Objetivos y contextualización

Aquí utilizamos el concepto de navegación autónoma para referirnos al conocimiento científico y técnico necesario para dotar de movimiento inteligente a sistemas físicos. Esta amplia definición abarca una variedad de sistemas, incluidos pequeños objetos que se mueven a través del torrente sanguíneo para monitorizar y garantizar la salud, robots domésticos o industriales que ayudan en tareas que requieren movilidad, vehículos aéreos no tripulados que monitorizan áreas forestales para prevenir incendios o realizar rescates, robots submarinos no tripulados que exploran el fondo marino, vehículos autónomos para la entrega de mercancías y robotaxis o autobuses autónomos para el transporte de personas. Cada uno de estos sistemas presenta características únicas y afronta desafíos particulares. De hecho, para capturar los principales puntos en común y diferencias entre múltiples sistemas con capacidades de navegación autónoma, podríamos proponer asignaturas separadas centradas en nanobots corporales, navegación autónoma submarina, navegación autónoma aérea, navegación autónoma terrestre en zonas no estructuradas y navegación autónoma terrestre en zonas estructuradas.

Ciertamente, todos estos conocimientos no pueden abarcarse en una única asignatura universitaria de 6 ECTS como la que nos ocupa. Por tanto, no es de extrañar que, cuando se planificaron los contenidos de la misma en el marco del grado en IA de la UAB, se decidió poner el foco en la tecnología de conducción autónoma de vehículos como coches, camiones o autobuses que deben transportar personas y mercancías en entornos terrestres regulados. Aún así, la conducción autónoma se basa en conocimientos multidisciplinares,por lo quetenemos que destacar unos contenidos sobre otros dependiendo del contexto en el que se enmarca la asignatura. Por ejemplo, en el contexto de un grado en Ingeniería de Telecomunicaciones, la conducción cooperativa Vehicle-to-X sería especialmente relevante; en el contexto de un grado en Ingeniería de Sistemas Industriales y Automatización, los temas de planificación local y control de una arquitectura modular clásica de conducción autónoma serían conocimientos básicos; en el contexto de un grado en Física, los sensores que permiten la conducción autónoma merecerán un interés especial. La asignatura que nos ocupa está en el grado en IA de la UAB. Por lo tanto, nos centraremos en el conocimiento científico y técnico en la intersección de la IA y la conducción autónoma. De hecho, este campo sigue siendo amplio y está en continua evolución, y habrá muchos temas que no se tratarán. Preferimos centrarnos en menos temas con más profundidad en lugar de cubrir más temas de forma superficial.

Por un lado, pretendemos cubrir los sistemas clásicos de conducción autónoma basados en módulos de percepción, planificación local y control, entre otros. Pero, por otra parte, descartando el uso de mapas HD 3D, y en consecuencia la navegación basada en VSLAM. Además, de entre los diversos sensores utilizados en este tipo de sistemas, nos centraremos en las cámaras. Por lo tanto, en este paradigma modular, la percepción visual basada en aprendizaje profundo será la conexión principal entre la IA y la conducción autónoma. Por otro lado, dado que el paradigma modular surge del enfoque "divide y vencerás" de la ingeniería clásica, nuestro objetivo es cubrir un paradigma de IA más "puro". En particular,veremos modelos profundos visomotores para conducción autónoma. Finalmente, también se cubrirán enfoques híbridos basados en estos dos paradigmas.

La metodología docente seguirá un enfoque basado en proyectos. Repasaremos los conceptos teóricos básicos para que el alumnado pueda captar el panorama general y profundizar en los aspectos específicos necesarios a la hora de abordar un proyecto de conducción autónoma. El proyecto específico a resolver dependerá de los recursos computacionales particulares y presupuesto de materiales que se asignen a nuestra asignatura (estos no dependen de los docentes y pueden cambiar cada año). Sin embargo, en términos generales, nuestro objetivo es seguir el enfoque habitual que podemos encontrar en el mundo real, que implica simulación y desarrollos en el mundo real.

En general, el objetivo de esta asignatura es exponer a los estudiantes, a través de la teoría pero principalmente de la práctica, a contenidos básicos relevantes relacionados con la conducción autónoma, para que en el futuro estén preparados para afrontar nuevos retos de navegación autónoma. Por último, pero no menos importante, para alcanzar el éxito de los proyectos, es fundamental aprender a trabajar eficazmente en un equipo.