O semáforo universalmente conhecido não passou por uma reformulação significativa em quase 100 anos, desde que William Pott, um policial de Detroit, criou o primeiro semáforo de três seções nos Estados Unidos em 1921. Agora, dizem os especialistas, a ascensão do sem motorista carros significa que é necessário um novo conjunto de diretrizes de segurança para garantir que eles interajam corretamente com os sinais de trânsito.
Os semáforos em todo o mundo normalmente usam luzes vermelhas, âmbar e verdes para sinalizar aos motoristas se eles devem parar, seguir em frente ou se preparar para parar ou passar em cruzamentos e faixas de pedestres. Ali Hajbabaie, professor de engenharia da Universidade Estadual da Carolina do Norte (NCSU), está liderando uma equipe para projetar um sistema de trânsito que considere como os carros sem motorista respondem aos sinais de trânsito.
Hajbabaie disse à agência de notícias Associated Press que propõe adicionar outra luz – possivelmente uma branca.
Os sinais de trânsito são mais do que apenas segurança. Permitem um melhor fluxo de tráfego, levando a menos congestionamentos, e também podem ser benéficos para a economia quando as pessoas perdem menos tempo e combustível nas estradas.
De acordo com o Global Traffic Scorecard 2022 da INRIX, uma empresa que cria produtos e serviços relacionados com a indústria dos transportes e veículos autónomos, o custo combinado para a economia do congestionamento rodoviário no Reino Unido, Alemanha e EUA foi de 2,2 mil milhões de dólares. Os semáforos contribuem significativamente para manter este custo baixo.
Mas o que mais podemos aprender com o passado para informar o futuro?
Quando o semáforo foi inventado?
O primeiro semáforo do mundo foi instalado na Praça do Parlamento, em frente às Casas do Parlamento, em Londres, Reino Unido, em 10 de dezembro de 1868.
O crescente congestionamento de carruagens puxadas por cavalos naquele cruzamento específico tornava-o cada vez mais perigoso para os peões na área.
A instalação do semáforo apresentava um pilar com secção superior semelhante a uma cruz. Tinha braços de sinalização semáforo, que se moviam para cima e para baixo para instruir o tráfego a se mover ou parar, e luzes de gás vermelhas ou verdes.
Projetado para replicar os gestos de um policial de trânsito, o trânsito era obrigado a parar quando ambos os braços estavam perpendiculares e seguir em frente quando estavam em um ângulo de 45 graus. As lâmpadas a gás vermelhas e verdes eram usadas à noite.
Baseado em um sistema de sinalização ferroviária, era necessário um policial para operar. O gás foi alimentado no mecanismo a partir de um cano no solo para alimentar as luzes.
Infelizmente, o primeiro projeto do semáforo teve um começo difícil. Um vazamento de gás do tubo de abastecimento abaixo dele provocou uma explosão no mecanismo do semáforo, ferindo o policial que o operava.
Considerado um risco à segurança, o semáforo foi rapidamente removido e os semáforos foram totalmente proibidos pelos próximos 60 anos. Eles finalmente retornaram às ruas britânicas em 1929, após a invenção do sistema de sinalização de três luzes em 1921 em Detroit.
Os primeiros semáforos movidos a eletricidade foram inventados em 1923 pelo inventor afro-americano Garrett Morgan. Ele finalmente vendeu seu projeto para a General Electric por US$ 40.000 (US$ 730.000 em dinheiro de hoje, ajustado pela inflação).
Por que os semáforos são vermelhos, âmbar e verdes?
O primeiro sistema de cores utilizado em sistemas de semáforos foi baseado no sistema de luzes de navegação utilizado em navios no mar.
Através do uso das luzes vermelha e verde, as tripulações dos navios que se aproximam podem saber instantaneamente em que direção o navio está viajando. Este sistema de iluminação serviu como um sistema precoce de prevenção de colisões, especialmente à noite em condições de baixa visibilidade.
A luz âmbar usada nos semáforos modernos não foi introduzida até 1921, quando o inventor William Potts trouxe o semáforo de três cores para Detroit.
Esta inovação adicionou uma luz amarela de “cuidado” aos sinais vermelhos e verdes existentes – sinalizando aos motoristas que as luzes estavam prestes a mudar e alertando-os para abrandar. O primeiro semáforo de quatro vias e três cores foi instalado no cruzamento da Woodward Avenue com a Fort Street em Detroit em 1921 e, em meados da década de 1930, esse padrão se espalhou por todo o país.
Por que precisamos de uma quarta cor agora?
Humanos e carros autônomos usam diferentes conjuntos de pistas visuais quando se trata de interpretar sistemas de iluminação. Cores diferentes – por vezes piscando para indicar que uma mudança é iminente – funcionam melhor para o cérebro humano, enquanto uma única luz funciona melhor para carros autónomos.
Portanto, uma quarta luz – provavelmente branca – seria adicionada para beneficiar os carros autônomos. A luz branca seria interpretada por um carro autônomo como uma instrução para “continuar, a menos que seja instruído de outra forma”.
Hajbabaie, professor da NCSU, explicou: “Se a luz branca estiver ativa, basta seguir o veículo à sua frente”.
Que diferentes tipos de sistemas de semáforos existem?
Embora existam vários tipos de tecnologia de semáforos, a maioria dos sistemas de trânsito se enquadra em duas categorias: semáforos que operam em horários fixos; e sinais de trânsito que podem ajustar o tempo com base no volume de tráfego.
Alguns modelos diferentes de sinalização de trânsito são:
- Sinais de trânsito em tempo fixo: não se baseiam no volume de tráfego. O planejador de tráfego define o tempo de cada conjunto de semáforos com base em pesquisas gerais que farão o tráfego avançar em um horário predeterminado.
- Semáforos de detecção: Também conhecidos como “semáforos acionados”, funcionam com dispositivos embutidos na via que detectam a presença e o volume de veículos esperando em um cruzamento e depois sincronizam com o semáforo, indicando quando o tráfego deve se mover ou parar.
- Técnica de otimização de deslocamento de ciclo dividido (SCOOT): Este sistema de gerenciamento de tráfego visa otimizar o volume de tráfego nos cruzamentos usando dados de tráfego em tempo real. O SCOOT ajusta automaticamente a sequência de luzes com base nos dados coletados dos semáforos. Isso ajuda a reduzir o congestionamento e melhorar o fluxo do tráfego.
- Semáforos ativados por pedestres: São ativados por meio de um botão manual ou sensor que identifica um pedestre no cruzamento e muda o semáforo para parar o trânsito.
A IA poderia ser usada em sistemas de tráfego?
Henry Liu, professor de engenharia civil da Universidade de Michigan, apresentou uma abordagem diferente para resolver problemas de congestionamento de tráfego usando inteligência artificial (IA).
Tendo ganho uma doação de US$ 15 milhões para estabelecer o Centro de Transporte Conectado e Automatizado do Departamento de Transportes dos EUA em fevereiro do ano passado, Liu e sua equipe estão testando como os semáforos poderiam ser sinalizados usando localização em tempo real e dados de velocidade de carros equipados com Sistema de Posicionamento Global (GPS) no subúrbio de Detroit, Birmingham.
Este bairro específico em Detroit foi escolhido porque todos os 34 semáforos de Birmingham possuem horários fixos. Eles não recebem informações de câmeras ou sensores para se ajustarem ao fluxo do tráfego, o que significa que podem ser adaptados para receber informações exclusivamente de carros, explicou Liu, sem qualquer interferência.
