Revolução no banco do motorista: o caminho para veículos autônomos

Este artigo faz parte de uma série sobre veículos autônomos.

It is no longer a question of if but Quando Veículos autônomos (AVS) chegarão à estrada. In the auto industry’s most significant inflection in 100 years, vehicles with varying levels of self-driving capability—ranging from single-lane highway driving to autonomous valet parking to traffic jam autopilot—will start to become available to consumers as soon as mid-2015 or early 2016. Development of autonomous-driving technology is gaining momentum across a broad front that encompasses OEMs, suppliers, technology providers, academic institutions, governos municipais e corpos reguladores. Todos - Compromutadores. Analisaremos essas questões e possíveis soluções em um próximo relatório que se baseia em nossa colaboração com o Fórum Econômico Mundial. (Consulte “Não apenas pela tecnologia: os aspectos sociais, legais e regulatórios do desenvolvimento da AV.”)

While technological development continues apace, AV stakeholders are also addressing the societal, legal, and regulatory issues that will arise as AVs come to market. We will analyze those issues and possible solutions in a forthcoming report that draws on our collaboration with the World Economic Forum. (See “Not by Technology Alone: The Societal, Legal, and Regulatory Aspects of AV Development.”)

Aggressive players in virtually every segment of the automotive value chain have unveiled, or are conducting pilot programs of, partially or fully autonomous vehicles or enabling technologies in locations around the world. Audi, for example, presented its highly autonomous A7 model, which has highway-driving capability, at the 2015 Consumer Electronics Show in Las Vegas. The car had driven itself to the show from San Francisco—a distance of 550 miles.

BMW has tested its autonomous Series 2 model on closed tracks and city streets. Daimler is testing both highly and fully autonomous vehicles in the U.S. and Germany. Tesla and GM plan to roll out models capable of hands-free highway driving in the summer of 2015 and 2016, respectively. Nissan has already tested its Autonomous Drive technology, which enables highly autonomous functionality, on public roads in Japan. The company plans the commercial launch of a model with traffic jam autopilot in late 2016.

Volvo and various Swedish government bodies in 2014 launched the “Drive Me” initiative, in which 100 self-driving cars navigate public roadways in everyday conditions in and around the city of Gothenburg. The project’s first test cars are already on the road. And the prototypes of Google’s AVs have been widely publicized.

Meanwhile, Wageningen University, in the Netherlands, plans to introduce a driverless taxi later this year. The vehicle, one of the first of its kind, will operate between two campus locations. Milton Keynes, a planned community in the UK, is developing self-driving “public transport pods” for rollout in 2017. Last year, Singapore conducted a two-month test of driverless vehicles, in which 500 people tried out self-driving buggies that plied the paths of the gardens in the city’s Jurong Lake district. Later this year, the city will begin testing AV jitneys that will convey people for short distances at low speeds in another part of town. The object of the test is to observe how AVs perform in real traffic conditions on public roads and how they interact with pedestrians and bicyclists at intersections.

Os fornecedores também estão se preparando para o futuro da AV. Bosch, Continental, Delphi Automotive, Mobileye, Valeo, Velodyne e Nvidia, para citar alguns, estão entre os fornecedores que estão nos estágios avançados de testar o posicionamento, a orientação e o processamento necessários para tornar a AVS uma realidade comercial. Isso deve ocorrer para que os veículos autônomos se tornem uma realidade comercial. Identamos os principais obstáculos ao desenvolvimento de veículos parcial e totalmente autônomos e identificamos os prováveis ​​usos dos AVs nos contextos pessoais e comerciais. Também oferecemos um roteiro para o desenvolvimento do mercado de AV para a indústria automotiva, provedores de tecnologia e reguladores, descrevendo as etapas que cada parte interessada precisará tomar para que esse desenvolvimento ocorra.

In this report, we consider and quantify consumer preferences regarding autonomous features and the technological, economic, societal, and regulatory evolutions that must occur for autonomous vehicles to become a commercial reality. We pinpoint the key obstacles to the development of partially and fully autonomous vehicles and identify the likely uses of AVs in both personal and commercial contexts. We also offer a roadmap for the development of the AV market for the automotive industry, technology providers, and regulators, outlining the steps that each stakeholder will need to take for that development to occur.

Autonomia vem em vários sabores

The term “autonomous vehicle” describes not a single vehicle with a fixed set of capabilities but a range of possible vehicles with disparate capabilities. Today’s advanced driver assistance systems (ADAS) foreshadow the more robust autonomous technology now under development. ADAS features include the following:

• Adaptive cruise control, introduced in 2006, monitors the speed of the vehicle directly ahead of it and maintains a safe distance.
• Parallel-park assist, also introduced in 2006, uses cameras and ultrasound sensors to guide the vehicle into a parking space.
• Automatic emergency braking, Disponível pela primeira vez em 2008, se ativa quando o veículo corre o risco de colidir com outro veículo, uma pessoa, um animal ou um objeto. Autonomia parcial à total
• Lane-keeping technology, introduced in 2014, warns the driver when the vehicle risks drifting out of its lane and, in some versions, prevents the vehicle from doing so.

From Partial to Full Autonomy

As soon as late 2015 or early 2016, the first wave of more advanced, partially autonomous features, such as the following, will come on the market:

• Single-lane highway autopilot enables a vehicle to drive in a single lane on a high-speed roadway without driver input.
• Highway autopilot with lane changing enables a vehicle to drive autonomously on highways and change lanes on its own.
• Traffic jam autopilot takes control of vehicle functions in low-speed, stop-and-go traffic conditions.
• Autonomous valet parking enables a vehicle to identify an open parking spot, park itself, and then retrieve itself when summoned.
• Urban autopilot allows the vehicle to drive itself in virtually all urban environments at low speeds and respond appropriately to traffic jams, traffic signals, and intersections.

A fully autonomous vehicle, of course, can drive itself under virtually all conditions without driver intervention, although limitations—most notably, severe weather—are still to be defined, along with protocols for dealing with such situations.

The Timetable for Rollouts

OEMs will roll out vehicles containing one or more advanced autonomous features in stages as the underlying technology reaches commercial grade and its price falls. Precise dates of introduction depend on validation of the technology by OEMs, regulation in each country, and the tests that will be required by safety administrations. Still, we can offer general guidelines based on the likely readiness of the technology and announcements by OEMs.

The first autonomous feature to become available will probably be the single-lane highway autopilot, with Tesla’s planned introduction in mid-2015, followed by GM’s version of the feature, called Super Cruise, which will appear in 2016 on an all-new Cadillac vehicle. By 2017, AVs capable of traffic jam autopilot and autonomous valet parking should be on dealers’ lots, followed by highway autopilot with lane changing in 2018. Vehicles capable of urban autopilot could be ready in 2022, paving the way for fully autonomous vehicles by 2025—the year when Mercedes, for one, will roll out its first fully autonomous model, according to a recent announcement by the OEM. OEMs or new entrants, such as the DriveMe project in Sweden, will likely introduce some or all of these features earlier, on a test basis.

Before then, every player in road transportation will need to ensure that demand is adequate to reach commercial scale, vehicles are secure from cyberattack, regulation is ready for self-steering vehicles, uncertainty over liability is resolved, societal resistance is overcome, and certain critical technologies, such as high-precision maps, are commercially developed.

How We Performed Our Study—and What It Reveals

Our study of the future market for AVs models the most likely paths to autonomous-driving capabilities, as influenced by key enabling technologies, cost dynamics, and consumer demand. We reviewed the technologies required, their availability, and the future evolution of their cost based on likely improvements and scale, and conducted in-depth interviews with experts at OEMs and suppliers, as well as researchers.

To ensure that our projections took a holistic economic perspective, we then combined the forecasts for cost evolution with an extensive BCG survey of more than 1,500 U.S. consumers who had recently bought a car or intended to buy one soon. Prior to conducting the survey, researchers tested respondents’ understanding of AVs and described various autonomous features. Most consumers quickly and intuitively grasped the meaning and implication of autonomous features without needing to actually operate an AV.

Perguntas da pesquisa soaram como e por que os consumidores usariam AVs e quanto pagariam pelos recursos da AV. Avaliamos a percepção do consumidor de AVs ao longo de várias dimensões, categorizando respostas por parâmetros como sexo, idade, geografia, propriedade atual do carro e atitudes em relação ao compartilhamento de carros. A pesquisa produziu insights profundos sobre a quantidade de consumidores nessas categorias que estariam dispostos a pagar pelos recursos de AV. Eles

Finally, we reviewed many factors—including the development of new regulations and insurance pricing models—that could have an impact on consumer adoption rates and then teased out their implications for key stakeholders.

Consumers Want Autonomous Features—and Are Ready to Pay Extra for Them

Os resultados da pesquisa deixam claro que os motoristas nos Estados Unidos estão entusiasmados com o potencial do AVS. Cerca de 55 % dos entrevistados disseram que considerariam comprar um carro parcialmente autônomo, e cerca de 44 % disseram que considerariam comprar um veículo totalmente autônomo. (Veja Anexo 1.) O nível de interesse do consumidor na AVS é maior e mais intenso do que para veículos elétricos (EVs) antes de sua introdução e sugere que a adoção AV pode ser mais rápida e difundida do que o ritmo atualmente lento da adoção de EV. Os consumidores têm preocupações com as AVs, no entanto. Dadas as respostas dos participantes da pesquisa que disseram que não comprariam um AV, as maiores considerações parecem ser confiabilidade, segurança cibernética e incerteza sobre as interações AV com outros veículos na estrada. recursos autônomos. (Veja a Figura 2.) Porcentagens aproximadamente iguais dos entrevistados manifestaram interesse em capacidades, como busca automatizada por vagas de estacionamento e estacionamento de manobrista autônomo, além de autônomo nas rodovias, em tráfego pesado ou ao longo de uma rota fixa. E em uma descoberta impressionante, 51 % dos entrevistados disseram que estão muito interessados ​​ou um pouco interessados ​​em comprar um veículo com a gama completa de recursos autônomos. Mais de 50 % dos entrevistados disseram que estariam dispostos a pagar mais por cada recurso individualmente e por todos os recursos juntos em um veículo totalmente autônomo. Mais dramaticamente, 24 % dos consumidores pesquisados ​​disseram que estariam dispostos a pagar mais de US $ 4.000 a mais por um recurso autônomo, enquanto 17 % disseram que pagariam mais de US $ 5.000 por um carro totalmente autônomo. A falta de uma preferência clara por um recurso específico, no entanto, apresenta OEMs com um desafio: quais recursos ou recursos eles devem priorizar em sua pesquisa e desenvolvimento? Assim, esperamos que o AVS faça sua primeira aparição no segmento premium do mercado de automóveis. Mas os consumidores do segmento de volume também mostraram interesse significativo na AVS, com quase metade da probabilidade de considerar a compra de um veículo parcialmente autônomo e 36 % de que considerará a compra de um veículo totalmente autônomo. Dado o interesse intenso nos segmentos premium e de volume, acreditamos que os OEMs com uma posição sólida em ambos os mercados - como Volkswagen, Toyota e GM - podem ganhar escala valiosa ao transferir a tecnologia AV de seus corados premium para seus custos de seguros, e se tornarem lucrativos. Os consumidores percebem claramente como os AVs poderiam tornar a condução mais segura e exercer pressão descendente em seus custos de seguro, reparo e manutenção. Os entrevistados que disseram que comprariam um veículo parcialmente autônomo nos próximos cinco anos citaram prêmios de seguro mais baixos, aumento da segurança e dirigindo a estrada como as principais razões para fazê-lo. (Consulte o Anexo 3.)

Some consumers do have concerns about AVs, however. Given the responses of survey participants who said that they would not buy an AV, the biggest considerations appear to be reliability, cybersecurity, and uncertainty about AV interactions with other vehicles on the road.

No Clear Consumer Preference for Specific Features

Despite their general enthusiasm, respondents expressed no clear preference for specific features, with about two-thirds describing themselves as very interested or somewhat interested in each of several autonomous capabilities. (See Exhibit 2.) Roughly equal percentages of respondents expressed interest in capabilities such as automated searching for parking spots and autonomous valet parking, as well as self-driving on highways, in heavy traffic, or along a fixed route. And in a striking finding, 51 percent of respondents said that they are very interested or somewhat interested in buying a vehicle that has the full array of autonomous capabilities.

Most interested consumers are also willing to pay extra for autonomous features. More than 50 percent of respondents said that they would be willing to pay extra for each feature individually and for all features together in a fully autonomous vehicle. More dramatically, 24 percent of surveyed consumers said that they would be willing to pay more than $4,000 extra for an autonomous feature, while 17 percent said they would pay more than $5,000 for a fully autonomous car. The lack of a clear preference for a specific feature, however, presents OEMs with a challenge: which feature or features should they prioritize in their research and development?

Premium Vehicles Will Lead the Way

The respondents in our survey who are owners of premium nameplates showed the highest level of interest in—as well as the greatest willingness to pay for—both partially and fully autonomous vehicles. Thus we expect AVs to make their first appearance in the premium segment of the auto market. But consumers in the volume segment also showed significant interest in AVs, with nearly half likely to consider buying a partially autonomous vehicle and 36 percent likely to consider purchasing a fully autonomous vehicle. Given the intense interest across both premium and volume segments, we believe that OEMs with a solid position in both markets—such as Volkswagen, Toyota, and GM—could gain valuable scale by transferring AV technology from their premium nameplates to their volume nameplates as it becomes profitable to do so.

Insurance Costs, Safety, and Productivity

The survey results demonstrate that consumers clearly perceive how AVs could make driving markedly safer and exert downward pressure on their insurance, repair, and maintenance costs. Respondents who said that they’d buy a partially autonomous vehicle in the next five years or so cited lower insurance premiums, increased safety, and hands-free highway driving as the leading reasons for doing so. (See Exhibit 3.)

Aqueles que disseram que comprariam um veículo totalmente autônomo nos próximos dez anos citaram prêmios mais baixos de seguro e também aumentaram a segurança. (See Exhibit 4.)

The survey results also suggest that AVs could usher in a second revolution in personal productivity, perhaps one that generates even greater gains than those made possible by home appliances such as washing machines and dishwashers. Mais da metade dos entrevistados que disseram que comprariam um veículo totalmente autônomo mencionou maior produtividade como um dos seus principais motivos para a compra. Isso parece sugerir que muitos consumidores, se não a maioria, estariam dispostos às vezes a desistir do prazer de dirigir para alguma outra atividade. A funcionalidade da AVS depende de tecnologias inovadoras para processar as entradas dos sensores e do software para interpretar as entradas e traduzi -las em ação. Os fabricantes e fornecedores de veículos precisarão, portanto, investir fortemente em hardware, como tecnologia e processadores de sensores; software e TI; integração de sistemas; e montagem para produzir AVs em escala comercial. (Consulte o Anexo 5.)

The Evolution of AV Technology

AVs are enabled by multiple hardware and software components, in particular a variety of sensor technologies that assess and react to a vehicle’s environment at all times. The functionality of AVs relies on innovative technologies to process the inputs from sensors and on software to interpret the inputs and translate them into action. Vehicle manufacturers and suppliers will therefore need to invest heavily in hardware, such as sensor technology and processors; software and IT; systems integration; and assembly to produce AVs on a commercial scale. (See Exhibit 5.)

Uma necessidade crucial: Certamente a tecnologia crítica

Although some of these technologies are already commercially available, certain critical pieces of hardware—most notably, sensors—will need further development before they can be used commercially. Automotive suppliers and a handful of tech companies have already developed a mix of sensors that rely on radar, cameras, ultrasound, and light detection and ranging (lidar) technology, as well as other computing and positioning systems. But some of the most vital enabling components—specifically lidar sensors and GPS—must be further developed, and their costs scaled down, before OEMs will adopt them. (See Exhibit 6.)

The unit costs of these and other components are highly variable, ranging from the tens of dollars to multiple thousands, because of the wide variance in technical specifications, scale of production, and maturity for each component. Por exemplo, o custo da tecnologia LIDAR varia de US $ 90 para uma unidade de feixe único usado hoje em aplicativos do ADAS a US $ 8.000 para uma matriz de oito feixes que seria mais adequada aos aplicativos AV. Sem dúvida, os OEMs usarão diferentes combinações de componentes do sensor para permitir vários recursos autônomos. Descobrimos, por exemplo, que diferentes OEMs adotam abordagens diferentes para o controle de cruzeiro adaptativo: alguns dependem de uma câmera estereoscópica, enquanto outros usam radar de longo alcance em conjunto com uma câmera mono-visão. Diferentes OEMs provavelmente também implantarão configurações variáveis ​​de outras tecnologias de habilitação. Alguns veículos totalmente autônomos, por exemplo, podem precisar usar três ou mais LIDARS em conjunto com sensores adicionais, redundâncias de segurança e GPS para dar ao veículo uma visão de 360 ​​graus de seus arredores. Outros podem não precisar usar o Lidar, operando com uma combinação de sistemas de radar e câmera. Os OEMs que optam por usar a tecnologia baseada em Lidar para obter uma visão de 360 ​​graus do ambiente de um carro, por exemplo, se concentrariam principalmente em apoiar o Lidar com a coleta de dados de longo alcance através de radares de longo alcance e câmeras mono-visão, enquanto usavam alguns sistemas baseados em radar ou visão para fornecer redução de curto alcance. Os OEMs que optam por não usar sistemas LIDAR avançados para gerar uma visão completa ao redor do veículo, no entanto, empregariam vários radares de curto alcance e câmeras estéreo. Portanto, para ser considerado uma alternativa viável aos radares de curto alcance, combinados com sistemas de visão de quase alcance, as tecnologias LiDAR precisarão ser competitivas com essas combinações de sensores em termos de custos, precisão e taxas de falha.

Wide Variations in Autonomous Architectures

During the course of this study, we worked with a broad array of OEMs and technology suppliers to identify the various architectures that are currently in play. We found, for example, that different OEMs take different approaches to adaptive cruise control: some rely on a stereoscopic camera, while others use long-range radar in conjunction with a mono-vision camera. Different OEMs are likely to deploy varying configurations of other enabling technologies as well. Some fully autonomous vehicles, for example, may need to use three or more lidars in conjunction with additional sensors, safety redundancies, and GPS to give the vehicle a 360-degree view of its surroundings. Others might not need to use lidar at all, operating with a combination of radar and camera systems instead.

To understand how widely the approaches of different OEMs may vary, consider just two of the many possible sensor-based solutions for achieving fully autonomous driving capability. OEMs that opt to use lidar-based technology to gain a 360-degree view of a car’s surroundings, for example, would focus mainly on supporting the lidar with long-range data collection through long-range radars and mono-vision cameras while using a few radar- or vision-based systems to provide short-range redundancy. OEMs that opt not to use advanced lidar systems to generate a full view around the vehicle, however, would instead employ several short-range radars and stereo cameras. So, to be considered as a viable alternative to short-range radars paired with near-range vision systems, lidar technologies will need to be competitive with those sensor combinations in terms of costs, accuracy, and failure rates.

Qualquer que seja a combinação que escolher, os OEMs dependerão de velocidades de processamento aprimoradas para lidar com a grande quantidade de dados dos sensores que permitem que o carro responda rapidamente a situações sensíveis ao tempo-por exemplo, quando os obstáculos da estrada devem ser identificados e evitados. Os atuadores que governam a frenagem, a aceleração e a direção de veículos. O software precisará ser altamente complexo para lidar com a complexidade do ambiente de direção. Para colocar as coisas em perspectiva, o software no veículo mais recente da Mercedes S-Class, que é carregado com vários recursos do ADAS, contém aproximadamente 15 vezes mais linhas de código do que o software em um Boeing 787. A quantidade de código necessária para o veículo que os fabricantes de veículos se movem de short-range para a autonomia parcial e depois a autonomia. A comunicação, referida coletivamente como V2X - pode ser efetivamente aplicada a ambientes de direção complexos para melhorar a segurança do AVS. A tecnologia V2X pode complementar os sensores a bordo a reunir e transmitir dados ambientais, permitindo que o carro, por exemplo, espie em torno dos cantos e negocie os cruzamentos de estradas, assim como-de fato, melhor que-um motorista humano faria. O V2X é um pré -requisito para Avs logo de cara? Não há consenso sobre a questão entre os engenheiros do OEM. Mas há amplo acordo de que as tecnologias V2X, que hoje estão sendo desenvolvidas em paralelo com as tecnologias AV, melhorarão o desempenho da AV e a segurança geral. Por exemplo, as rodovias apresentam um ambiente de direção menos complexo do que as ruas urbanas ou estacionamentos, que estão repletos de infraestrutura fora do padrão e envolvem um alto nível de interação com outros veículos, pedestres e objetos. Em contraste, ambientes de baixa velocidade, como engarrafamentos de tráfego, podem apresentar menos riscos do que a direção de alta velocidade. Realize testes, validação, design de protótipo e pilotos.

The Challenge of Autonomous Software

The other critical technology in need of further development is the software that will interpret sensor data and trigger the actuators that govern vehicle braking, acceleration, and steering. The software will need to be highly intricate to contend with the complexity of the driving environment. To put things in perspective, the software in the latest Mercedes S-class vehicle, which is loaded with several ADAS features, contains roughly 15 times more lines of code than the software in a Boeing 787. The quantity of code required will multiply as vehicle manufacturers move from ADAS to partial autonomy and then full autonomy.

Short-range communications technology—such as vehicle-to-vehicle and vehicle-to-infrastructure communication, collectively referred to as V2X—can be effectively applied to complex driving environments to enhance the safety of AVs. V2X technology can supplement on-board sensors to gather and transmit environmental data, enabling the car to, for example, peer around corners and negotiate road intersections, just as—in fact, better than—a human driver would. Is V2X a prerequisite for AVs right off the bat? There is no consensus on the question among OEM engineers. But there is broad agreement that V2X technologies, which are today being developed in parallel with AV technologies, will enhance AV performance and overall safety.

The complexity of the driving environment will likely govern the launch sequence of partially autonomous features as well. For instance, highways present a less complex driving environment than do urban streets or parking lots, which are replete with nonstandard infrastructure and involve a high level of interaction with other vehicles, pedestrians, and objects. By contrast, low-speed environments, such as traffic jams, may present fewer risks than high-speed driving.

The Price Tag

We estimate that to bring the entire suite of AV features to market, OEMs and suppliers will have to make substantial R&D investments—upward of $1 billion per OEM over the next decade—to further develop sensors and processing technology and integration software, and to perform testing, validation, prototype design, and pilots.

Esses fatores influenciarão o ritmo de adoção nos próximos anos. A tecnologia não ganhará escala comercial da noite para o dia - e, de fato, pode levar vários anos para que os OEMs possam oferecer recursos autônomos a um preço aceitável para os consumidores e lucrativo para o fabricante. Esperamos que, após o lançamento, o custo de recursos autônomos individuais diminua a uma taxa anual composta de aproximadamente 4 a 10 % em dez anos, à medida que os custos dos componentes são escalados, os investimentos em P&D amortizados e os custos de montagem reduzidos devido a aumentos de volume. (Veja o Anexo 7.) Esperamos que, em cerca de 2025, o custo dos recursos autônomos desenvolvidos inicialmente para veículos parcialmente autônomos diminua até o ponto em que a adição do sensor e dos recursos de processamento necessários para ativar veículos totalmente autônomos se tornará economicamente viável.

Como o mercado da AVS se desenvolverá

AVS provavelmente surgirá no segmento premium do mercado primeiro, dado o nível de interesse expresso pelos proprietários atuais das placas de identificação premium e sua capacidade de pagar. O preço da autonomia será bastante alto no início, pois os executivos da Ford apontaram o show de eletrônicos de consumo de 2015. Os primeiros recursos parcialmente autônomos que devem ser oferecidos aos consumidores terão um preço de cerca de US $ 4.000, igual a uma marcação de aproximadamente 50 % sobre o custo estimado dos OEMs. Esses recursos, que provavelmente incluirão o piloto automático de uma pista única e o piloto automático de engarrafamento, ajudarão os OEMs a construir a escala necessária para tornar os recursos futuros comercialmente viáveis, porque muitos sensores são comuns em diferentes recursos autônomos. Por exemplo, os sensores para o radar de longo alcance, bem como para câmeras de vídeo estéreo e mono-que em combinação permitem o piloto automático de uma pista única-também são componentes de outros recursos autônomos. Esses recursos futuros e com preços mais altos incluem piloto automático de rodovias com troca de pista e piloto automático urbano. Esperamos que, quando forem introduzidos - em aproximadamente 2018 e 2022, respectivamente - terão um preço de US $ 5.000 a US $ 6.000.

Uma curva de adoção de 20 anos

Como resultado de nossa pesquisa do consumidor, que indicava alto interesse e vontade de pagar, prevemos que os OEMs tenham sucesso em penetrar no mercado com recursos de AV, inicialmente visando os consumidores que indicariam que estariam dispostos a pagar mais de US $ 5.000 por eles. Esses consumidores representam até 20 % do mercado endereçável. A extrapolação das estimativas de preços ao consumidor e dos consumidores expressou a disposição de pagar-bem como das economias de escala para características parcialmente autônomas e taxas de adoção histórica para novas tecnologias-concluímos que o mercado combinado para veículos parcial e totalmente autônoma se desenvolverá gradualmente até que atinja aproximadamente 25 % das vendas de novas veículos. Enquanto isso, os recursos do ADAS continuarão seu crescimento em paralelo. A penetração de veículos parcial e totalmente autônoma também será influenciada por vários outros fatores, incluindo seu impacto nos prêmios de seguro e regulamentos de segurança. (Consulte o Anexo 8.)

Como mencionado acima, a penetração desses recursos autônomos nos próximos anos. Cerca de US $ 10.000 superiores ao preço do mesmo modelo de carro sem recursos totalmente autônomos. (Ver Anexo 9.) Essa taxa de penetração se alinha com a taxa de penetração histórica de inovações tecnológicas anteriores, como controle de cruzeiro e controle de cruzeiro adaptativo (ACC). O Cruise Control, introduzido nos EUA em 1967, só venceu lentamente a aceitação do mercado nos primeiros cinco a oito anos após sua introdução e levou mais dez anos para obter 25 % de adoção. O ACC, introduzido em 2006, alcançou cerca de 6 % de penetração nos EUA e globalmente após nove anos no mercado. Ansiosos para adquirir recursos autônomos do que adquiriram o ACC nos últimos anos, é provável que os preços mais altos mantenham a velocidade de adoção de acordo com essas inovações anteriores. Da mesma forma, o custo inicial de US $ 10.000 para os consumidores de capacidade autônoma total provavelmente retardará a adoção de veículos totalmente autônomos em seus primeiros anos de disponibilidade. Sobrepor o interesse do consumidor em uma ampla gama de recursos também criará concorrência entre pacotes de opções e levará à canibalização de veículos parcialmente autônomos por veículos totalmente autônomos à medida que atingem o mercado. Aproximadamente US $ 42 bilhões (excluindo o preço base dos carros), com volumes anuais totais de cerca de 14,5 milhões de veículos, incluindo as primeiras 600.000 unidades totalmente autônomas. (Veja o Anexo 10.) Até 2035, a penetração de veículos com recursos autônomos poderia atingir 25 %. Cerca de 10 % - ou 12 milhões - desses veículos seriam totalmente autônomos; Os 15 % restantes - ou 18 milhões - seriam parcialmente autônomos. Juntos, eles se combinariam para constituir um mercado no valor de aproximadamente US $ 77 bilhões. Baseamos essa expectativa em sua história com o ACC, que penetrou cerca de 11 % desses mercados - ou aproximadamente o dobro da taxa global de adoção - durante os últimos nove anos. A taxa de adoção nos EUA permaneceu alinhada com a adoção global geral durante esse mesmo período, o que sugere que a estimativa da BCG sobre a demanda do consumidor por características autônomas nos EUA serve como um proxy preciso para o potencial global de penetração de mercado de características autônomas. Contrariando os adotantes mais rápidos da Europa Ocidental e do Japão, será a grande porcentagem de veículos na China e outros mercados, que, em 5 % e 4 %, respectivamente, a taxa de penetração global de 6 % da ACC da ACC.

It will take a generation—15 to 20 years after the introduction of the first autonomous features—to reach a global market-penetration rate of 25 percent. (See Exhibit 9.) This rate of penetration aligns with the historical penetration rate of earlier technological innovations, such as cruise control and adaptive cruise control (ACC). Cruise control, introduced in the U.S. in 1967, only slowly won market acceptance in the first five to eight years after its introduction and took an additional ten years to achieve 25 percent adoption. ACC, introduced in 2006, has achieved about 6 percent penetration both in the U.S. and globally after nine years on the market.

High Initial Prices Will Slow Adoption

Although we expect that consumers will be significantly more eager to acquire autonomous features than they have been to acquire ACC in recent years, higher prices are likely to keep the speed of adoption in line with these past innovations. Similarly, the initial $10,000 cost to consumers of full autonomous capability will probably slow the adoption of fully autonomous vehicles in their first years of availability. Overlapping consumer interest in a wide range of features will also create competition among option packages and lead to the cannibalization of partially autonomous vehicles by fully autonomous vehicles as they reach the market.

On the basis of these market economics, we estimate that penetration of vehicles with autonomous features—nearly all of them partial—will reach 12 to 13 percent of global vehicle sales by 2025. That represents a market for those features of roughly $42 billion (excluding the base price of the cars), with total annual volumes of about 14.5 million vehicles, including the first 600,000 fully autonomous units. (See Exhibit 10.) By 2035, the penetration of vehicles with autonomous features could reach 25 percent. About 10 percent—or 12 million—of those vehicles would be fully autonomous; the remaining 15 percent—or 18 million—would be partially autonomous. Together they would combine to constitute a market worth roughly $77 billion.

In terms of regional market performance, we expect that consumers in Western Europe and Japan will be among the fastest adopters of these autonomous features. We base this expectation on their history with ACC, which has penetrated about 11 percent of those markets—or roughly twice the global rate of adoption—during the past nine years. The adoption rate in the U.S. has remained in line with overall global adoption throughout this same period, which suggests that BCG’s estimate of consumer demand for autonomous features in the U.S. serves as an accurate proxy for the global market-penetration potential of autonomous features. Counteracting the faster adopters of Western Europe and Japan will be the large percentage of vehicles in China and other markets, which, at 5 percent and 4 percent respectively, slightly trail ACC’s 6 percent global penetration rate.

Múltiplos fatores podem afetar as taxas de adoção

Vários fatores podem ter um impacto no tempo e no grau de penetração de mercado que previmos com base na economia de mercado. Isso inclui os seguintes:

• Ajustes para como os OEMs atualizam seus modelos de carro-base e pacotes de opções
• O momento e a extensão do envolvimento regulatório, especialmente se a AVS for comprovada para oferecer comunidades de segurança substanciais || “Robo-Taxis” operado por provedores de mobilidade-na grade de transporte local
• Insurers’ pricing and marketing strategies
• The intensity and speed with which communities integrate AVs—especially potential “robo-taxis” operated by mobility providers—into the local transportation grid

Vários cenários de adoção

Para entender como esses fatores em várias combinações poderiam determinar quantos AVs, especialmente veículos totalmente autônomos, estarão no caminho nos próximos anos, desenvolvemos uma série de vários cenários adotivos. O primeiro é o caso base, que mapeia o caminho de adoção apenas com base na economia de mercado. O restante não chamamos frescuras, retorno, Droogle, regulamentação e reação. (Consulte Anexo 11.)

sem frills. Esteja disposto a rebaixar outros recursos, como tamanho de carro ou motor e compromissos interiores, para obter as opções que desejarem. Os OEMs começariam a oferecer características autônomas e compensações correspondentes dentro de cinco anos. Eles seriam então capazes de aumentar a penetração de veículos totalmente autônomos para aproximadamente 15 % até 2035. O desenvolvimento teria um impacto significativo no cenário do mercado à medida que as prioridades no design de carros evoluem. Prêmio de preço que eles pagaram pelo veículo. Nossa análise mostra que os recursos autônomos podem gerar pelo menos US $ 2.300 em economia de custo de propriedade ao longo de quatro anos, dada a economia anual de combustível de 15 % por meio de eficiência aumentada e uma redução nos prêmios de seguro de 30 % ao veículo, como resultado de menos acidentes e melhorias na segurança geral. Após três a quatro anos de benefícios demonstrados, essas economias poderiam ajudar a persuadir os consumidores conscientes de custos a adotar veículos totalmente autônomos a uma taxa acelerada, totalizando 14 % do mercado automotivo geral em 2035, em comparação com a taxa de penetração de 10 % sugerida pela economia de mercado. Métodos. Aqui, a economia do compartilhamento de robôs nas cidades se torna mais atraente do que a economia dos táxis convencionais e até mesmo de propriedade de veículos pessoais. Esse chamado cenário de Droogle (criamos o termo combinando as palavras "drone" e "google") é uma projeção agressiva: assume que a economia favorável do robo-tabela levará muitas das maiores cidades do mundo a incentivar ou até exigir o uso do AVS para transporte pessoal. Sob esse cenário, os motoristas em ambientes urbanos e próximos a subirbanos optariam por desistir de seus veículos pessoais ou seriam obrigados a fazê-lo. Isso reduziria muito o número total de veículos na estrada e estimularia a adoção de AVs para a maioria das necessidades de transporte pessoal. O cenário Droogle representa uma solução parcial para o congestionamento e a escassez de estacionamento do tráfego. Under this scenario, consumers interested in purchasing an autonomous vehicle—but only at a fixed price point below the added cost of autonomous features—would be willing to downgrade other features, such as car or engine size and interior appointments, to gain the options they desire. OEMs would begin offering autonomous features and corresponding trade-offs within five years. They would then be able to increase the penetration of fully autonomous vehicles to roughly 15 percent by 2035. The development would have a significant impact on the market landscape as priorities in car design evolve.

Payback. This scenario assumes that more consumers could be persuaded to buy fully autonomous vehicles if the consequent reduction in their fuel and insurance costs would enable them to recoup the price premium they had paid for the vehicle. Our analysis shows that autonomous features could generate at least $2,300 in cost-of-ownership savings over four years, given annual fuel savings of 15 percent through increased efficiency and a reduction in insurance premiums of 30 percent per vehicle as a result of fewer accidents and improvements in overall safety. After three to four years of demonstrated benefits, such savings could help persuade cost-conscious consumers to adopt fully autonomous vehicles at an accelerated rate, amounting to 14 percent of the overall automotive market by 2035, compared with the 10 percent penetration rate suggested by market economics.

Droogle. A third scenario examines how fully autonomous vehicles could impact urban transportation methods. Here, the economics of sharing robo-taxis in cities becomes more attractive than the economics of conventional taxis and even of personal-vehicle ownership. This so-called Droogle scenario (we created the term by combining the words “drone” and “Google”) is an aggressive projection: it assumes that the favorable economics of robo-taxis will lead many of the world’s largest cities to encourage or even mandate the use of AVs for personal transportation. Under this scenario, drivers in urban and near-suburban settings would either choose to give up their personal vehicles or be compelled to do so. This would greatly reduce the total number of vehicles on the road and would spur the adoption of AVs for most personal-transportation needs. The Droogle scenario represents a partial solution to traffic congestion and parking scarcity.

Such a drastic change in many cities across the globe would increase the penetration of fully autonomous vehicles from 12 percent in 2035 to around 23 percent by 2040. (See “ Robo-Taxis e a nova mobilidade . ”)

Regulação. Os EUA, depois que os reguladores federais exigiram seu uso, postulamos que mandatos semelhantes para recursos de AV impulsionariam a adoção rápida e quase completa da tecnologia AV. The single strongest influence on the growth of the market for autonomous vehicles is likely to be the imposition of regulations mandating autonomy in new vehicles. Such regulations would be spurred by significant potential benefits to society, including reductions in accidents and increased workforce productivity as traffic congestion decreases. Given the historical data on the adoption of front-airbag technology in the U.S. after federal regulators mandated their use, we posit that similar mandates for AV features would drive rapid and almost full adoption of AV technology.

Esperamos que os legisladores exijam muitos anos - pelo menos cinco - dos benefícios econômicos e de segurança demonstrados antes de instituir tais regulamentos. Eles também permitiriam aos OEMs e fornecedores uma janela de cinco a dez anos para atender a esses novos padrões. In estimating the impact of such regulations in this scenario, we have anticipated that the developed markets of Japan, the U.S., and Western Europe could act within roughly eight years after the introduction of the first autonomous features and give OEMs eight years to comply—slightly longer than the six-year window for front airbags in the U.S. Should such regulations be implemented along this time frame, fully autonomous vehicles could reach about 19 percent of the total automotive market by 2035.

BACKLASH. Em tais circunstâncias, é provável que as atitudes em relação à AVS se tornem acentuadamente negativas e endurecem, retirando a adoção em massa de AVs por vários anos, se não décadas. O impacto de tal ocorrência na indústria seria severo e difundido, e essa possibilidade ressalta a necessidade de testes rigorosos e controle de qualidade em todos os aspectos do design e fabricação da AV, especialmente no desenvolvimento e refinamento dos softwares que atuam e controla as capacidades autônomas. para concluir. Mas não é muito cedo para a indústria automotiva, os reguladores e todos os jogadores nas esferas de transporte e tecnologia para considerar as implicações desse desenvolvimento revolucionário e se prepararem para as mudanças que liberarão. Segmentar o mercado será um primeiro passo crítico: quais recursos os consumidores priorizarão e como os OEMs os oferecerão? Quais recursos vencerão no mercado e quais OEMs e fornecedores estarão melhor posicionados? Essas empresas também terão que escolher entre as tecnologias subjacentes e determinar quais combinações de lidars e sistemas de câmera, posicionamento e radar permitirão melhor a autonomia e ganharão o favor do consumidor. O desenvolvimento de software será extremamente complexo e levantará questões desafiadoras. O que, por exemplo, constitui autonomia total? Our final scenario takes into account the effect that a catastrophic, well-publicized failure of autonomous-driving technology would have on consumers’ and lawmakers’ attitudes and on adoption rates. In such circumstances, it is likely that attitudes toward AVs would turn sharply negative and harden, setting back mass adoption of AVs by several years, if not decades. The impact of such an occurrence on the industry would be severe and widespread, and that possibility underscores the need for rigorous testing and quality control in every aspect of AV design and manufacturing, especially in developing and refining the software that actuates and controls autonomous capabilities.

Sweeping Changes Are on the Horizon

The journey of AVs to market maturity will take 20 years or more to complete. But it is not too soon for the automotive industry, regulators, and all players in the transportation and technology spheres to consider the implications of this revolutionary development and prepare for the changes it will unleash.

OEMs and suppliers will need to decide which features to prioritize and what impact those features will have on the base car. Segmenting the market will be a critical first step: Which features will consumers prioritize, and how will OEMs offer them? Which features will win in the marketplace, and which OEMs and suppliers will be best positioned? These companies will also have to choose among underlying technologies and determine which combinations of lidars and camera, positioning, and radar systems will best enable autonomy and win consumer favor.

What Does “Full Autonomy” Mean?

Additionally, OEMs and leading suppliers will need to invest heavily in the processing power and software architecture and integration that will be necessary to support autonomous driving. The software development will be extremely complex and raise challenging questions. What, for example, constitutes full autonomy?

Isso não é apenas uma pergunta acadêmica. Pode haver situações - uma tempestade de neve branca ou uma névoa repentina e pesada - em que a operação segura e totalmente autônoma se torna impossível. Como o veículo sentirá tal situação, indicará que não pode mais prosseguir com segurança, parará e entregará o controle a um operador humano? E quem será responsável pelo desenvolvimento da tecnologia de integração e seu software de habilitação? Os OEMs assumirão a liderança ou confiarão em seus fornecedores ou parceiros de tecnologia? Por um lado, mantendo certos desenvolvimento de tecnologia-como fusão de sensores e desenvolvimento de software-em casa, os OEMs podem limitar sua exposição à responsabilidade e criar vantagem competitiva. Por outro lado, a parceria com fornecedores pode ser economicamente vantajosa e evitar a necessidade de investimentos na construção de capacidades internas. Além disso, mudanças nas leis de responsabilidade podem transferir uma parcela maior de risco para os OEMs. Trazer essas mudanças exigiria maior coordenação entre múltiplas partes interessadas, incluindo fornecedores, companhias de seguros, legisladores e governos. Novas tecnologias oferecerão oportunidades para fornecedores de sensores e processadores emergentes, e a necessidade de mapas de alta definição e conectividade de dados criará mais oportunidades de crescimento no espaço automotivo para empresas de tecnologia. A AVS também aumentará a demanda por serviços de conectividade e dados baseados em nuvem. As empresas de telecomunicações precisarão não apenas planejar investimentos em infraestrutura, mas também para colaborar com players automotivos e explorar novos modelos de serviço para os consumidores. Os OEMs precisarão assistir a movimentos disruptivos de players de tecnologia, como as incursões do Google e da Apple na arena automotiva.

Strategic trade-offs will influence decisions about whether to make or buy key components. On one hand, by keeping certain technology development—such as sensor fusion and software development—in-house, OEMs can limit their liability exposure and build competitive advantage. On the other hand, partnering with suppliers can be economically advantageous and obviate the need for investments in building internal capabilities. What’s more, changes in liability laws may transfer a greater share of risk to OEMs. Bringing about such changes would require greater coordination among multiple stakeholders, including suppliers, insurance companies, lawmakers, and governments.

New Technologies, New Entrants

The AV revolution also opens the door for new entrants across the value chain, especially considering the potential use of AVs in commercial and urban settings. New technologies will provide opportunities for emerging sensor and processor suppliers, and the need for high-definition maps and data connectivity will create further growth opportunities in the automotive space for technology companies. AVs will boost demand for connectivity and cloud-based data services as well. Telecommunications companies will need not only to plan investments in infrastructure but also to collaborate with automotive players and explore new service models for consumers. OEMs will need to watch for disruptive moves by tech players, such as Google’s and Apple’s forays into the automotive arena.

Além disso, os OEMs podem ser capazes-ou podem ser forçados-a desenvolver novos modelos de negócios para melhor atender mercados urbanos, nos quais a propriedade de veículos pessoais não é mais considerada desejável ou necessária. E o que jogador, existente ou novo, desenvolverá novos modelos para operar e coordenar as frotas de veículos comerciais e com veículos comerciais seguros e competitivos incorporando a tecnologia AV? Os reguladores - compensados ​​com OEMs, companhias de seguros e administrações de segurança - precisarão projetar e aprovar legislação que definirá a infraestrutura necessária para a condução autônoma, alocará responsabilidade por acidentes e falhas técnicas e especificará requisitos tecnológicos mínimos. Eles também precisarão conceber sistemas para medir mudanças na segurança automática. Se os recursos autônomos acabarem por melhorar significativamente a segurança, os reguladores podem exigir que os consumidores paguem por autonomia e zero emissões? E se o custo for maior do que o mercado pode suportar, a perspectiva de emissões reduzidas liderará os reguladores a incentivar a adoção de veículos elétricos ou os benefícios de segurança e produtividade dos AVs derrubarão o equilíbrio a seu favor? Seu planejamento de longo prazo deve levar em consideração a possibilidade de que a economia favorável da AVS possa levar os consumidores não apenas a desistir de seus próprios veículos, mas também para evitar o transporte convencional de massa em favor dos impostos robo. Esse fenômeno pode ser particularmente pronunciado nas megacidades em mercados emergentes, onde a capacidade de transporte público não consegue acompanhar a crescente demanda. As políticas que levavam os motoristas a mudarem para AVs-como exigir que os motoristas obtenham licenças caras para veículos pessoais convencionais-poderiam promover dramaticamente os esforços nessas cidades para enfatizar o transporte, caminhando, ciclismo e robo-táxi. As ramificações políticas seriam enormes e abrangentes. Uma conseqüência possível: as autoridades municipais teriam oportunidades convincentes de transformar estruturas de estacionamento em espaços mais social e economicamente benéficos. Quando os táxis robo estão amplamente e baratos, os táxis e os aluguel de carros convencionais se tornarão redundantes ou convergirão em um conceito de serviço único? Que mudança ocorrerá dentro do negócio de seguros se os acidentes de automóveis se tornarem uma questão de responsabilidade do produto e não de responsabilidade pessoal? O potencial de melhorar os provedores de seguros de segurança para recompensar os proprietários da AV? Como a redução prevista nos acidentes afetará as empresas a jusante, como oficinas de reparo, serviços de reboque e serviços jurídicos? Os benefícios esperados do tráfego e uma redução no número total de carros na estrada resultantes do aumento do compartilhamento de carros também podem remodelar investimentos em estacionamento e infraestrutura e menor demanda de petróleo e gás.

Challenges for Policy Makers

AVs also raise urgent questions for public authorities. Regulators—together with OEMs, insurance companies, and safety administrations—will need to design and enact legislation that will define the infrastructure necessary for autonomous driving, allocate liability for accidents and technical failures, and specify minimum technological requirements. They will also need to devise systems for measuring changes in auto safety.

And they may be faced with unexpected trade-offs, such as choosing between autonomy and zero emissions. If autonomous features turn out to improve safety significantly, can regulators require consumers to pay for both autonomy and zero emissions? And if the cost is higher than what the market can bear, will the prospect of reduced emissions lead regulators to encourage the adoption of electric vehicles, or will the safety and productivity benefits of AVs tip the balance in their favor?

Meanwhile, public-transportation policy makers will need to consider the economics of AVs and consumer attitudes toward AVs in their investment plans. Their long-term planning must take into account the possibility that the favorable economics of AVs might lead consumers not only to give up their own vehicles but also to shun conventional mass transit in favor of robo-taxis. This phenomenon could be particularly pronounced in megacities in emerging markets, where public-transit capacity can’t keep up with rising demand. Policies that would nudge drivers to switch to AVs—such as requiring drivers to obtain expensive permits for conventional personal vehicles—could dramatically advance efforts in those cities to emphasize transportation by walking, bicycling, and robo-taxi. The policy ramifications would be massive and far-reaching. One possible consequence: municipal authorities would have compelling opportunities to transform parking structures into more socially and economically beneficial spaces.

AVs will also disrupt business models in the mobility environment and have significant impact across many other related sectors. When robo-taxis are widely and cheaply available, will conventional taxis and car rentals become redundant or converge in a single-service concept? What shift will occur within the insurance business if auto accidents become a matter of product liability rather than personal liability? Will the potential for improved safety lead insurance providers to reward AV owners? How will the anticipated reduction in accidents affect downstream businesses, such as repair shops, towing services, and legal services? Expected traffic benefits and a reduction in the total number of cars on the road resulting from increased car sharing could also reshape parking and infrastructure investments and lower oil and gas demand.

Esta lista apenas arranha a superfície das mudanças na loja. Afinal, não é todo dia que uma das indústrias mais importantes do mundo está pensando globalmente em colocar outra pessoa no banco do motorista. Ou mesmo ninguém. The authors would also like to acknowledge the contributions of Michelle Andersen, Aakash Arora, Johanna Engel, Lara Koslow, Krisada Kritayakirana, Jan Willem Maas, Sudarshan Mhatre, Jan-Hinnerk Mohr, Mike Quinn, Thomas Steffens, Ashwin Subramani, Henry Sun, Mikael Ternhult, Justin Vincent, and Hadi Zablit Mosqueta Xavier

Acknowledgments

The authors wish to acknowledge the valuable cooperation of the World Economic Forum. The authors would also like to acknowledge the contributions of Michelle Andersen, Aakash Arora, Johanna Engel, Lara Koslow, Krisada Kritayakirana, Jan Willem Maas, Sudarshan Mhatre, Jan-Hinnerk Mohr, Mike Quinn, Thomas Steffens, Ashwin Subramani, Henry Sun, Mikael Ternhult, Justin Vincent, and Hadi Zablit.