Só que ninguém terminou o trajeto. O veículo que foi mais longe foi o Sandstorm, da equipe Vermelha, da Universidade de Carnegie Melon: apenas 11 quilômetros. Todos os veículos tiveram algum problema: quebraram, tombaram após sair do caminho, pegaram fogo, etc.

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Sandstorm

Alguns veículos participantes:

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Como o desafio do ano de 2004 foi meio que um fracasso, a DARPA decidiu fazer outro desafio em 2005, um ano e meio depois. E agora, os times estão determinados a vencer.

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Veículo tombado no desafio de 2004

O Grande Desafio de 2005

Conheça os participantes.

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A Equipe Vermelha é a comandada por Red Whitaker, da Universidade Carnegie Mellon. Ele é um veterano da robótica, tendo feito trabalhos brilhantes em automação. Whitaker é um homem ambicioso, duro, agressivo. Quer ser o primeiro, e não vai medir esforços para tal. Chama o time Vermelho de “Exército Vermelho”. Ele lidera um pavilhão de engenheiros, mecânicos e programadores, e exige cada gota de suor de seu time.

Para aumentar a chance de vencer a corrida, Whitaker vai correr com dois carros: o veterano Sandstorm, do desafio do ano anterior, e o novo veículo Highlander.

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Highlander
  • O filho mais novo tem a mesma personalidade do pai: agressivo, forte, grande. Malvadão.
  • Já o veterano é mais fraco, mais prudente. Projetado para ao menos terminar a corrida.

Um problema que ocorrera no ano anterior foi que os sensores conseguiam enxergar de perto, mas não tinham muita condição de ver um pouco mais longe. Então, para este ano, a equipe vermelha incorporou sensores de longa distância para compensar esta falha.

Whittaker comanda um batalhão de mais de 100 pessoas, com um orçamento de 3 milhões de dólares, e tem como objetivo vencer a corrida com um dos dois carros.

O segundo grande concorrente é Sebastian Thrun, da Universidade de Stanford.

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Sebastian Thrun

Ele é calmo, dócil, bem intencionado e genial. Foi parceiro de Red Whittaker por muito tempo, na Universidade Carnegie Melon. É especialista em aprendizado profundo de máquinas, e desenvolveu robôs inteligentes que ajudam velhinhos, pegam bolas de tênis, exploram o fundo do mar.

Obviamente Thrun quer vencer a corrida, mas principalmente quer contribuir para o avanço da tecnologia.

O foco de Thrun é o software, não o hardware, ao contrário da equipe vermelha que tem um grupo focado só na mecânica e outro só nos sensores. O cérebro, não os músculos. Thrun conseguiu com a Volkswagen um veículo cheio de servo-motores controláveis por computador, e o batizou de Stanley, que é um diminutivo de Stanford.

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Stanley

Stanley tem os sensores mais simples possíveis. Não tem nenhum sensor que se move, para não quebrar.

Nem todos os veículos são carros. A máquina mais leve da competição é a motocicleta autônoma “Ghost Rider”, criada por um cara chamado Anthony Lewandowiski (será que é parente do juiz do STF?).

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Motocicleta autônoma Ghost Rider

Aliás, Ghost Rider é um bom nome. Para quem não sabe, o Motoqueiro Fantasma da Marvel Comics é um sujeito com cara de caveira, todo dark e cheio de correntes, numa motocicleta em chamas. Toda essa pose radical, e ele é bonzinho por dentro. O Motoqueiro Fantasma olha para os bandidos e faz eles se arrependerem de seus atos ruins, haha.

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O caminhão autônomo, um monstro comparado aos outros, é criação do time Terramax.

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Caminhão autônomo Terramax

O time é formado por um fabricante  de caminhões para situações extremas, para fins militares. Por exemplo, um caminhão anfíbio, que entra na água e vai embora.

Fora esse pessoal, a competição teve mais 19 finalistas, cada um com o seu veículos, suas técnicas, os seus sonhos de glória.


Corrida classificatória

O primeiro dia é classificatório. Os veículos devem percorrer uma pista de obstáculos, e o tempo do circuito define o grid de largada do dia seguinte.

A equipe Vermelha, com o Highlander, é o que teve menor tempo e vai largar na pole-position.

O Stanley, é o segundo. Stanley foi o único veículo que não cometeu nenhuma falha no percurso.

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Stanley na corrida classificatória

O Sandstorm, da equipe vermelha, é o terceiro do grid de largada.

Ghost Rider foi eliminado, quando entrou num túnel com pouca luz e perdeu a estabilidade.

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Veículo autônomo passando pelos obstáculos

O Grande Prêmio de Nevada

Afinal, o grande dia!

Duas horas antes da corrida, o comitê organizador divulga para os times o percurso a ser seguido.

A equipe do Stanley simplesmente inputa o percurso no software do carro.
Já a equipe vermelha coloca o seu batalhão para pré-calcular as velocidades ideais de todos os trechos do trajeto. Red Whittaker acredita que, quanto mais informação para os seus carros, melhor.

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A corrida tem início. Os carros são lançados com um intervalo de 5 min entre eles. Primeiro, o Highlander. Depois, o Stanley de Stanford, depois o Sandstorm da equipe Vermelha.

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Equipes na largada

Highlander vai muito bem. Consegue performar uma grande velocidade, e abre vantagem sobre os demais carros.

TerraMax foi o último a partir. Anda como a tartaruga do conto de Esopo: devagar e sempre.

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Highlander continua abrindo vantagem sobre o segundo colocado, Stanley.

Dezoito veículos conseguem ultrapassar a marca de 11 quilômetros. Ou seja, em um intervalo de 1 ano, o pior competidor performou melhor do que o primeiro colocado do desafio de 2004! Uma evolução considerável.

Highlander estava muito bem. Porém, de repente, Highlander começou a ficar esquisito. Parou na estrada. Parecia estar perdido. O carro prosseguiu viajar após a empacada, mas numa velocidade muito menor.

Enquanto isto, Stanley continuou no seu ritmo, se aproximando.

Os demais carros participantes começaram a quebrar. Sensores quebrados, problemas mecânicos, carros perdidos no deserto… um a um, foram caindo fora da competição.

A equipe Vermelha estava vendo que algo estava errado com o Highlander. Mas, nesta corrida, não havia pit stop para dar uma arrumada. Eles nada podiam fazer, estava tudo nas mãos de Highlander (computador tem mãos?). Aparentemente, o sensor laser de longa distância, que tinha partes móveis, parece quebrado.

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Um ponto azul surgia no espelho retrovisor de Highlander. Stanley se aproximava mais e mais.

Stanley se aproximando. O carro atrás do Stanley é de supervisores da corrida.

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E, o inevitável acontece! O momento mais épico da história dos carros autônomos! A primeira ultrapassagem de carros autônomos já ocorrida no planeta! Stanley ultrapassa Highlander! Ayrton Senna ultrapassa Alain Proust. Rubens Barrichelo ultrapassa Michael Schumacker! (Ops, isto nunca aconteceu).

Algum tempo depois, o veterano Sandstorm também consegue ultrapassar Highlander. O patinho feio superou o irmão mais jovem.

A posição relativa não mudou mais até o final da corrida.

Finalmente, a linha de chegada. Após 6 horas e 53 minutos, com uma velocidade média de 30 e poucos kilômetros por hora, Stanley cruza a linha de chegada. É o grande vencedor do GP de Nevada.

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Onze minutos depois, Sandstorm cruza a linha de chegada, e mais 9 minutos depois, Highlander, apesar de todos os problemas, consegue fazer todo o percurso. Note que uma diferença de 10 minutos em 7 horas é muito pequena, o que mostra que qualquer problema casual poderia ter mudado completamente esta ordem.

Stanford é o primeiro. O time Vermelho emplaca o segundo e terceiro lugares.

Mais dois competidores conseguiram completar a prova: o Kat-5, em quarto lugar, e o Terramax (o caminhão), em quinto. O Terramax demorou 12 horas para fazer o percurso, sendo eliminado pelo limite de tempo de 10 horas. Mas foi um feito incrível, um monstrengo desses conseguir percorrer sozinho 230 quilômetros no deserto.

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Equipe KAT-5, chegou em 4o lugar

O quarto lugar é um carro tão feio que me lembra algo pré-histórico. É como se fosse os irmãos do Capitão Caverna, na Corrida Maluca.

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Para quem é muito novo, há muito tempo atrás existia um desenho chamado “Corrida Maluca”.

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Tinha o Dick Vigarista e o cachorro dele, o Barão Vermelho…

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Nesta corrida de carros autônomos, só faltou a Penélope Charmosa.

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Conclusão

O Grande Desafio de 2005 foi um marco na história de carros autônomos. Dirigir é uma das tarefas mais chatas que existe, na minha opinião. Ficar horas olhando para a estrada, fazendo movimentos rotineiros durante quase todo o tempo. Tarefas rotineiras são a especialidade de robôs e computadores.

O mundo precisa de mais gente como Thrun e Whittaker. Caras que revolucionem o software e o hardware. Que desenvolvam aplicações práticas para o mundo.

Me espantou muito o desempenho do Terramax. Talvez uma das principais aplicações de carros autônomos seja em áreas industriais e de alto risco para um ser humano. Por exemplo, o Pentágono planeja que pelo menos um terço dos veículos de guerra sejam autônomos no futuro.

Sebastian Thrun foi para o Google. O carro autônomo do Google tem o DNA de Stanley. Depois de vários anos no Google, Thrun fundou a plataforma de treinamento on-line Udacity. Ele acha que tem mais a contribuir ensinando, e desenvolvendo um carro autônomo open-source, do que trabalhando numa plataforma fechada.

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E é por causa da visão de Thrun que escrevo este post. Sou uma das primeiras pessoas do mundo a começar o nanodegree de carros autônomos da Udacity (https://www.udacity.com/drive). Isto merece um post em especial, mas foi através deste curso que fiquei sabendo do vídeo descrito.

Red Whittaker continua na Universidade Carnegie Melon. A equipe vermelha ganhou o Grand Challenge seguinte, em 2007: carros autônomos na cidade, ao invés de no deserto.

Agora, Whittaker quer conquistar a Lua: está na competição “Google Lunar X Prize”, que tem o objetivo de fazer uma espaçonave robótica ir até a lua, andar 500 metros e transmitir vídeo de alta definição para a Terra.

Vamos ver (e ajudar a escrever) as cenas dos próximos capítulos.

Arnaldo Gunzi

Dez 2016


Links

Vale muito a pena ver o vídeo original, sem as “interpretações” do meu post:

Outros links:

Como ser um engenheiro de veículos autônomos

https://en.wikipedia.org/wiki/DARPA_Grand_Challenge#2005_Grand_Challenge

https://en.wikipedia.org/wiki/Google_Lunar_X_Prize

https://en.wikipedia.org/wiki/Red_Whittaker

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