Scientifico!
Negli ultimi anni, sta prendendo sempre di più piede il progetto di creare dei veicoli che riescano a guidare da soli, evitando incidenti e senza che l’uomo intervenga. Saranno quindi dei veicoli molto sicuri e che ridurranno drasticamente il numero di incidenti, anche mortali, grazie alla tecnologia. In questo articolo vi spiegherò questo tema in 5 punti.
1. I livelli di automazione
Dal 2013 esiste uno standard di automatizzazione, elaborato dal dipartimento dei trasporti statunitense, in collaborazione con. Questa classificazione prevede 6 livelli:
- Livello 0 – Nessuna automatizzazione
In questo livello il conducente ha il pieno controllo del veicolo e i sistemi che ci rientrano sono quelli di allarme anticollisione e di deviazione dalla corsia;
- Livello 1- Assistenza alla guida
Il conducente anche in questo livello ha il controllo della vettura, ma il sistema può intervenire modificando la sterzata e la velocità. I sistemi di questo tipo sono il cruise control adattivo, il limitatore di velocità (che sarà obbligatorio per tutte le auto in circolazione in Europa dal 2025) e il sistema di mantenimento della corsia;
- Livello 2 – Automazione parziale
Il conducente non ha più il controllo della velocità e dello sterza, ma deve essere in grado di intervenire se fosse necessario. I sistemi principali che rientrano in questa categoria sono il DISTRONIC PLUS creato da Mercedes, Autopilot di Tesla e i sistemi di parcheggio automatico;
- Livello 3 – automazione parziale
Il veicolo ha il pieno controllo di tutte le funzioni, ma il conducente deve essere in grado di intervenire se il sistema lo richiede e può essere attivato solo in strade delimitate da recinzioni e senza incroci. Se il sistema sente che il conducente non riesce a rispondere nel tempo prestabilito, effettuerà una sosta di sicurezza. Il guidatore perciò potrà essere parzialmente distratto. Un esempio di questo livello è il Full Self-Driving di Tesla;
- Livello 4 – Alta automazione
Il sistema, come nel livello precedente, ha il completo controllo delle funzioni del veicolo, ma in questo caso non richiede l’intervento di un conducente. Infatti se il sistema nota che il percorso che sta facendo va oltre le proprie potenzialità, effettuerà un parcheggio di sicurezza, non fermandosi nella corsia di marcia come nel livello 3;
- Livello 5 – Automazione completa
Questo livello racchiude le stesse funzionalità dell’alta automazione, ma non avrà limiti nei percorsi di guida e perciò non sarà costretto a fare un parcheggio di sicurezza se la guida è troppo complessa. Attualmente non si è ancora arrivati a questo livello.
2. Come le auto a guida autonoma si orientano nello spazio
Le auto a guida autonoma sfruttano un particolare sistema di sensori, telecamere e GPS per orientarsi, ma vediamo più nel dettaglio come funzionano.
Le autonomous cars hanno dei potenti radar che sfruttano l’effetto Doppler per calcolare la distanza e la velocità della vettura che le precede, fino anche a 200 metri di distanza. I radar funzionano emettendo delle onde radio a modulazione con una frequenza tra i 76 e i 77 GHz che, rimbalzando su un oggetto, ritornano indietro fornendo al computer di bordo numerosi e preziosi dati.
C’è poi un sistema di ultrasuoni e lidar che si attiva alle basse velocità e che scandagliano tutta la zona attorno al veicolo fino a una distanza di 6 metri in modo tale da registrare la presenza di pedoni o di altre auto. Il sistema ad ultrasuoni emette delle onde sonore superiori ai 20 kHz che non sono udibili all’orecchio umano. Queste onde sonore, ritornando ai sensori, forniscono una distanza precisa degli oggetti intorno all’auto.
Il lidar (dall’inglese Laser Imaging Detection and Ranging) è invece un sistema di raggi laser che forniscono una mappa dettagliata e tridimensionale di tutto ciò che si trova vicino il veicolo in un raggio di 150 metri.
C’è anche un sistema di telecamere che sostituisce gli occhi umani e che è in grado di calcolare la distanza degli oggetti grazie alla prospettiva. In ogni modello di auto a guida autonoma c’è un numero diverso di telecamere, ma principalmente ci sono tre tipi di telecamere standard. La prima telecamera è quella frontale, che ha il compito di monitorare la strada davanti fino a 150 metri, la seconda telecamera è grandangolare che riesce a vedere fino a 60 metri con una maggiore visuale laterale e infine c’è una telecamera focalizzata che è in grado di vedere fino a 250 metri di distanza.
Non può poi esistere un sistema GPS che monitora la posizione della vettura costantemente in una mappa precaricata. Il sistema GPS è in grado di comunicare con altri sistemi di bordo per anticipare curve o altri tratti potenzialmente pericolosi.
3. La sicurezza della guida autonoma
Le autonomous cars grazie ai sensori e alle telecamere sono molto sicure e infatti si stima che possano ridurre gli incidenti del 94% anche se non potranno eliminarli totalmente e sono soprattutto maggiormente esposte ad attacchi informatici, ma vediamo la loro sicurezza più nel dettaglio.
I sensori possono subire dei guasti, come cortocircuiti o interruzione del passaggio della corrente elettrica che comporta a un malfunzionamento generale del software che controlla la macchina, ma ciò può essere risolto sottoponendo il veicolo a delle revisioni abbastanza frequenti, come può accadere e dobbiamo fare anche per le auto comuni. Questo però non è il “problema” più grave delle auto a guida autonoma, ma la problematica più importante è il rischio di subire un attacco hacker o che il sistema vada in “tilt” non riconoscendo alcuni segnali.
Di ciò ne parla un report fatto da Enisa (l’Agenzia Europea per la Cybersicurezza) e da Jrc (il Centro Comune di Ricerca europeo) che mette in evidenza le problematiche informatiche delle auto a guida autonoma. In questo report viene messo l’accento sui problemi del machine learning che, nonostante l’analisi di migliaia di dati sugli interventi dei conducenti nelle più disparate situazioni, non sarebbe in grado di valutare correttamente che tipo di intervento fare, come accelerare o frenare. Inoltre, l’aggiunta di segnaletica orizzontale o di vernice sul manto stradale potrebbe portare il sistema a fare una valutazione scorretta, causando degli incidenti. Non sono poi esclusi possibili attacchi informatici che possono rendere molto pericolosa l’auto.
4. A che punto siamo oggi nel loro sviluppo
Oggi, gran parte delle case automobilistiche, in particolare BMW, Tesla, Mercedes, Volvo e Audi, ma anche aziende come Google stanno spingendo molto su questa tecnologia, tanto che la gran parte dei loro modelli dispongono di una tecnologia di guida autonoma uguale o superiore al livello 1 e addirittura Waymo (un’azienda controllata da Google) offre dei taxi di livello 4.
Per il momento però le aziende più avanti in questo campo sono Tesla, che con le funzioni di Autopilot e di Full Self-Driving ha sviluppato un sistema di guida autonoma di livello 3, Argo AI e Cruise (di proprietà di General motors).
Waymo è quella più avanzata di tutti che offre robotaxi di livello 4, che sono prenotabili tramite app negli Stati Uniti e che sono in servizio in Arizona e a Los Angeles. Oltre ai robotaxi Waymo offre un servizio di trasporto merci, con furgoni e camion con autopilota.
Questa tecnologia sta insomma prendendo piede e secondo le stime entro il 2030 il 15% delle auto vendute sarà autonoma anche se ciò dipenderà da come il pubblico le accetterà.
Oggi un’auto a guida autonoma costa intorno ai 45.000-50.000€, anche se un’auto a guida autonoma di livello 3 della Mercedes costa tra i 5.000 e i 7.430€ in più rispetto al prezzo di listino.
In Italia le auto a guida autonoma non possono circolare sopra il livello 3 compreso, anche se i test delle auto di livello 3 sono permesse con l’autorizzazione del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti. Come tutte le cose, anche le autonomous cars hanno dei pro e dei contro, ma vediamoli più nel dettaglio.
5. I pro e i contro
Come tutte le cose anche le auto a guida autonoma hanno dei pro e dei contro, elencati qui sotto:
Pro:
- Il conducente può avere un po’ di più di tempo per dedicarsi ad altre attività come il lavoro;
- il consumo di carburante può essere ottimizzato evitando brusche accelerazioni e frenate;
- riduzione del traffico poiché i veicoli comunicano costantemente tra di loro scambiando dati come velocità, posizione e altre informazioni;
Contro:
- Possibilità di hacking o di malfunzionamenti dei sensori;
- non sono economiche e potrebbero trasformarsi in una soluzione per pochi;
- mettono a rischio molti lavoratori, come i tassisti e gli autotrasportatori.
In questo articolo spero di avervi spiegato al meglio l’argomento.
Francesco Savio, 1ASA