Sea decidido a reducir la contaminación lumínica artificial nocturna, que los coches autónomos con IA pueden ayudar a resolver (pero será complicado)

Hágase la oscuridad.

Ese es el eslogan potencial para aquellos que están preocupados por la contaminación lumínica nocturna.

Más conocido anteriormente como luz artificial en la noche (ALAN), existe un bruhaha en curso de que nuestra forma de vida moderna está generando demasiada luz durante la oscuridad de la noche. Es un problema constante y es probable que la cantidad de dicha contaminación siga aumentando debido a una mayor industrialización y expansión de las sociedades a áreas geográficas adicionales.

En resumen, puede esperar que se emita más luz en las áreas pobladas existentes, junto con la luz nocturna que se desate en regiones que hasta ahora no habían estado especialmente bien iluminadas debido a la falta de medios o la falta de una población productora de luz. Cuando comienzas a agregar más edificios de oficinas, más casas, más autos, más farolas y cosas por el estilo, todo esto se traduce en un tsunami de luz desenfrenada por la noche.

Es posible que se sorprenda de por qué el mero pastoreo de la luz artificial se considera una monstruosidad contaminante.

Una faceta obvia es que no se pueden ver las estrellas durante la noche o, por lo general, se borran de la vista por la abundancia de luz artificial abrumadora.

¿Como sucedió esto?

Bueno, existe la luz artificial que proviene de, digamos, un rascacielos, considerada una fuente puntual de dicha luz, y existe el tipo de luz de resplandor del cielo, que ofrece un efecto combinado que confunde las miles y miles de luces de fuentes puntuales. Estoy seguro de que ha notado este efecto cada vez que toma un vuelo sobre una parte considerable del país y observa las luces brillantes de cualquier gran ciudad. Particularmente sorprendente es el resplandor de la noche alrededor de Las Vegas, que es una ciudad con luces en esteroides que se deja caer en medio de un desierto que de otro modo estaría completamente oscurecido.

Algunos investigadores estiman que alrededor del 80% de la población mundial vive en áreas contaminadas por la luz. Esto está algo concentrado geográficamente porque hay vastas partes del mundo que están relativamente deshabitadas o escasamente. La investigación sugiere que quizás una cuarta parte del mundo tiene esos cielos nocturnos contaminados.

Además de socavar la capacidad de ver fácilmente las estrellas, hay otros escrúpulos bastante notables sobre ALAN.

Por ejemplo, algunos afirman que la iluminación artificial está afectando el ciclo de vida cotidiano de la naturaleza. Los animales a los que se les indica naturalmente que actúen durante la noche a veces se sorprenden por la aparición de luz artificial y, de la misma manera, los animales que se enfocan en la iluminación diurna aparentemente se activan para actuar por la noche cuando normalmente no lo harían. Se cree que los seres humanos también pueden verse afectados por toda la luz artificial durante la noche, tal vez estando relacionado de alguna manera con una peor calidad del sueño en medio de alteraciones de los ritmos circadianos, podría estimular o promover la capacidad de memoria deteriorada, posiblemente puede fomentar la obesidad, etc. .

Se han hecho varias recomendaciones para acorralar esta abundancia de luz artificial fuera de control. Los expertos piden que la iluminación artificial solo se utilice cuando esté plenamente justificado. La iluminación artificial no debe producirse simplemente por defecto y, de hecho, debe asignarse una atención adecuada a las propiedades contaminantes que pueden surgir. Cuando sea posible, la iluminación artificial debe mantenerse en la menor intensidad utilizable, debe protegerse y guiarse hacia lo que requiera el propósito de iluminación previsto, etc.

Es posible que no se dé cuenta de que probablemente sea un contaminador nocturno con luz artificial.

¿Cómo es eso?

Cuando sale a dar una vuelta por la noche, los faros delanteros se convierten en una fuente de contaminación lumínica artificial. Dicho esto, no piense tontamente que no debería usar los faros delanteros. El uso de los faros delanteros es una medida de seguridad vital y debe utilizarse de todo corazón. Tienes que ver la calzada para conducir correctamente un coche. Sin los faros delanteros, conduciría en la oscuridad, peligrosamente, y sin duda el resultado sería desastroso.

Es posible que haya notado de vez en cuando los automóviles que circulan en el tráfico que no tienen las luces delanteras encendidas, a pesar de que es completamente de noche y todos los demás vehículos cercanos tienen las luces encendidas. Por lo general, asumimos que el conductor puede estar ebrio y no darse cuenta de que está conduciendo sin las luces delanteras encendidas. A menudo, la policía detiene un vehículo que no tiene las luces delanteras encendidas y lo hace para averiguar por qué el conductor conduce sin esta capacidad de seguridad necesaria activada.

Durante las horas del anochecer y el amanecer, a menudo verá que algunos automóviles tienen las luces delanteras encendidas y otros no. El aspecto algo gris de encender los faros delanteros cuando todavía hay un mínimo de luz natural disponible o emergente es uno que los conductores toman en cuenta. Por supuesto, la mayoría de los automóviles modernos tienen una función automatizada que detecta la iluminación disponible (o la falta de ella) y enciende los faros delanteros para el conductor, por lo que el conductor no tiene que tener en cuenta per se la tarea de conectar los faros delanteros.

¿Por qué tanto hablar de contaminación lumínica artificial?

Un lector de mi columna me envió recientemente una pregunta intrigante sobre el futuro de los automóviles y el tema de la contaminación lumínica artificial. Como probablemente sepa, los automóviles se convertirán gradualmente en automóviles autónomos. Esos son autos en los que un sistema de conducción basado en inteligencia artificial actúa como conductor y no hay un conductor humano al volante (vea una amplia cobertura en mis columnas en este enlace aquí).

La pregunta era esta: ¿El advenimiento de los verdaderos autos autónomos basados ​​en inteligencia artificial permitirá apagar las luces delanteras durante la noche debido a que los autos autónomos orquestan automáticamente su movimiento y flujo de tráfico?

Esto plantea la conjetura de que tal vez los automóviles autónomos comunicarán electrónicamente sus posiciones y se alinearán para evitarse entre sí y avanzarán sin problemas como si el agua fluyera en un arroyo. El gancho con respecto a los faros delanteros es que presumiblemente no habrá necesidad de usarlos cuando esos coches autónomos bailan juntos con aplomo. Imagínese, si fuera posible apagar los faros y aún así tuviera total seguridad del tráfico (en esta visión vehicular imaginaria de conducción autónoma), habría una reducción sustancial en la contaminación lumínica artificial (al menos debido a los faros).

Consideremos si eso tiene sentido.

Antes de lanzarnos a la refriega, será útil aclarar qué se entiende por la noción de verdaderos autos autónomos basados ​​en inteligencia artificial.

Comprensión de los niveles de los automóviles autónomos

Como aclaración, los verdaderos autos autónomos son aquellos en los que la IA conduce el automóvil completamente por su cuenta y no hay asistencia humana durante la tarea de conducción.

Estos vehículos sin conductor se consideran Nivel 4 y Nivel 5 (consulte mi explicación en este enlace aquí), mientras que un automóvil que requiere un conductor humano para compartir el esfuerzo de conducción generalmente se considera en el Nivel 2 o el Nivel 3. Los automóviles que comparten compartir la tarea de conducción se describen como semiautónomos y, por lo general, contienen una variedad de complementos automatizados que se conocen como ADAS (sistemas avanzados de asistencia al conductor).

Todavía no existe un verdadero automóvil autónomo en el Nivel 5, que aún no sabemos si será posible lograrlo, ni cuánto tiempo llevará llegar allí.

Mientras tanto, los esfuerzos de Nivel 4 están tratando gradualmente de obtener algo de tracción al someterse a pruebas de carreteras públicas muy estrechas y selectivas, aunque existe controversia sobre si estas pruebas deberían permitirse per se (todos somos conejillos de indias de vida o muerte en un experimento teniendo lugar en nuestras carreteras y caminos, algunos sostienen, vea mi cobertura en este enlace aquí).

Dado que los automóviles semiautónomos requieren un conductor humano, la adopción de ese tipo de automóviles no será muy diferente de la conducción de vehículos convencionales, por lo que no hay mucho nuevo per se sobre este tema (sin embargo, como verá, en un momento, los siguientes puntos son generalmente aplicables).

Para los automóviles semiautónomos, es importante que el público deba ser advertido sobre un aspecto inquietante que ha surgido últimamente, a saber, a pesar de que los conductores humanos siguen publicando videos de ellos mismos durmiendo al volante de un automóvil de Nivel 2 o Nivel 3 , todos debemos evitar que nos engañen creyendo que el conductor puede desviar su atención de la tarea de conducir mientras conduce un automóvil semiautónomo.

Usted es la parte responsable de las acciones de conducción del vehículo, independientemente de la cantidad de automatización que pueda arrojarse a un Nivel 2 o Nivel 3.

Automóviles autónomos y luz artificial

Para los vehículos autónomos verdaderos de Nivel 4 y Nivel 5, no habrá un conductor humano involucrado en la tarea de conducción.

Todos los ocupantes serán pasajeros.

La IA está conduciendo.

Un aspecto para discutir inmediatamente implica el hecho de que la IA involucrada en los sistemas de conducción de IA actuales no es sensible. En otras palabras, la IA es en su conjunto un colectivo de programación y algoritmos basados ​​en computadora, y seguramente no es capaz de razonar de la misma manera que los humanos.

¿Por qué este énfasis añadido en que la IA no es consciente?

Porque quiero subrayar que cuando hablo del papel del sistema de conducción de la IA, no estoy atribuyendo cualidades humanas a la IA. Tenga en cuenta que existe una tendencia continua y peligrosa en estos días a antropomorfizar la IA. En esencia, la gente está asignando una sensibilidad similar a la humana a la IA de hoy, a pesar del hecho innegable e indiscutible de que todavía no existe tal IA (vea mi discusión en este enlace aquí).

Con esa aclaración, puede imaginar que el sistema de conducción de inteligencia artificial no "conocerá" de forma nativa de alguna manera las facetas de la conducción. La conducción y todo lo que conlleva deberá programarse como parte del hardware y software del vehículo autónomo.

Vamos a sumergirnos en la miríada de aspectos que entran en juego en este tema.

El primer aspecto a considerar es si los autos autónomos posiblemente serán orquestados por un medio centralizado que coordinará sus acciones. Esta es una noción comúnmente expresada por algunos expertos. Un controlador centralizado intentaría maximizar el flujo de tráfico y trataría de reducir o eliminar por completo cualquier apariencia de congestión o atascos de tráfico.

En general, aunque eso podría funcionar en una simulación, sería difícil que este dispositivo fuera viable en el mundo real.

Parte de la razón por la que algunos creen que esto podría funcionar es que los sistemas de conducción de IA presumiblemente tomarán órdenes estrictas sobre dónde conducir, a qué velocidad conducir, etc. A diferencia de los conductores humanos que probablemente se resistirían a un comando centralizado que les dice qué hacer, los sistemas de conducción de la IA simplemente llevarían a cabo las instrucciones que se les proporcionaran (bueno, eso suponiendo que la IA estuviera programada para hacerlo).

Desafortunadamente, hay muchas trampas y trampas involucradas al tratar de hacer realidad ese tipo de control centralizado. En resumen, esto requeriría una red de comunicaciones electrónicas aparentemente impecable que transmitiera las instrucciones de conducción del automóvil y asegurara que cada automóvil autónomo recibiera una indicación oportuna de lo que se debe hacer. Incluso una demora de una fracción de segundo o si hubiera ruido en la transmisión podría provocar una calamidad en este escenario bastante inverosímil.

Otra suposición falsa que subyace al entorno utópico es que la calzada podría tener todo tipo de imperfecciones y consideraciones que este comando centralizado podría desconocer. Suponga que un pedazo de escombros se desliza repentinamente sobre la calzada. Mientras tanto, el comando centralizado les dice a los autos autónomos que sigan adelante. Wham, un automóvil autónomo golpea los escombros y luego ocurren una serie de choques en cascada.

Otro problema que a veces se olvida implica el aspecto de que no es probable que tengamos solo autos sin conductor en nuestras carreteras, es decir, también habrá vehículos conducidos por humanos. La aparición de vehículos autónomos será gradual y tardará muchos años en prevalecer. Durante ese tiempo, probablemente muchas décadas, habrá una mezcla de autos autónomos y autos conducidos por humanos en el tráfico. De hecho, algunos conductores humanos insisten en que nunca dejarán de conducir, hasta el día en que levantes sus frías manos muertas del volante.

El punto es que es posible que pueda lograr que los autos autónomos cumplan con el enfoque de comandos centralizados, pero uno se pregunta si los conductores humanos estarán dispuestos a hacerlo. Además, si un conductor humano decidiera desviarse del comando centralizado, haciendo esto mientras se encuentra en medio de un mar de autos autónomos, podría volver a causar un gran revuelo similar al ejemplo anterior sobre la aparición de escombros. El automóvil conducido por humanos estaría donde no se espera que esté, y los autos autónomos cercanos podrían chocar contra el automóvil conducido por humanos o tomar una acción evasiva, sobre la cual el comando centralizado podría demorarse en ser informado.

Entonces, aceptemos razonablemente dejar de lado, por ahora, la noción de comando centralizado como un medio para tratar de apagar los faros de los autos autónomos.

También podríamos estar de acuerdo amistosamente en que los faros son un habilitador necesario para la conducción basada en la visión.

Los seres humanos utilizan principalmente su visión como la clave o el aparato sensorial central necesario para conducir un automóvil. Cuando hay suficiente iluminación natural, nuestros ojos o nuestra visión ordinaria pueden ver la carretera. Cuando no hay suficiente iluminación natural, nuestros ojos no pueden ver completamente la carretera. Por lo tanto, utilizamos iluminación artificial para respaldar nuestra conducción basada en la visión.

Los postes de luz cerca de una carretera son útiles para iluminar artificialmente la carretera y ayudar a nuestros ojos mientras conducimos. En teoría, podríamos prescindir de los faros delanteros si hubiera suficiente iluminación en los postes de luz en cada rincón y grieta de donde quiera que desee conducir. La belleza de los faros delanteros es que los lleva consigo dondequiera que vaya su automóvil. No necesita depender de ninguna fuente externa de iluminación, como postes de luz, sino que lleva consigo la capacidad de proyectar iluminación artificial cuando sea necesario, donde sea necesario, según sea necesario.

Esto trae a colación algunas consideraciones interesantes que vale la pena considerar.

Un aspecto implica si los coches autónomos necesitan utilizar la visión o quizás podrían diseñarse para utilizar otros tipos sensoriales.

Como sabrá, los coches autónomos suelen estar equipados con cámaras de vídeo y esas cámaras recopilan datos sobre la escena de conducción. El sistema de conducción de IA interpreta las imágenes provenientes de las cámaras. Mediante el uso de Machine Learning (ML) y Deep Learning (DL), que son técnicas de coincidencia de patrones computacionales, el sistema de conducción de IA intenta determinar dónde están otros automóviles, dónde están los peatones y otros objetos dentro del alcance del vehículo autónomo.

Además de las cámaras de video, muchos de los autos autónomos están equipados con radar, LIDAR, imágenes térmicas, unidades ultrasónicas y otros tipos de sensores. Si quisiéramos acabar con los faros, podríamos hacerlo si pudiéramos confiar completamente en los otros tipos de dispositivos sensoriales durante la tarea de conducción. Por lo tanto, al eliminar de alguna manera los elementos de visión de la conducción, un automóvil autónomo ya no necesitaría iluminar el camino a través de los faros.

Lamento decirlo, esto parece insostenible en el mundo de hoy. No usar la visión simplemente no está en las cartas por ahora. En realidad, en general se persigue lo contrario, en el que algunos fabricantes de automóviles y empresas de tecnología de conducción autónoma están avanzando más en la visión, con el objetivo de hacer que la visión sea aún más crucial y restar importancia al papel de los otros tipos sensoriales.

Por ahora, descarte la idea de que podría eliminar la necesidad de visión en los vehículos autónomos como un plan para deshacerse de los faros y reducir la contaminación lumínica artificial durante la noche.

Probemos con un ángulo diferente.

¿Alguna vez ha notado que cuando conduce junto a otros autos que tienen sus faros encendidos, a menudo puede ver la carretera debido a sus faros como un efecto de resplandor o desbordamiento? Estoy seguro de que lo has notado. Dudo que hayas considerado apagar las luces delanteras ya que no sabías cuánto tiempo estarían cerca de ti esos otros autos cercanos. No tiene sentido correr el riesgo de no tener iluminación cuando esos otros vehículos cambian de carril, reducen la velocidad o cambian de alguna otra manera sus posiciones de tráfico.

Pero con los vehículos autónomos, existe la posibilidad de saber dónde y cuándo cambiarán de posición los demás vehículos autónomos cercanos. Al usar V2V, que son comunicaciones electrónicas de vehículo a vehículo, los automóviles autónomos se enviarán mensajes entre sí. Esto podría incluir, por ejemplo, la posibilidad de que un automóvil autónomo detecte escombros en la calzada y luego avise electrónicamente a otros automóviles autónomos para que estén atentos a la obstrucción.

Bien, entonces podríamos hacer esto.

Siempre que los coches autónomos estén cerca unos de otros, durante la noche, se comunicarán electrónicamente sobre el uso de los faros delanteros. Los faros de un automóvil autónomo podrían estar iluminando la carretera lo suficiente para otro automóvil autónomo cercano, de modo que el automóvil autónomo que sufre el derrame podría apagar sus luces delanteras momentáneamente. Esto puede durar unos segundos o tal vez minutos, según el lugar al que se dirijan los vehículos autónomos y la naturaleza de la carretera que se utilice.

Tras una comunicación electrónica del automóvil autónomo con los faros encendidos, tiene la intención de alejarse en breve del otro automóvil autónomo que "toma prestado" los faros delanteros, el automóvil autónomo sin los faros delanteros encendidos debería encender su faros Todo esto podría suceder muy rápidamente. Los mensajes electrónicos se disparaban y se veía una escena aparentemente extraña cuando los autos autónomos se apagaban y encendían las luces delanteras. Imagine un efecto de centelleo potencial similar a las luces brillantes de un árbol de Navidad.

En teoría, tal vez esto equilibraría el hecho de que tal vez, en promedio, uno de cada dos autos sin conductor usaría sus faros por completo en un viaje en automóvil, o tal vez solo uno de cada diez, o cada cien, etc. Dependería en gran medida de dónde se encuentren estos autos autónomos, qué tan cerca se encuentren entre sí y una miríada de otros factores.

¿Valdría la pena la logística de esto en términos de la reducción de ALAN?

Un análisis de la parte posterior de la servilleta sugiere que esto sería un gran logro para lograr una abolladura significativa en la materia de contaminación lumínica artificial. También debemos considerar una vez más cómo esto podría afectar a los conductores humanos cercanos. Y así.

¿Nos damos por vencidos en esto?

¡No!

Considere otra posibilidad que implica reducir la cantidad de luz emitida por sus faros.

Imagine que los faros delanteros pudieran mostrar un rayo de luz que podría alternarse entre un rango numérico de quizás uno a diez (un cero significaría que los faros delanteros no están encendidos). Los faros en una posición de uno apenas estaban encendidos. Los faros en el nivel diez son luces súper altas.

Para un conductor humano, intentar acelerar o ajustar continuamente sus faros le parecería oneroso y un distractor severo de la tarea de conducir. Por otro lado, esta sería una tarea relativamente fácil de realizar computacionalmente para el sistema de conducción de IA y seguramente no distraerá de la actividad de conducción. Las cámaras de video u otros sensores similares detectarían el nivel de iluminación necesario y se ordenaría electrónicamente a los faros que se ajustaran en consecuencia. Esto podría suceder en una fracción de segundo y ser una función de rutina del vehículo.

Así es como esto podría ayudar a reducir la contaminación lumínica artificial.

Suponga que la mayoría de los automóviles en las carreteras son eventualmente automóviles autónomos. Esos coches autónomos pueden ajustar de forma rápida y eficaz la cantidad de luz que necesitan sus faros delanteros. Si todos están haciendo esto, podría significar que se emite mucha menos luz, en total y en promedio. Suponiendo que la seguridad no se vea comprometida, esto podría ser un medio de reducir los aspectos ALAN estimulados por los faros de los automóviles.

¿Valdría la pena la reducción de ALAN por las ventajas y desventajas de emplear tal característica?

Esa es una pregunta abierta.

Conclusión

Hay giros y vueltas adicionales sobre este tema.

Algunos afirman que podríamos usar los automóviles durante la noche más que en la actualidad como resultado de la llegada de los automóviles autónomos.

Esto parece una conjetura sensata. Los coches autónomos funcionarán las 24 horas, los 7 días de la semana y no será necesario que el conductor se tome descansos, descanse o se canse de conducir. Las personas que quieren ir del punto A al punto B pueden estar más dispuestas a hacerlo durante la noche que en la actualidad, especialmente porque los autos autónomos pueden ser menos costosos para los pasajeros que cuando usan conductores humanos (no sabemos esto para ser el caso, pero se especula mucho que ocurra).

Entonces, la mala noticia es que podríamos producir más contaminación lumínica artificial debido al uso de vehículos autónomos. No porque los coches autónomos estén produciendo más luz, sino porque se utilizarán durante la noche en volúmenes mayores que los que se utilizan en la actualidad los coches potencialmente impulsados ​​por humanos. Vaya, parece que los coches autónomos contribuirán a ALAN y no reducirán ALAN si acepta la lógica anterior.

Espere un segundo, podría haber un aspecto compensatorio.

Algunos afirman que tendremos menos automóviles en las carreteras como resultado de la disponibilidad de automóviles autónomos. Las personas ya no serán propietarios de automóviles y, en su lugar, utilizarán automóviles autónomos para compartir viajes. Por lo tanto, podría argumentar que, aunque podría haber más viajes nocturnos, tal vez podría ocurrir a través de un menor número de vehículos y, por lo tanto, la cantidad de contaminación lumínica es la misma o reducida en comparación con los vehículos conducidos por humanos y de propiedad personal.

Vaya, eso parece un alivio potencial.

La cuestión es que todos estamos prácticamente en la oscuridad en este momento acerca de cómo van a resultar los autos autónomos. No hay una luz mágica que muestre qué camino tomarán los autos autónomos (un juego de palabras un poco extenso, gracias por darte cuenta).

Aristóteles dijo que la luz del día es seguida por la noche, como una sombra sigue a un cuerpo. Es poco probable que podamos hacer algo directamente sobre la noche, pero podemos hacer algo con la luz artificial que usamos cuando está oscuro. El tema de los faros delanteros es bastante bajo en la lista de prioridades en este momento para lograr autos sin conductor. Después de dar la debida consideración al tema de los faros delanteros, tendería a implicar que ya hemos resuelto los miles de millones de otros problemas más urgentes sin resolver que enfrenta la llegada de los coches autónomos.

Esa será la luz (brillante) del día para los autos autónomos, se podría decir.