O exército dos EUA tinha uma necessidade. Uma competição entre carros autônomos no deserto tentou preenchê-la.
Em 8 de outubro de 2005, um Volkswagen Touareg azul modificado com sensores para mapeamento venceu 22 outros veículos robôs para vencer o Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) Grand Challenge, uma competição de carros autônomos de 132 milhas em terreno desértico perto da divisa dos estados da Califórnia e Nevada financiada pelo Departamento de Defesa. A Stanford Racing Team, os vencedores que construíram e operaram o carro, chamada Stanley, ganhou o prêmio de US$ 2 milhões com um tempo de 6 horas e 53 minutos.
“Foi realmente o momento do nascimento do carro autônomo moderno”, diz Sebastian Thrun, o antigo líder da Stanford Racing Team que agora é o chefe de uma startup de inteligência artificial. “Foi o momento em que os líderes empresariais… testemunharam o que é possível, quando todos os principais participantes de hoje estavam envolvidos nesses desafios e quando a nova geração de pesquisadores surgiu.”
De agora até 2026, Stanley, um nome de membros da equipe derivados da Universidade de Stanford, estará em exibição no Museu Nacional de História Americana do Smithsonian em uma nova exibição chamada “Road Warriors” que é focada nas origens militares e no legado do carro. Em 2005, os Estados Unidos estavam envolvidos em vários conflitos no Oriente Médio, e os militares do país queriam usar o DARPA Grand Challenge para acelerar o desenvolvimento de tecnologias de veículos autônomos que pudessem ser aplicadas para ajudar o pessoal militar.
Parte do objetivo dos veículos autônomos era proteger os soldados de dispositivos explosivos improvisados (IEDs) nas estradas, diz Carlene Stephens, curadora da Divisão de Trabalho e Indústria do museu que supervisiona autômatos e robôs.
“Este gigante azul foi um esforço para encontrar uma solução e um esforço para pôr fim aos ferimentos trágicos e à morte”, diz ela.
Nova exposição de Stanley no Museu Nacional de História Americana
Para os espectadores, Stanley pode parecer um carro de corrida. É grande, azul brilhante e coberto de logotipos. “Stanley é um objeto realmente carismático”, diz Stephens. Mas o DARPA Grand Challenge foi mais do que uma corrida. Ele demonstrou a viabilidade de veículos autônomos, e Stanley representa o que acontece quando os militares investem dinheiro e esforço no desenvolvimento de novas tecnologias.
“Ele encontra aplicações civis quase instantaneamente”, diz Stephens.
Antes do DARPA Grand Challenge de 2005, os esforços para construir carros autônomos não levaram a lugar nenhum, diz Thrun, um estudioso de ciência da computação na Universidade de Stanford. Em 2004, o ano do primeiro desafio, nenhum dos 15 finalistas completou a rota de 142 milhas de Barstow, Califórnia, a Primm, Nevada, para reivindicar o prêmio de US$ 1 milhão. O carro mais distante fez pouco mais de sete milhas.
Para vencer o desafio de 2005, que teve cinco finalistas, a equipe de Stanford reconheceu que era uma corrida de software, não de hardware, e percebeu desde o início que o problema não era construir um veículo melhor, mas sim construir um robô mais inteligente, diz Sven Strohband, o engenheiro-chefe da equipe de corrida de Stanford na época.
Stanley é equipado com cinco unidades de detecção e alcance de luz (lidar) montadas no teto — os objetos que parecem latas de café que ficam em cima do veículo — para construir um mapa do ambiente e ajudar o veículo a navegar. Stanley também usou odometria de roda, um GPS altamente preciso e uma unidade de medição inercial para se localizar. “Ele pode dizer acelerações e todas as direções”, diz Strohband.
O carro também utilizou modelos iniciais de inteligência artificial para descobrir qual terreno era transitável. “O que constitui uma estrada transitável não foi realmente programado por nós”, diz Strohband. “Na verdade, foi algo aprendido. Então, dirigíamos o carro manualmente e obtínhamos todos os dados do lidar. E com base nisso, treinamos o sistema de visão computacional para dizer: ‘Encontre mais estradas que se pareçam com esta estrada transitável, conforme verificado pelo lidar, mas encontre-a mais longe.’”
Assim como a automação de Stanley, muitos avanços significativos em tecnologia que agora são onipresentes, como a internet e o GPS, têm origens militares. “Os satélites GPS começaram para propósitos militares, e agora os sistemas de cronometragem e localização são essenciais para quase todos os aspectos da vida”, diz Stephens.
Durante a Guerra Fria, sistemas de navegação por satélite concorrentes estavam em desenvolvimento por diferentes ramos das forças armadas dos EUA, diz Stephens. Em 1978, o Departamento de Defesa lançou seu primeiro satélite Navigation System with Timing and Ranging (NAVSTAR). O conjunto completo de 24 satélites necessários para cobertura global foi concluído na década de 1990. E na década de 2000, serviços baseados em localização habilitados para GPS, como aplicativos em telefones e dispositivos de navegação em carros, ganharam popularidade.
E Stanley continuaria utilizando essa tecnologia essencial de GPS enquanto aprimorava a robótica.
A Stanford Racing Team após vencer o DARPA Grand Challenge com Stanley em 2005
“Uma das principais coisas que Stanley fez foi, obviamente, lançar luz sobre este problema de: Queremos que robôs façam logística e outros tipos de missões no campo de batalha para salvar vidas”, diz Stuart Young, gerente de programa da DARPA no Tactical Technology Office. “E, curiosamente, isso gerou a comunidade de direção autônoma e a indústria de veículos autônomos.”
As pessoas que trabalharam nos carros autônomos do desafio lançaram empresas que usam a mesma tecnologia que Stanley ajudou a fundar.
Agora, em cidades como São Francisco, Los Angeles e Phoenix, carros autônomos podem ajudar as pessoas a irem ao trabalho ou deixarem o almoço. Esses carros são apenas o mais recente desenvolvimento da tecnologia de veículos autônomos que entrou no mainstream. À medida que essa trajetória continua, acidentes de carros autônomos têm sido bem documentados, e as notícias destacam essas preocupações generalizadas. Mas Thrun prevê um futuro em que as cidades exigirão o uso de “robotaxis”.
“É quase como se qualquer pessoa tivesse um motorista particular”, diz ele.
Quase duas décadas após a estreia de Stanley, os militares estão alavancando a tecnologia que começou com os desafios da DARPA e evoluiu no setor comercial. Um dos programas que Young dirige, Robotic Autonomy in Complex Environments With Resiliency (RACER), está tentando aproveitar os sucessos dos desafios e descobrir maneiras de usar veículos autônomos para navegar com segurança, mesmo sem mapas, em ambientes não estruturados e off-road. “Ainda é um negócio arriscado, mas se pudermos fazer coisas para melhorar a capacidade de sobrevivência tendo robôs na frente, é isso que estamos tentando conseguir”, diz Young.
Veículo da frota da RACER
A Defense Innovation Unit, iniciada em 2015, é uma organização do Departamento de Defesa focada em acelerar a adoção de tecnologia comercial em constante avanço para uso militar, diz Will Ryan, um oficial do Exército em serviço ativo designado para a unidade como gerente de projeto. Com o uso de veículos autônomos em campo, Ryan diz, “em vez de ter um comboio de cinco a dez veículos cada um com pelo menos duas pessoas nele, uma dirigindo, uma no banco do passageiro ou navegando, você pode reduzir esse número pela metade ou até mais”.
“Vejo Stanley como uma espécie de ponto de inflexão”, diz Mike Montemerlo, ex-líder de software da Stanford Racing Team que agora trabalha na Waymo, empresa de carros autônomos do Google. “Houve muita pesquisa sobre carros autônomos antes disso, mas muito disso era sobre sistemas de rodovias automatizados, que são um antecessor do controle de cruzeiro automatizado.”
A DARPA desafia e Stanley mostrou um mundo tecnológico além disso.
