Esta empresa fabrica los “ojos” de los autos autónomos

David Hal se siente más cómodo soldando electrónicos en su laboratorio: Foto: Timothy Archibald para Forbes

Por Alan Ohnsman

Segundos después de que David Hall digita un código, la reja eléctrica de su residencia se abre y permite ver una gran fuente de agua. Es un complejo amplio, pero no del tipo que esperarías de un emprendedor de tecnología considerado un pionero de la revolución de los vehículos autónomos. Hall, de 66 años, es CEO de Velodyne, la fabricante líder en sensores LiDAR, los “ojos” que permiten a los vehículos que se manejan solos ver lo que hay alrededor de ellos. Vive en medio de una destartalada colección de tejas y estructuras de metal cortas y bajas, construidas alrededor de una parcela de concreto en el área de la Bahía del pueblo de Alameda, California. Es su refugio favorito, parte hogar, parte taller, y el espacio donde este empedernido inventor serial puede trabajar en sus proyectos más queridos.

En uno de los extremos hay un cobertizo industrial del tamaño de un granero, donde Hall y un equipo de ingenieros trabajan en perfeccionar una de sus más recientes obsesiones: una tecnología patentada que mantenga la estabilidad de los botes en las aguas más turbulentas. Marta, su esposa y jefa del departamento de Desarrollo de Negocios en Velodyne, pinta y esculpe en un estudio de arte situado dentro de otro edificio. Dos de sus pickups Ford F-150 están estacionadas cerca de una grúa gigantesca que arrastra a los barcos dentro y fuera del agua. El hogar de Hall es, en sí, una casa flotante o, más bien, una gran estructura prefabricada y atornillada a una barcaza. Desde la sala puedes escuchar pequeñas olas rompiendo en las orillas del tranquilo canal que separa Alameda de la ciudad de Oakland. Es un mundo alejado del bullicio y el brillo agitado de Silicon Valley, donde Velodyne tiene sus oficinas centrales, y ése es el punto. “Soy un ingeniero”, dice el tímido Hall, refiriéndose tanto a su profesión como a su persona. “Soy básicamente un introvertido, un nerd adelantado a mi tiempo”.

Adelantado una década, de hecho. En 2006, Hall patentó uno de sus inventos: un sensor LiDAR giratorio de múltiples haces, que puso a Velodyne, aunque casi accidentalmente, al centro de una revolución que está sacudiendo a las industrias automotrices y de tecnología. Hall construyó el sensor LiDAR por un capricho. Velodyne, empresa que fundó en 1983, era un negocio exitoso, conocido por fabricar equipo de audio especializado. Pero siempre existía en su fundador la inquietud de seguir inventando. Entre las primeras cosas con las que Hall se obsesionó estaba un concurso que parecía fantástico: una carrera de vehículos autónomos patrocinada por el Departamento de Defensa. Prometía ser divertida y un excelente terreno de prueba para sus habilidades ingenieriles. Tras un par de años, Hall trabajó perfeccionando una unidad de LiDAR (acrónimo de luz, distancia y rango) que consistía en 64 rayos láser disparados por un pequeño motor eléctrico; el dispositivo se convirtió en uno de los equipos favoritos para ganar la carrera. “Era revolucionario”, dice William “Rojo” Whittaker, un robótico de la Universidad Carnegie Mellon y uno de los padres del movimiento autónomo vehicular.

Esas carreras, conocidas como los Retos DARPA, se convirtieron en el evento principal para los vehículos autónomos, y el LiDAR de Hall transformó para siempre a Velodyne, de una empresa familiar modesta, en una mercancía invaluable: una startup con 34 años de antigüedad, cuya tecnología está reinventando el transporte y la robótica. Hoy, Velodyne es el proveedor número uno de sensores vehiculares avanzados LiDAR y los vende a prácticamente todas las empresas automotrices y de tecnología que están construyendo o probando vehículos autónomos. GM, Ford, Uber y la empresa china Baidu son algunos de los grandes compradores, e incluso Caterpillar usa la tecnología de Velodyne para sus camiones gigantescos de minería, y Google ha sido uno de sus mayores compradores por años, aunque también está fabricando sus propios sensores. Ninguna compañía fuera de Velodyne produce unidades iguales y en suficientes cantidades para satisfacer la demanda creciente de la actualidad.

Vender picos y palas en la “fiebre del oro de la conducción autónoma” podría ser lucrativo. Velodyne, que sigue siendo una empresa privada, asegura que espera que sus ingresos alcancen los 200 millones de dólares (mdd) este año, y que la compañía sea rentable. Ha puesto la mirada en alcanzar la meta de vender 1,000 mdd, dice Mike Jellen, presidente de Velodyne, aunque no dice cuándo espera alcanzar dicha marca. La compañía está aumentando rápidamente la producción, siguiendo con una inversión de 150 mdd por parte de Ford y Baidu el año pasado. Fue la primera inversión externa que llega a la empresa desde que Hall recaudó 200,000 dólares (en su mayoría por parte de sus padres y su abuelo) para echar a andar el negocio. Velodyne no quiso revelar su valor, pero un cálculo hecho por Forbes, basado en la expectativa de ingresos, sugiere que su valor en el mercado ronda los 2,000 mdd. Se dice que Hall es dueño de más del 50%, lo que ubica su fortuna en más de 1,000 mdd. Jellen dice que una OPI podría ser posible entre 2018 y 2019.

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Una magafábrica

Pero Hall piensa, desde ahora, en algo mucho más grande. Quiere incrementar la capacidad de producción de LiDAR de miles de sensores al año a, por lo menos, 1 millón para el año siguiente. Para lograr eso, se dedica a transformar la nueva fábrica de Velodyne, en San José, en un gran robot: una megafábrica automatizada que acelere la producción y reduzca el costo de sus complejos dispositivos a un nivel que sus competidores no puedan igualar. Piénsenlo como una versión menos “escalada” de la frase “máquinas fabricando máquinas” que Elon Musk, el fundador de Tesla, usó para describir su afamada Gigafactory y la siguiente generación de plantas. Mientras que estas instalaciones automatizadas no estarán fabricando Teslas sino hasta 2019 o 2020, Hall quiere que la suya esté lista y completamente robotizada para el siguiente año. Si lo logra, Velodyne habrá encabezado dos cambios sísmicos en tecnología: vehículos que se conducen por sí solos y fábricas que necesitan técnicos y programadores, pero no ensambladores. “Ésta es la meta”, dice Hall. “Si puedes manejar tu fábrica con las luces apagadas, entonces podrás hacerlo en Estados Unidos.”

Puede que Hall sea un magnate de la tecnología en proceso, pero todavía es alguien que pasa la mayor parte del tiempo en casa, inventando cosas nuevas en un laboratorio y vestido informalmente con una playera azul Oxford, pantalones de mezclilla y tenis deportivos. Generalmente habla poco cuando el asunto se trata de él, pero sus ojos se iluminan si discute sobre su tienda de máquinas de Boston en 1970, donde se dedicaba a fabricar piezas especializadas para clientes como Raytheon y la Harvard Medical School.

Hall creció en Connecticut; es hijo de un ingeniero dedicado a la construcción de plantas de energía nuclear y nieto de un físico que, en la década de 1930, inventó un proceso de escaneo para hacer fotografías a color. Fue su abuelo quien ayudó a Hall, siendo adolescente, a poner su propio taller, donde, entre otras cosas, hizo una bicicleta motorizada y un amplificador de guitarra “muy ruidoso”.

Estudió Ingeniería Mecánica en la Universidad Case Western Reserve, en Cleveland durante los agitados años de principios de los 70. Después de graduarse, se mudó a Boston para abrir una tienda y construir piezas para compañías industriales, de tecnología y medicina. Los proyectos eran interesantes y requerían de creatividad, pero el anonimato del trabajo era frustrante. Así que decidió que tenía que moverse al área de consumo. “Si camino por la calle en el futuro y grito el nombre de mi marca, encontraré a alguien que haya escuchado hablar de mí”, recuerda haber dicho.

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Velodyne trabaja para automatizar por completo su megafábrica de San José, California. Foto: Timothy Archibald para Forbes

A principios de la década de los 80, Hall se mudó al área de la Bahía, con el plan de meterse en el negocio de audio, el cual estaba en pleno boom. “Podías entrar en cualquier tienda de equipo de audio y siempre estaban en busca de algo nuevo”, recuerda. Con el apoyo de su familia, Hall comenzó a hacer sub-woofers con un diseño premium (que él patentó) que reducía la distorsión. Nombró a la empresa Velodyne, en honor a su pasión por el ciclismo. Sus bocinas, las cuales cuestan entre 2,000 y 5,000 dólares por pieza, fueron todo un éxito. “Fui capaz de generar mayor volumen y profundidad de sonido como nadie jamás lo había logrado antes sin que el sonido se distorsionara e hiciera creer que las bocinas explotarían”, dice.

Su hermano Bruce se le unió para gestionar las ventas. El negocio creció y los clientes incluían estrellas del deporte de la Bay Area y al actor Robin Williams. Pero la competencia en la industria del audio, particularmente en precio, se hizo implacable y, para fines de los 90, Hall ya estaba buscando algo nuevo, otra vez.

Robots de pelea

Como diversión, empezó a fabricar robots de pelea para el show de TV Robot Wars, y una de sus creaciones quedó en segundo lugar en el campeonato mundial de 2001. Pero fue el reto DARPA (las carreras para vehículos autónomos que empezaron en el desierto de California y que posteriormente se movieron a ambientes urbanos) lo que le ofreció un reto mucho más serio a su ingenio. Empezando en 2002, Hall experimentó con un sinnúmero de tecnologías, incluyendo cámaras y láser, e inscribió su vehículo para las carreras de 2004 y 2005. Después de reconocer las limitaciones de las cámaras, Hall y otros concursantes pusieron su atención sobre LiDAR, una tecnología de reconocimiento usada para mapear e inspeccionar, que tomaba fotografías individuales y las juntaba para detallar mapas.

Fue su adaptación de un montaje superior de LiDAR a una unidad con 64 láser giratorios lo que resultó todo un descubrimiento y terminó por darle, al fin, una “vista” a los autos. “Fue lo que permitió el tipo de conducción general que estábamos buscando”, dice Whittaker, el robótico de CMU. Usando el LiDAR de Hall, el equipo de carreras de Whittaker ganó un premio de 2 mdd en 2007. Stanford, cuyo equipo era liderado por Sebastian Thrun, quien más tarde empezaría el proyecto de vehículo autónomo de Google, llegó en segundo lugar, también usando un LiDAR de Velodyne. La mayoría de otros pioneros de la industria, quienes ahora lideran los programas de vehículos autónomos en Google, Uber, Ford, Toyota y todo un grupo de otras startups de tecnología, son también veteranos del reto DARPA, y muchos se convirtieron en clientes de Hall. “Hay algunas buenas ideas que realmente trascienden y cambian el mundo”, dice Whittaker.

Las oficinas centrales de Velodyne están en San José, pero los esfuerzos de Hall por mantener la compañía a la cabeza de la industria están ubicados a unos 50 kilómetros al norte, en un laboratorio de robótica de Alameda, al lado de un puerto. En un espacio que parece un laboratorio inusual de preparatoria, doctores en Ciencias de la Computación, Ingeniería Eléctrica, Física y Óptica están empujando las capacidades del LiDAR de Hall.

Los dispositivos Velodyne dan a los coches una visión de 360 grados, la cual es procesada como una “nube” de puntos en 3D en un mapa. Sin importar si es de día o de noche, el vehículo puede “ver” todo dentro de un radio de 200 metros, permitiendo a los autos que viajan a altas velocidades en la carretera detectar peligros y evitar choques. El año pasado, Hall vendió miles de unidades. Este año planea vender decenas de miles, a precios de lista que van desde los 8,000 dólares por un modelo 16-láser (que se ve similar a un puck de hockey) hasta los 85,000 por una unidad de láser-64. “De verdad no había otro juego en el mercado, y ninguno tan avanzado”, dice Jim McBride, el líder técnico de los vehículos autónomos de Ford.

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Emergen los rivales

Los rivales han emergido. Quanergy recaudó 90 millones de autopartes del proveedor Delphi en 2016, entre otros, para hacer unidades de estado sólido LiDAR, y Luminar, quien obtuvo 36 millones para financiar un sensor LiDAR, que se dice tiene un rango y una calidad de imagen superior a todo lo que hay en el mercado. Velodyne está desarrollando un nuevo LiDAR “Velarray”, sin componentes giratorios, para estar a la par de sus competidores en el extremo inferior, y está preparando las unidades de mayor alcance y dejar atrás al resto de los jugadores en el extremo superior. Por ahora, Velodyne se mantiene como el líder indiscutible, en parte porque ninguna otra compañía está manufacturando a gran escala. “Si estás trabajando en algo relacionado a la auto-conducción, estás entrando a territorio Velodyne, porque es lo que más puedes conseguir a grandes cantidades”, dice Mark Wheeler, un veterano de Google y Apple que ahora es jefe de Tecnología en DeepMap, una desarrolladora de servicios de mapeo para vehículos autónomos en Palo Alto. Hall se deshace de sus competidores gracias a que ya hizo lo que ellos hacen, y ya estuvo donde ellos están. “¿Hay alguien que sepa producir LiDAR de manera masiva, además de mí?”, pregunta, “Ahora resulta que soy el puente crítico en todo esto.”

No todos en el universo de los vehículos de auto-conducción son fanáticos de LiDAR. El más notable en esta lista es nada más y nada menos que Musk, quien comprometió a Tesla a usar una combinación de cámaras, radares y sonares que, según él, son suficientes para proveer las capacidades sensoriales necesarias.

Pero aun sin Tesla, el mercado para el equipo de Velodyne se mantiene enorme. Hoy existen algunos cuantos miles de prototipos de vehículos autónomos que están siendo probados. Aunque, por el momento, nadie sabe exactamente cuándo saldrán a la venta para el consumidor, un pronóstico de IHS Markit espera que las ventas crezcan rápidamente a 600,000 unidades en 2025 y, por lo menos, 43% anualmente cada 10 años después de eso. Eso implicaría un acumulativo de 76 millones de vehículos conduciéndose solos en las ciudades y en las carreteras para el año 2035. Los pronósticos de Velodyne muestran un crecimiento en forma de L invertida de, al menos, un 300% anual para los siguientes años, dice Jellen, el presidente de la compañía.

Eso explica, en gran medida, por qué Hall, cuya compañía ya emplea a 530 personas, está tan enfocado en su megafábrica. La fábrica con recubierta de cristal revestido abrió sus puertas a comienzos de este año, en San José. Alrededor de 200 trabajadores se ocupan de ensamblar microelectrónicos críticos y componentes ópticos para las nuevas unidades LiDAR. Pero, en los siguientes 18 meses, este trabajo será tomado por robots que, poco a poco, han ido apareciendo dentro de las instalaciones. Hall y sus ingenieros están tratando de definir la forma final del proceso de fabricación robótica en secreto. Él no está listo aún para compartir los detalles, pero dice que la fábrica de San José pronto podrá producir 1 millón de unidades al año. “Tiene que estar automatizada para lograr esos volúmenes”, dice Hall. Después de una breve pausa, añade: “Esto es, por mucho, más interesante para mí que todo el rollo del marketing de LiDAR.”

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