El futuro de la tecnología del transporte

The Moral Machine,¹ un experimento en curso que se lleva a cabo en el MIT Media Lab, llega al centro de un problema desafiante que enfrenta el desarrollo de vehículos autónomos: los accidentes ocurren. ¿Cómo puede la inteligencia artificial (IA) tomar una decisión que sea tanto lógica como moral? En filosofía, esto se conoce como el dilema del tranvía: un dilema moral en el que se debe realizar una acción, aunque esa acción, invariablemente causará una muerte. ¿Cómo elegir?

A medida que los vehículos autónomos están más cerca de la comercialización, debemos lidiar con dilemas como este. Moral Machine (la Máquina Moral) nos pregunta: ¿Debemos programar la inteligencia artificial para salvar peatones preferentemente? ¿Pasajeros? ¿Personas jóvenes? ¿Aquellos con status más alto? Las respuestas a preguntas como estas, por lo general, varían según la persona y la cultura. Y dado que no podemos estar todos de acuerdo con esas respuestas, tenemos pocas esperanzas de programar la IA para tomar la decisión correcta.

A pesar de lo fascinantes que son los dilemas como este, hay otros problemas más inmediatos que resolver a medida que trabajamos para cambiar la forma en que transportamos personas y bienes. Resolver estos desafíos conducirá a una sociedad mejorada, pero hacerlo dependerá de una gran cantidad de innovaciones tecnológicas, que la química tendrá que ayudar a resolver.

Si bien los desafíos algorítmicos obtienen la mayor parte de la prensa, los vehículos autónomos necesitarán algunas mejoras importantes de infraestructura para funcionar correctamente. Uno de los más importantes, naturalmente, es la carretera en sí: carreteras bien pavimentadas, marcadores de carril claramente pintados, que son más reflectantes mediante la adición de dióxido de titanio, y señalización inteligible, para empezar. Según informa Motor Trend, hay más de 6 millones de km (4 millones de millas) de carreteras en EE. UU., de las cuales solo el 65 % se encuentra pavimentada.² Incluso las carreteras pavimentadas necesitan ayuda. Por ejemplo, más del 73 % de las carreteras de Connecticut se encuentran en condiciones de deficientes a mediocres de acuerdo con un informe de CNBC.³ Agregue las complejidades de ciudades grandes o antiguas como Nueva York o París y verá que los problemas de carreteras del mundo se multiplican.

Comunicación más rápida, mejores combustibles

Hay otro desafío de infraestructura que resolver: las comunicaciones. Los primeros teléfonos celulares 5G están llegando al mercado, pero pasarán años hasta que haya una cobertura de señal 5G densa y extendida. Las comunicaciones inalámbricas 5G no solo son rápidas: también tienen baja latencia.⁴ La latencia, en pocas palabras, es la cantidad de tiempo que lleva obtener una respuesta de una señal dada. La baja latencia es crucial para los vehículos autónomos, que deberán comunicarse entre sí para comprender y negociar las acciones de los otros. Es probable que los automóviles autónomos también confíen en la informática de periferia habilitada para 5G. Con la informática de periferia, las tareas de procesamiento se realizan en estaciones base 5G, la periferia de la red, en lugar de servidores centrales, lo que mejora la velocidad de la toma de decisiones para todos los vehículos autónomos en la carretera. Por supuesto, todo esto depende de una nueva generación de chips para computadoras y cableado de alta calidad.

Los propios vehículos también necesitarán un cambio, si no queremos cambiar un problema ambiental por otro. El transporte sigue siendo la fuente más grande de emisiones de CO₂ en EE.UU.⁵ El primer cambio será el de reducir la cantidad de vehículos, en primer lugar. Ahí es donde las compañías que brindan servicios de “ride-hailing” mediante conducción automática como Waymo, entran en acción. Si estas ofertas de prototipos comienzan a desplazar la propiedad de automóviles en las economías desarrolladas e interrumpir el aumento de la propiedad de automóviles en países de rápido crecimiento, la eficiencia energética de la flota de transporte mundial mejoraría.

Incluso si eso sucede, pero especialmente si no es así, la forma en que potenciamos vehículos debe cambiar si queremos descarbonizar a la sociedad. Los automóviles eléctricos ya están siendo más comunes, y a medida que la tecnología de baterías mejore y sea más económica, los clientes recurrirán a ellos cada vez más. A menos que simplemente queramos mover las emisiones del tubo de escape a otra parte, los autos eléctricos necesitan energía limpia y renovable. Dado que la mayoría de las energías renovables son intermitentes, las compañías de energía necesitarán encontrar formas de almacenar energía. Una solución es una batería de flujo, que depende de membranas de intercambio de iones, como Nafion™. La tecnología de celdas de combustible de hidrógeno, que también depende de las membranas de intercambio de iones, puede funcionar junto con los vehículos eléctricos, especialmente si el hidrógeno se convierte en parte del mix global de fuentes de energía.⁶

Mejorando la eficiencia en el aire

Las celdas de combustible de hidrógeno también pueden reducir el impacto de las unidades de potencia auxiliar del avión, pero es poco probable que nos impulsen al cielo. Aún no tenemos la tecnología para empacar suficiente hidrógeno en un espacio lo suficientemente pequeño y ligero como para que sea práctico para el transporte aéreo. Como explica Karen Goldberg, profesora de Vagelos de investigación energética de la Universidad de Pensilvania: “Los aviones utilizarán combustible líquido durante mucho tiempo”.

Eso es un problema. Las emisiones de carbono en EE.UU. aumentaron el año pasado, en parte debido al transporte aéreo⁵ Si vamos a volar más, debemos aumentar la eficiencia en los aviones. “Aunque los aviones se parecen mucho a lo que solían ser, son considerablemente más eficientes. El diseño y la fabricación mejoraron drásticamente y también lo hizo la eficiencia del combustible”, comenta Michel Overstreet, gerente de Ventas y Marketing, Minerales en The Chemours Company. La clave de ello es la reducción del peso, particularmente en los motores a reacción, y la cuchilla de la turbina es uno de los principales objetivos para reducir el peso. Estas son las cuchillas gigantes del ventilador que forman el extremo delantero de un motor a reacción. También aparecen más atrás en el motor, donde giran entre los gases de escape calientes, impulsando todo el conjunto de la turbina. Estas deben ser robustas, rígidas y capaces de mantener su forma a temperaturas de más de 1000 ^oC.⁷ Para aumentar el rendimiento y disminuir el peso, los fabricantes confían en aleaciones exóticas que se funden como cuchillas hechas de cristales individuales. Como explica Overstreet, “los fabricantes de motores a reacción confían en los minerales de zirconio (silicato de zirconio) de Chemours en su fundición por inversión de aleaciones metálicas. El zirconio es parte del proceso que evita la deformación y aumenta la capacidad y la vida útil de la temperatura de la cuchilla. Los motores de hoy son más ligeros, duraderos y eficientes en el consumo de combustible”.