Cos’è, la tecnologia e il futuro
La guida AUTONOMA
Introduzione
Forse non tutti sanno che quando saliamo in macchina iniziamo l’attività più pericolosa della nostra giornata: guidare. E potremmo anche essere le persone più attente, prudenti, rispettose del codice della strada e capaci perché magari abbiamo frequentato un corso di guida sicura, ed ancora con una lunga esperienza di guida alle spalle, ma la guida è comunque pericolosa perché condividiamo la strada con altri veicoli che potrebbero avere alla guida persone non altrettanto attente, prudenti, e rispettose del codice della strada.
La tecnologia per la guida automatizzata è una rivoluzione che permetterà di migliorare la sicurezza, l’efficienza, e il comfort durante i nostri spostamenti, in quanto il pilota automatico non si distrae, è sempre attento, e ha tempi di reazione brevissimi; ma un veicolo, però, può essere anche utilizzato per divertimento o per sport, contesti nei quali la guida assume un significato totalmente diverso.
Rivivremo quanto successo più di un secolo fa quando le persone facevano uso del cavallo per spostarsi: il rivoluzionario motore a scoppio ha sostituito il cavallo solo come mezzo di trasporto, lasciando intatto il fascino di una passeggiata o di una corsa in un ippodromo.
Con altrettanta razionalità ci dovremo abituare a distinguere le due diverse anime del veicolo: per gli spostamenti utilizzeremo le migliori tecnologie che ci garantiranno quindi sicurezza, comfort ed efficienza, mentre nel tempo libero ci potremo dedicare al piacere della guida su una strada di montagna o in un circuito attrezzato.
La tecnologia della guida autonoma segnerà fortemente lo sviluppo del veicolo, fino a diventare così preponderante e irrinunciabile che nel futuro sarà addirittura vietato guidare manualmente per spostarsi perché troppo pericoloso, così come oggi non è consentito muoversi a cavallo sulle nostre strade.
La guida autonoma modificherà radicalmente anche le nostre abitudini, fino ad influenzare l’urbanistica delle nostre città; prepariamoci perché questa nuova rivoluzione è alle porte.
Alberto Broggi
General Manager at VisLab – Ambarella
Cos'è
Per guida autonoma si intende un insieme di dispositivi elettronici e di algoritmi software che sono in grado di agevolare l’essere umano nella guida, intervenendo nella dinamica del veicolo in modo più o meno invasivo. Si tratta di tecnologie già ampiamente utilizzate nel settore dei trasporti aerei e ferroviari, che si stanno diffondendo negli ultimi anni anche nel settore automotive, dove è estremamente più difficile applicarle, essendo le infrastrutture non pensate per l’automazione dei veicoli ed il traffico non regolato da un’entità esterna (come le torri di controllo per gli aerei o le stazioni per i treni). Il processo di automazione in ambito veicolistico è incominciato alcuni anni fa con caratteristiche funzionali minori, come il controllo automatico delle funzioni di illuminazione, per poi progredire passo a passo fino a un controllo assistito della dinamica longitudinale e laterale del veicolo.
Ogni dispositivo elettronico di guida autonoma è chiamato in gergo ADAS (Advanced Driver Assistance System) ed è composto da una parte hardware che comprende la componentistica elettronica come sensori, centraline, motori elettrici e cablaggi, e una parte software che consiste negli algoritmi in grado di interpretare in tempo reali i dati derivanti dalla sensoristica e di decidere se e come intervenire nella guida. Il compito dei dispositivi ADAS può essere un semplice avviso o “warning” (luminoso, acustico o vibrazionale) oppure può essere un vero e proprio intervento sui comandi, come il freno o lo sterzo.
Per dare la possibilità ai sistemi ADAS di intervenire, il sistema di comando dello sterzo e quello del freno hanno una servoassistenza elettrica o in alcuni casi sono completamente elettrici, senza più una connessione meccanica tra il comando e il componente: in questi casi si parla per esempio di drive-by-wire e brake-by-wire. È quindi logico pensare alla guida autonoma come una diretta conseguenza dello sviluppo dell’informatica in ambito automotive e della digitalizzazione dei comandi.
I livelli di guida autonoma
Una scala a sei livelli è stata stabilita dall’ingegneria automobilistica internazionale, come definizione graduale di guida autonoma.
Questa scala è stata sviluppata dalla SAE (Society of Automotive Engineers), l’organizzazione americana di standardizzazione del settore automotive.
LIVELLO 0
Il livello 0 prevede che il veicolo avverta il guidatore e intervenga in modo automatico solo per un tempo limitato in condizioni di emergenza, come ad esempio avviene con l’ABS (per evitare il bloccaggio delle ruote) e l’ESP (che previene l’eccessiva imbardata), entrambi sistemi obbligatori di sicurezza passiva.
LIVELLO 1
Nel livello 1 il veicolo automatizza una funzione di guida (ad esempio nella dinamica laterale o longitudinale). Il veicolo può allertare il guidatore riguardo a situazioni di pericolo, come l’invasione della carreggiata opposta, tramite segnali visivi, acustici o vibrazionali, anche se il guidatore ha sempre il totale controllo e la responsabilità di intervento.
LIVELLO 2
Il veicolo automatizza due o più funzioni di guida contemporaneamente. L’elettronica di bordo infatti può intervenire nella dinamica di guida, gestendo per esempio il freno o lo sterzo, in caso di pericolo. Il guidatore è sempre il responsabile della guida e deve essere in grado di intervenire prontamente.
LIVELLO 3
Il livello 3 prevede che il veicolo sia in grado di gestire autonomamente alcune situazioni predefinite, durante le quali il guidatore può dedicarsi ad altre attività. Il sistema però può richiedere l’intervento del guidatore in qualunque momento, per esempio per gestire le situazioni più delicate, come la guida in caso di condizioni meteo avverse.
LIVELLO 4
Il livello di automazione è talmente maturo che il guidatore è soltanto uno spettatore. Il veicolo di livello 4 è in grado di muoversi in completa autonomia e senza richiedere l’intervento del guidatore in situazioni predefinite. Il guidatore può intervenire nella guida ma soltanto su richiesta.
LIVELLO 5
L’ultimo step prevede l’eliminazione definitiva del guidatore, infatti il veicolo è in grado di gestire tutte le fasi di guida, anche la scelta del percorso, e non prevede alcuna interfaccia uomo-macchina. Il veicolo può anche non avere il guidatore.
Vision Zero - obiettivo 2050
Vision Zero è un programma della comunità europea, con l’obiettivo ambizioso di ridurre a zero il numero delle vittime della strada entro il 2050 e che coinvolge tutti i mezzi, auto, moto, camion e van.
Si tratta di un contenitore di leggi, normative e regolamenti tecnici, che verranno via via introdotti tra gli stati membri dell’Europa.
L’obiettivo intermedio è previsto nel 2030, anno entro il quale si vuole arrivare a una riduzione del 50% del numero delle vittime della strada, rispetto ai valori del 2010, cioè prima dell’avvio al programma europeo.
Il quadro normativo affronterà anche la transizione tecnologica, per arrivare a una mobilità cooperativa, connessa e autonoma.
All’interno di questa visione, è stato recentemente raggiunto un accordo tra Parlamento europeo, Consiglio e Commissione europea, il quale prevede l’obbligo di equipaggiare le automobili, entro il 2022, di 30 dispositivi di assistenza alla guida (ADAS).
ADAS quali sono e come funzionano
Di seguito sono descritti i dispositivi ADAS più importanti e che diventeranno obbligatori a partire dal 2022.
La presenza di questi dispositivi ADAS qualifica il veicolo all’interno del livello 2 di guida autonoma. E’ importante sottolineare che i dispositivi non sono indipendenti, ma sono collegati e in grado di dialogare tra di loro, collaborando nell’assistenza alla guida, all’interno di un’unica architettura software, orchestrata da una o più centraline elettroniche.
FRENATA AUTONOMA DI EMERGENZA (AUTONOMOUS EMERGENCY BRAKING)
Il sistema di frenata automatica è forse uno dei dispositivi elettronici più importanti, considerando che l’errore umano di distrazione è una delle principali cause scatenanti degli incidenti stradali. I dispositivi funzionano tramite sensori radar o laser posizionati sulla parte frontale del veicolo, in combinazione con una telecamera sul parabrezza. Da uno studio condotto nel 2019 dal National Transportation Safety Board (agenzia investigativa indipendente del Governo degli Stati Uniti che indaga sugli incidenti stradali) è emerso che il sistema di frenata di emergenza automatica può ridurre del 71% i tamponamenti e fino all’82% il rischio di incidente mortale.
MANTENIMENTO DI CORSIA (LANE ASSIST)
Parente stretto della frenata autonoma, anche il mantenimento di corsia è un prezioso aiuto che contrasta la distrazione dei guidatori, oggi più che mai accentuata dall’utilizzo più frequente degli smartphone alla guida. Basato su camere di visione che identificano la linea continua che delimita la carreggiata, può segnalare ma anche intervenire sullo sterzo quando la linea viene valicata con le ruote, senza che vengano attivati gli indicatori di direzione.
CRUISE CONTROL ADATTIVO (ADAPTIVE CRUISE CONTROL)
Il cruise control adattivo è una evoluzione del cruise control ed è un dispositivo che permette di mantenere non solo la velocità di crociera desiderata ma anche la distanza di sicurezza dal veicolo che precede, tramite sensori radar o laser (tecnologia Lidar). L’auto è in grado di accelerare, rilasciare l’acceleratore o frenare, in base alle condizioni di traffico, dando al conducente maggior comfort e rilassatezza. Abbinando il cruise control adattativo al mantenimento di corsia, è in pratica possibile lasciare guidare autonomamente la vettura nei rettilinei autostradali, anche se, se il veicolo non dispone di un livello 3 di guida autonoma, il guidatore dovrà comunque rimanere vigile e con le mani sul volante.
MONITORAGGIO ANGOLO CIECO (BLIND SPOT ASSIST)
Il blind spot assist controlla il cosiddetto “angolo cieco” dello specchietto e avvisa quando c’è un veicolo all’interno di questo cono che è impossibile da monitorare a occhio nudo. Oltre al segnale visivo, che solitamente è una spia luminosa nella zona del montante o dello specchietto, il dispositivo può emettere un suono o impedire la sterzata in quella direzione, dando un feedback sul volante. Il sistema è molto utile anche nell’individuare pedoni o ciclisti nella guida urbana, quando si procede a bassa velocità o in manovra, evitando una delle cause più comuni di incidente.
RICONOSCIMENTO DELLA SEGNALETICA STRADALE (TRAFFIC SIGN RECOGNITION)
Attraverso le telecamere di visione e un software di elaborazione grafica, in grado di leggere e interpretare scritte e segnali, questa tecnologia consente alla macchina di segnalare i limiti di velocità, eventuali lavori in corso o qualsiasi altro tipo di indicazione, attuando interventi come la riduzione della velocità. Permette quindi di aumentare l’efficienza del cruise control adattivo. Questa tecnologia potrà avere maggiori sviluppi quando anche le infrastrutture potranno dialogare con i veicoli, inviando segnali radio ai computer di bordo, per inviare segnalazioni relative al traffico, ai limiti di velocità (che potranno essere variabili) e alle condizioni atmosferiche.
RILEVATORE STANCHEZZA DEL CONDUCENTE (DRIVER STATUS ALARM)
Questo sistema può monitorare lo stato fisico del guidatore, in particolare la stanchezza e la sonnolenza, tramite sensori e telecamere interne che valutano i movimenti della testa e degli occhi. Il dispositivo può intervenire con avvisi acustici e richieste specifiche, come quella di mettere entrambe le mani sul volante. Può anche attivare interventi più invasivi, come il controllo del volante, coadiuvato dagli altri dispositivi di assistenza alla guida. In futuro, anche il contrasto all’utilizzo di alcol e sostanze stupefacenti alla guida passerà attraverso l’utilizzo di tecnologie simili, impedendo l’utilizzo del veicolo qualora il conducente non sia nelle condizioni opportune.
SCATOLA NERA (BLACK BOX)
Dal 2022 diventerà obbligatoria anche la scatola nera, con il fine di individuare dinamiche e responsabilità a seguito di un incidente. Non si tratta di un sistema di sicurezza vero e proprio, perché non diminuisce il rischio in maniera diretta, né riduce le lesioni, ma sarà un valido aiuto per ricostruire la dinamica degli incidenti, potendo immagazzinare i dati storici di velocità, azionamento dei freni, sterzo e accelerazioni.
Il futuro, dove siamo diretti
L’intelligenza artificiale dei veicoli diventerà sempre più importante in futuro.
L’automobile si trasformerà in un compagno intelligente che aiuta chi è alla guida, non solo nelle situazioni di pericolo ma anche nelle condizioni di normalità, migliorando il comfort, inteso come rilassatezza alla guida. I veicoli del futuro potranno anche anticipare i desideri del conducente o dei passeggeri e quindi supportarli in modo proattivo, per esempio programmando una sosta. Il fine quindi non è solo quello di fornire maggiore sicurezza, ma anche quello di dare più libertà ai conducenti e di offrire esperienze sempre più confortevoli durante i viaggi.
Occorre però tempo e grandi investimenti da parte delle Case e da parte dei gestori della rete di infrastrutture. Al momento il percorso di sviluppo sembra essersi soffermato sul livello 2 di guida autonoma, che oggi è diventato il riferimento per tutte le automobili presenti sul mercato, nonché obbligatorio a partire dal 2022. Tutti gli sforzi ingegneristici si stanno concentrando nel migliorare i dispositivi di livello 2, rendendoli sempre più efficaci, predittivi ed integrati con gli altri dispositivi di bordo.
I veicoli dotati di guida autonoma di livello 3 rappresentano il prossimo step e la loro diffusione dovrebbe avere maggiore slancio a partire dal 2023, anche se tuttora persistono alcune perplessità legate alle responsabilità legali nel caso in cui un errore del computer generi incidenti. Nell’attesa che il quadro normativo a livello internazionale diventi più chiaro, i Costruttori continuano comunque nello sviluppo e nella sperimentazione dei nuovi sistemi, contribuendo ad innalzare il livello di sicurezza intrinseca in caso di malfunzionamento.
Il livello 4 e il livello 5 sono per il momento piuttosto lontani, a causa di limiti non soltanto tecnici, ma anche etici e morali, visto che la guida autonoma di questi livelli svincola completamente la responsabilità dell’essere umano, affidandola a una macchina. Per raggiungere questi livelli, sarebbe più facile se le infrastrutture si adeguassero, introducendo la possibilità di interagire con i computer di bordo, segnalando in tempo reale le condizioni delle strade, riguardo al traffico e alle condizioni atmosferiche.
In futuro, i veicoli dialogheranno anche tra di loro, per poter garantire una sicurezza predittiva nel traffico. Questi ultimi livelli di guida autonoma potrebbero vedere una prima apparizione sui veicoli commerciali, in particolare quelli pesanti, che maggiormente si prestano a uno scenario di guida in cui il guidatore interviene soltanto in determinate situazioni, come già avviene nel trasporto aereo e in quello ferroviario, grazie alle caratteristiche del trasporto commerciale che vede la prevalenza di tratti autostradali, la velocità limitata e identica tra mezzi adiacenti (con la possibilità di formare convogli), e i tragitti prefissati e periodicamente ripetuti.
SCUDERIA DE ADAMICH
Scuderia de Adamich S.p.A. ha iniziato la sua storia nel 1990 come Dorado Centro Internazionale Guida Sicura srl.
Da allora la continua evoluzione delle sue attività l’ha portata ad essere una struttura leader nel campo dei Corsi di Guida e degli eventi legati all’industria automobilistica.
SCUDERIA DE ADAMICH
Scuderia de Adamich S.p.A. ha iniziato la sua storia nel 1990 come Dorado Centro Internazionale Guida Sicura srl.
Da allora la continua evoluzione delle sue attività l’ha portata ad essere una struttura leader nel campo dei Corsi di Guida e degli eventi legati all’industria automobilistica.