Semáforos com luz branca para veículos autônomos

Os semáforos, como a gente conhece hoje, usam três cores bem definidas: verde (seguir), amarelo (atenção para parar) e vermelho (parar). Esse modelo dá conta do recado, mas pode precisar evoluir conforme os carros sem motorista se tornem mais comuns.

Foi exatamente isso que pesquisadores da North Carolina State University colocaram em pauta: acrescentar uma quarta indicação ao semáforo, uma luz branca. A proposta tem um alvo claro - os veículos autônomos - e pretende tornar cruzamentos e interseções mais eficientes.

A lógica é direta, ainda que ousada: permitir que carros autônomos se coordenem entre si para atravessar interseções com mais rapidez, evitando paradas desnecessárias e mantendo o fluxo mais contínuo.

Como funciona?

Segundo o estudo “White Phase Intersection Control Through Distributed Coordination: A Mobile Controller Paradigm in a Mixed Traffic Stream”, publicado no IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, a luz branca só seria acionada quando a maioria dos veículos presentes em uma interseção fosse autônoma.

Nessa situação, os carros autônomos trocariam informações entre si e com o sistema do semáforo para escolher, de forma coletiva, a melhor maneira de atravessar o cruzamento. A intenção é reduzir o desperdício de tempo com paradas que não agregam segurança e deixar o tráfego mais fluido.

O que muda para veículos autônomos na interseção

Com a fase branca ativa, a coordenação do movimento passa a ser guiada pela comunicação entre os próprios veículos autônomos, que ajustam sua passagem pelo cruzamento para minimizar atrasos. A eficácia do conceito cresce conforme aumenta a proporção de veículos autônomos circulando.

Ainda assim, a proposta não depende de uma frota quase totalmente autônoma para trazer ganhos. Mesmo com poucos desses veículos nas ruas, a luz branca tende a diminuir atrasos e a economizar combustível, reduzindo o clássico “para e anda” do trânsito.

Ali Hajbabaie, autor principal do artigo e professor associado de engenharia civil, de construção e ambiental na NC State, explica: “mesmo que apenas 10% dos veículos num cruzamento sejam autônomos, ainda assim observam-se menos atrasos: menos 3%; com 30% de veículos autônomos na estrada, a redução chega a 10,7%”.

Como o semáforo orienta motoristas humanos na fase branca

Para veículos convencionais (não autônomos), a regra sugerida é bem simples: acompanhar o carro da frente. Se o veículo à frente parar, o motorista para; se ele seguir, o motorista segue.

Quando a maioria dos veículos em uma via ainda for conduzida por humanos, o semáforo retorna ao padrão tradicional de verde, amarelo e vermelho. Hajbabaie complementa: “o conceito de fase branca (luz branca) também incorpora um novo semáforo, para que os motoristas humanos saibam o que devem fazer. O sinal vermelho continuará a significar parar. O sinal verde continuará a significar avançar. E o sinal branco indicará aos motoristas humanos que simplesmente sigam o carro à sua frente”.

Implementação gradual

Os engenheiros argumentam que a fase branca pode ser adotada aos poucos, sem exigir a troca imediata de todos os semáforos nem depender de uma maioria de carros autônomos. Com ajustes pontuais na sinalização atual e a presença desses veículos, seria possível tocar projetos-piloto em pontos específicos - como áreas portuárias ou cruzamentos com grande volume de tráfego.

“E, só para deixar claro, a cor da ‘luz branca’ não importa. O importante é que haja um sinal que seja claramente identificável pelos motoristas”, acrescentou Hajbabaie.

Da coordenação centralizada à computação distribuída

A ideia da luz branca já havia sido apresentada em 2020, mas, naquela versão, o funcionamento dependia de um computador central: ele reunia os dados de todos os veículos autônomos, calculava a melhor estratégia de travessia e enviava instruções para cada carro - um desenho mais vulnerável a falhas de comunicação.

No modelo atual, o estudo propõe computação distribuída: os próprios veículos autônomos negociam e coordenam o tráfego entre si. Nesse arranjo, o semáforo com luz branca serve principalmente para indicar que a fase branca está em operação. Com isso, o sistema tende a ser mais rápido, mais seguro e mais eficiente, mantendo o fluxo mesmo quando houver problemas de comunicação com o semáforo.