ITENE, i2CAT, CTAG y CIDAUT,

La creciente concienciación sobre el impacto ambiental destaca la conexión entre el desarrollo industrial y las emisiones de gases de efecto invernadero, especialmente en el sector del transporte, que contribuye al 26% de las emisiones globales de CO2 en España según estadísticas de ‘Our World in Data’. A pesar de las políticas ambientales y la mejora de la eficiencia vehicular, las emisiones continúan aumentando. En este contexto, el transporte de mercancías y la logística de última milla juegan un papel clave a la hora de abordar este desafío. La Unión Europea ha establecido objetivos ambiciosos de descarbonización, con España desempeñando un papel crucial debido a su importancia económica y al compromiso con la neutralidad climática para 2050. La movilidad sostenible implica la adopción de tecnologías avanzadas, electrificación, conectividad y automatización, transformando la movilidad hacia prácticas más eficientes y ciudades habitables.

La Red Cervera Integra, formada por los centros tecnológicos ITENE, CTAG, I2CAT y CIDAUT, está financiada por el Ministerio de Ciencia e Innovación a través del Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (CDTI). Aborda el reto de la movilidad en zonas de baja densidad poblacional mediante un innovador proyecto de locker móvil y autónomo. Éstos lockers son infraestructuras con compartimentos de distintos tamaños donde se pueden guardar objetos o paquetes. Están principalmente pensados para su uso en entrega y recogida de paquetería.

Esta solución permite a los distribuidores de última milla llegar a áreas periféricas, cargar paquetes en el locker estacionado y continuar su ruta sin necesidad de circular más en dicha zona, brindando eficiencia y accesibilidad. A continuación, detallamos la contribución de cada centro tecnológico al proyecto Integra.

ITENE – Desarrollo de locker inteligente para última milla
Los lockers digitales emergen como solución para el reparto de última milla, permitiendo la agrupación eficiente de entregas y recogidas, y eliminando la interacción directa entre distribuidores y receptores. Permiten optimizar rutas, reduciendo kilómetros y mejorando la productividad. Además, evitan entregas fallidas, facilitando la recogida en cualquier momento. Estas taquillas digitalizadas se posicionan normalmente en zonas densamente pobladas o comerciales, siendo clave su ubicación para simplificar rutas y maximizar su impacto.

Dentro del proyecto Integra, el centro tecnológico ITENE ha ejecutado el diseño y desarrollo del propio locker. Como resultado, se ha conceptualizado un armario locker con unas dimensiones de 1600mm de largo por 1000mm de alto- de forma que los cajones más altos sean accesibles- y 1400mm de ancho. Esto dejaría una superficie para distribuir los compartimentos de 2,24 metros cuadrados. La distribución de compartimentos se ha realizado según los porcentajes de la industria last-mile: 45% pequeños paquetes, 35% paquetes medianos y 20% paquetes grandes de hasta 60 cm cúbicos, dando lugar a un espacio total para unos 20 paquetes.

El locker ha sido diseñado de manera resistente para soportar los movimientos y fuerzas a los que se ve sometido al estar ubicado sobre una plataforma móvil, situaciones que no son comunes en lockers estáticos. ITENE ha identificado 15 perfiles de ruta potenciales utilizando su dispositivo de monitoreo de rutas en un furgón de carga, con velocidades comparables a las del locker móvil. Este dispositivo registra vibraciones e impactos en objetos sólidos de gran tamaño sometidos a diversas fuerzas. Los resultados de estas evaluaciones se han integrado en el proceso de diseño del locker en colaboración con el fabricante.

Locker diseñado por ITENE 

i2CAT. Conectando el vehículo autónomo con su entorno
La obtención de datos precisos de tráfico y comportamiento vehicular es esencial para simular vehículos en movimiento de manera realista. Sin embargo, recopilar estos datos puede ser complicado.

Dentro del proyecto Integra se ha desarrollado, en primer lugar, un simulador de transmisión de mensajes V2X (Vehicle-to-Everything), compuesto por módulos de software y aplicaciones. Esta herramienta es capaz de simular escenarios de sistemas de comunicación V2X y construir prototipos y demostradores reales. Se ha implementado en un marco de cosimulación que combina OMNeT++ y SUMO, utilizando datos de posicionamiento vehicular obtenidos en SUMO para alimentar OMNeT++ y evaluar las comunicaciones V2X en términos de calidad, robustez y latencia.

Adicionalmente, se ha desarrollado un sistema de automatización para el reconocimiento y seguimiento de vehículos a partir de grabaciones de vídeo (Figura 2). Este sistema convierte los datos de vídeo en coordenadas compatibles con los simuladores utilizados, mejorando así la precisión de las simulaciones. Finalmente, se ha desarrollado una herramienta enfocada en investigar y evaluar las mejoras en el posicionamiento geográfico al utilizar redes celulares 5G en lugar de sistemas de posicionamiento vía satélite, mejorando el seguimiento del vehículo en entornos de calles estrechas. Este enfoque ofrece un estudio preciso de las ventajas que las redes 5G pueden aportar al posicionamiento en entornos urbanos.

CIDAUT – Evaluación de la seguridad del vehículo autónomo
La principal barrera para la adopción masiva de los vehículos autónomos es la seguridad del ocupante y su entorno. Los errores de programación, fallos de hardware o maniobras evasivas pueden llevar a tener las mismas consecuencias que las de un impacto sobre la seguridad de los ocupantes.

Por ello, dentro del proyecto Integra se han evaluado y mejorado las respuestas de estos vehículos y sus sistemas de seguridad pasiva. Utilizando métodos de simulación por elementos finitos, se ha generado un modelo de vehículo con las tendencias de los interiores de los vehículos autónomos, al mismo tiempo que se han creado nuevas configuraciones de sistemas de retención a partir de modificaciones y adaptaciones de los componentes convencionales. Este enfoque ha permitido desarrollar un modelo de simulación representativo de un futuro vehículo automatizado con el que analizar qué implicaciones tiene la versatilidad respecto a posiciones del asiento, casuística de los casos de carga, puntos de impacto y posiciones de los sistemas de retención respecto a la carrocería.

El análisis de los resultados señala que los sistemas de retención estándar actuales no son capaces de proteger adecuadamente la carga en condiciones de conducción automatizada. Como consecuencia de ello, resulta necesario investigar en soluciones y sistemas de retención embarcados y adaptativos que hagan uso de la información de las tecnologías de detección previas (tecnologías pre-crash) para la activación de sus elementos pirotécnicos.

Además, se observó que trabajar en reducir la velocidad de impacto mediante la actuación de los sistemas de seguridad activa de los vehículos es fundamental para conseguir reducir la severidad de los choques. Finalmente, se observó también que para poder estudiar las lesiones en profundidad fuera de los estándares de seguridad, son necesarios los modelos humanos.

Análisis de seguridad de CIDAUT

CTAG – Software de control de vehículo autónomo
Los entornos urbanos plantean un desafío complejo para las funciones de conducción autónoma y este desafío comienza con los algoritmos en los sensores y las capas de percepción. La tendencia actual es que estos algoritmos alberguen varios grupos de fuentes de datos (p.ej. datos reales de los sensores o información contextualizada de reconstrucciones virtuales del entorno real) en una estructura de datos común, que permita a los algoritmos tomar las decisiones correctas.

Dentro del proyecto Integra se ha trabajado en la implementación de un conjunto de funciones de conducción autónoma y conectada de alta seguridad y sistemas de evasión de colisión en entornos urbanos, incluyendo, además del desarrollo de funciones de conducción autónoma, las actividades relacionadas con la comunicación del vehículo con el entorno y la monitorización interior. Partiendo de la definición de escenarios y casos de uso técnico-funcionales, y continuando con el establecimiento de una arquitectura vehículo-infraestructura, comenzó el desarrollo de las funcionalidades contempladas en el proyecto. 

 La arquitectura SW en la capa de funciones incluye el módulo "Planificación de ruta", el módulo "Control" y el bloque "Actuación". En la planificación de ruta se reciben entradas de HMI, percepción y vehículo, incluidas entradas del usuario, información electrónica del horizonte y datos del vehículo. En los casos de uso desarrollados en el proyecto, la información del entorno del vehículo es detectada por los sensores del vehículo y toda esta información en conjunto es procesada por la capa de percepción, que accede al módulo “Planificación de ruta” a través del bloque “Preprocesamiento”, donde se organizará y enriquecerá la información según las necesidades en cada momento del bloque “Planificación del Comportamiento”. Teniendo todo esto en cuenta, el vehículo prototipo empleado se sometió a pruebas de software para parametrizar funciones y gestionar objetos que cambian con frecuencia. Tras diversas pruebas y tests, los problemas que fueron detectados se corrigieron, y dieron como resultado una versión estable.

Próximos pasos hacia un locker móvil
El desarrollo de un locker móvil necesita de un amplio estudio preliminar de todas las tecnologías implicadas para poder garantizar un vehículo seguro y eficiente. El proyecto Integra ha abordado esta temática estudiando las comunicaciones V2X (I2CAT), las inercias del vehículo (CIDAUT), el software control del vehículo (CTAG) y los requisitos estructurales y de software del locker (ITENE).

Los próximos pasos serán las pruebas de un locker móvil autónomo en entornos reales para estudiar todas las casuísticas que se puedan generar y diseñar planes de acción para poder convertir el locker móvil en un producto de mercado útil para las empresas de distribución de última milla del futuro.