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L’auto a guida autonoma: il futuro della mobilità driverless

12 Aprile 2021

L’interesse da parte di aziende pubbliche e private verso le grandi potenzialità offerte dalle nuove tecnologie digitali, a supporto dei veicoli e della mobilità, è sempre più consistente. Le nuove tecnologie automobilistiche e i modelli di business stanno convergendo per innescare una rivoluzione del concetto stesso di mobilità, soprattutto nell’ambito cittadino. Ad oggi, infatti, i grandi player del settore automotive stanno investendo ingenti quantità di risorse su progetti ambiziosi, con l’obiettivo di sviluppare due aspetti fondamentali per la mobilità di domani: la digitalizzazione e la sostenibilità. Tali progetti ruotano intorno a un concetto virtuoso che si traduce nella creazione di veicoli gestiti dal supporto tecnologico e dall’intelligenza artificiale, come le auto a guida autonoma, capaci sia di migliorare in maniera sostanziale alcuni aspetti della vita dell’uomo sia di salvaguardare le risorse ambientali.

La corsa verso le driveless car, dunque, è in pieno svolgimento ma anche quella verso la mobilità sostenibile sta ricevendo sempre più consensi da parte delle istituzioni internazionali. Utile, inoltre, considerare che è molto più efficiente implementare la guida autonoma su veicoli elettrici, in quanto gli elementi cheli costituiscono – la batteria, l’invertitore e il motore elettrico – sono più semplici da gestire per un’intelligenza artificiale.

I potenziali benefici che auto elettrificate e automatizzate possono apportare nel nostro futuro sono significativi, anche se alcuni di questi saranno difficili da realizzare nel breve termine.

Nonostante nell’ultimo periodo il numero di immatricolazioni di auto elettriche sia aumentato anche nel nostro Paese, complice il piano di incentivi messi in atto dal Governo, in Italia le auto circolanti con questo tipo di alimentazione sono ancora in netta minoranza rispetto a quelle tradizionali soprattutto in ragione di limiti quali la carenza dell’infrastruttura a supporto sul territorio nazionale, o il costo ancora troppo elevato dei modelli presenti sul mercato. Per quanto riguarda invece le auto a guida autonoma, i numeri sono ancora più esigui a causa di alcune limitazioni che ne rallentano il processo di produzione e diffusione quali l’assenza di normative e di regolamentazioni internazionali, l’attuale vulnerabilità della cyber security ei problemi infrastrutturali di connettività e velocità di trasmissione dei dati. Di seguito approfondiremo i potenziali benefici di natura ambientale e di sicurezza stradale delle auto a guida autonoma ma anche le attuali problematiche che rendono questo tipo di tecnologia fruibile verosimilmente non prima di un decennio. 

Che cos’è l’auto a guida autonoma: i 6 livelli SAE (Society of Automotive Engineers)

Un’auto a guida autonoma è un tipo di veicolo che utilizza una combinazione di sensori, telecamere, radar e intelligenza artificiale (AI), ovvero tecnologie raffinate che consentono lo spostamento tra diverse destinazioni senza necessità di intervento umano. Nel SAE (Society of Automotive Engineers) è stata adottata una scala di classificazione da 0 a 5 che permette di valutare il livello relativo di automazione di ciascun veicolo:

- Livello 0: nessuna automazione

È il livello dell’auto tradizionale nella quale è il conducente a controllare il veicolo senza alcun tipo di supporto da parte di un sistema di assistenza alla guida;

- Livello 1: assistenza alla guida

L’auto è fornita di alcuni ausili di assistenza come il cruise control adattivo, controlli elettronici di stabilità del veicolo (ESC), il supporto dinamico di frenata, i sistemi di mantenimento della corsia di marcia;

- Livello 2: automazione parziale

Il veicolo presenta almeno due funzioni primarie automatiche di controllo che agiscono congiuntamente – come per esempio il cruise control adattivo combinato con il lane centering – e consentono al guidatore di cedere il controllo su alcune funzioni in situazioni limitate;

- Livello 3: guida autonoma limitata

Il guidatore può cedere al sistema di guida autonoma il pieno controllo delle funzioni critiche di sicurezza, ma limitatamente a precise condizioni di traffico e ambientali;

- Livello 4: autonomia elevata

Guida autonoma sostanzialmente piena, in cui il veicolo può svolgere tutte le funzioni critiche di sicurezza e monitorare costantemente le condizioni della strada per l’intero viaggio, ma non in condizioni meteo estreme;

- Livello 5: automazione completa

È richiesta al conducente solo l’indicazione della destinazione e l’avvio del sistema, senza alcun altro intervento, in tutte le casistiche possibili.

La mobilità green del futuro passerà anche per i veicoli a guida autonoma

La corsa verso le driverless car è in pieno svolgimento e un’ampia gamma di multinazionali sta investendo ingenti capitali per sviluppare nel minor tempo possibile questa innovativa mobilità “senza mani”. Ma oltre ad essere la celebrazione dello sviluppo tecnologico e dell’intelligenza artificiale, questo tipo di autovetture intelligenti daranno un significativo contributo alla lotta per la salvaguardia dell’ambiente. La vera innovazione delle auto a guida automatica, infatti, riguarda la sostenibilità per molteplici ragioni, prima tra tutte l’efficienza: è molto più facile implementare la guida autonoma su veicoli elettrici, in quanto questi ultimi sono molto più semplici da gestire per un computer. Inoltre, lo “stile di guida” di un’auto autonoma dovrebbe essere più contenuto nei consumi rispetto a quello di un essere umano, in quanto ridurrebbe frenate e accelerazioni brusche, procedendo in maniera previdente a seconda delle condizioni della strada. Le auto autonome sarebbero in grado anche di evitare congestioni di traffico per esempio, ai semafori: le vetture infatti riuscirebbero ad affrontare l’incrocio senza incidenti elaborando l’una la posizione propria e delle altre.

In aggiunta, va considerato che, con l’avanzare degli anni, i servizi di ricarica per auto elettriche lungo le strade saranno meglio distribuiti e più capillari. A contribuire alla diffusione delle automobili elettriche autonome sarà anche la loro progressiva convenienza rispetto a quelle tradizionali grazie alla rapida evoluzione dei processi tecnologici che miglioreranno la capacità produttiva provocando un calo dei prezzi.

In futuro potremmo considerare anche l’idea che una sola automobile possa bastare ad un’intera famiglia, in quanto muovendosi in autonomia, potrebbe accompagnare tutti i membri in una determinata destinazione, parcheggiarsi e successivamente andarli a riprendere, ottimizzando di gran lunga i tempi di esecuzione. Un progetto davvero stupefacente che ovviamente ha un outlook di lungo periodo (decenni, probabilmente) prima di potersi verificare nella realtà.

Auto a guida autonoma: a che punto è la normativa in Italia e in Europa

Sebbene le sperimentazioni riguardo a questo tipo di mobilità intelligente stiano andando avanti ottenendo anche dei risultati promettenti, esiste in Italia ancora un grande deterrente: la normativa. Infatti, per passare da mezzi sperimentali e prototipi a vere e proprie autovetture commerciali è necessario che siano messe in vigore delle norme legislative che regolamentino la circolazione dei veicoli a guida autonoma. Attualmente, però, per le strade del nostro Paese possono circolare solo i veicoli che presentano strumenti ausiliari e che rientrano nei livelli 1-2 della classifica SAE in quanto la normativa attuale non consente ancora l’ingresso sul mercato di mezzi con guida autonoma di livello superiore.

In Italia tutti i guidatori devono attenersi a un Codice della strada che, in una prima analisi, definisce veicoli tutte le auto circolanti su strada guidate dall’uomo, escludendo dunque a priori tutti quei veicoli in grado di muoversi autonomamente. In realtà, dal 2018, il Ministero dei Trasporti ha emanato il Decreto Smart Road che autorizza le sperimentazioni di veicoli a guida automatica su strade pubbliche. Il decreto innanzitutto individua gli standard funzionali per realizzare strade più connesse e sicure e, allo stesso tempo, disegna il percorso verso la sperimentazione degli innovativi sistemi di assistenza alla guida sulle nuove infrastrutture connesse.

Attualmente, l’Unione Europea sta lavorando per definire una normativa comune a tutti i Paesi che riguardi tutti i tipi di mezzi di trasporto a guida autonoma, introducendo l’obbligo di “scatole nere” per migliorare gli accertamenti a seguito di un incidente ma anche per rafforzare i sistemi di controllo necessari a salvaguardare i dati dei soggetti interessati. 

I rischi nascosti dell’auto a guida autonoma: il pericolo dell’hackeraggio

Se l’industria dell’automotive è sempre più decisa a sviluppare l’auto a guida autonoma totalmente connessa e digitalizzata, dall’altra parte esistono ancora molti timori che rallentano la sua realizzazione nell’immediato futuro, primo fra tutti il rischio di subire un attacco hacker mentre si è alla guida del veicolo stesso.

Recentemente, l’Agenzia dell'Unione europea per la sicurezza informatica (ENISA) ha infatti rivelato in un rapporto che i veicoli autonomi sono altamente vulnerabili ad una vasta gamma di attacchi informatici e alcuni di questi potrebbero essere molto pericolosi sia per i passeggeri sia per i pedoni.

I punti di accesso di un’autovettura moderna per un hackeraggio si possono dividere in 3 aree a seconda della distanza dall’attaccante rispetto al veicolo:

  • Accesso fisico all’auto: tramite l’interfaccia OBD (On-Board Diagnostics) presente sulle auto per motivi di diagnostica e raccolta di informazioni, è possibile interagire con tutte le unità elettroniche e quindi con tutte le funzionalità automatizzate dell’auto;
  • Short-range distance: ne fanno parte il sistema passivo dell’antifurto (10 cm), il sistema di lettura della pressione dei pneumatici (1m), i sistemi Keyless per apertura e start engine (5-20m) e tutti i sistemi connessi via bluetooth (10m)
  • Long-range distance: ne fanno parte radio data system, sistemi di comunicazione Wi-Fi o 4/5G, Internet App realizzate per gestire l’auto.

Di conseguenza, rendendo vulnerabili i sistemi di controllo, l’hacker ha la possibilità, per esempio, di modificare la velocità del veicolo agendo sulle unità elettroniche che governano l’acceleratore o agire direttamente sul freno; modificare la distanza dell’auto da un veicolo che lo precede, alterando il modo in cui l’auto accelera o frena; ruotare lo sterzo dell’autovettura agendo sui relativi attuatori; accedere al sistema di Infotainment da remoto per registrare la voce, o carpire informazioni sul tragitto impostato dal navigatore. Sostanzialmente, ogni singolo comando automatizzato dell’auto potrebbe essere compromesso e ciò potrebbe comportare sia il furto di informazioni sia la compromissione della sicurezza fisica dei passeggeri e altri utenti della strada.

Il tema della cyber security, dunque, non risulta essere un requisito aggiuntivo ma la conditio sine qua non per far circolare su strada auto a guida autonoma. 

Chi sono i player che stanno puntando sulla guida automatizzata?

Più autonomia meno incidenti stradali: l’esperimento di Waymo

Nel tentativo di dimostrare che i suoi veicoli a guida autonoma siano più sicuri dei veicoli guidati dagli esseri umani, lo spinoff di Google Waymo ha simulato una serie di incidenti stradali sulla base di dati provenienti da sinistri realmente accaduti in Arizona tra il 2008 e il 2017, scoprendo che i propri veicoli a guida autonoma eliminerebbero quasi del tutto i decessi avvenuti con auto tradizionali. Nel caso di scontro tra due veicoli, lo spinoff di Google ha condotto esperimenti separati, sostituendo prima il veicolo che ha provocato l'incidente e poi il veicolo che è stato coinvolto dal primo, riproducendo, nella maniera più fedele possibile, gli incidenti originali. Il risultato dei test ha riportato che, in 88 casi su 91, i veicoli autonomi di Waymo avrebbero evitato o mitigato l'incidente. Anche per i casi in cui la guida autonoma non fosse stata capace di evitare la collisione, è emerso che i veicoli di Waymo avrebbero comunque limitato la probabilità di lesioni gravi di un fattore da 1,3 a 15, riducendo il numero di morti rispetto agli incidenti originali.  

Toyota e Aurora insieme per i robotaxi

Aurora, la startup californiana focalizzata sullo sviluppo della guida autonoma, ha siglato una partnership con la casa giapponese Toyota con lo scopo di produrre in massa veicoli autonomi e lanciarli sulle reti di ride-hailing (servizio taxi gestito tramite app), compresa quella di Uber. L’avvio dei test è previsto nel 2021 e il primo modello che sarà equipaggiato con il “pacchetto” Aurora Driver, che include la suite di hardware, software e i sensori dell'azienda, sarà il minivan Toyota Sienna

Obiettivo Tesla: nel 2021 la guida autonoma sarà di livello 5

In una recente intervista, il fondatore di Tesla e Space X Elon Musk si è mostrato estremamente fiducioso che Tesla raggiungerà il livello 5 di guida autonoma già nel 2021. Sebbene Musk abbia ribadito più volte, nel corso degli ultimi anni, tale affermazione, promettendo una dimostrazione in cui un’auto elettrica Tesla viaggerà negli Stati Uniti da costa a costa in modo autonomo, ha al contempo espresso alcune perplessità in merito ai quadri normativi vigenti. Infatti, la normativa che governa i mercati in cui attualmente sono commercializzare le sue auto a zero emissioni non consente, al momento, la messa in circolo di auto automatizzate oltre il livello 2 della classificazione SAE. Inoltre, per Elon Musk la tecnologia che Tesla sta sviluppando potrebbe essere vista in futuro anche su modelli di altri produttori in quanto il produttore californiano potrebbe concedere in licenza il proprio software e hardware ai suoi attuali concorrenti con lo scopo di accelerare l’arrivo di energia sostenibile.

Apple Car: il colosso tech per lo sviluppo dell’auto a guida autonoma

Da anni trapelano informazioni circa il progetto innovativo di Apple di creare un’auto elettrica, altrimenti conosciuta come Apple Car o iCar. Apple non ha ancora ufficializzato il progetto, ma il coinvolgimento del colosso californiano solo dal lato software potrebbe far pensare che stia cercando un partner per produrre interamente una vettura, sfruttando la capacità produttiva di alcuni dei colossi mondiali del settore automotive. Di recente, infatti, era emersa una possibile trattativa tra Apple e Hyundai e poi successivamente anche Kia Motors (sempre parte del gruppo Hyundai) per una cifra di 3,6 miliardi di dollari. 

Auto a guida autonoma, Volkswagen scommette sul cloud Microsoft

La collaborazione tra Volkswagen e Microsoft, iniziata nel 2018, punta allo sviluppo di un software basato su cloud per lo sviluppo della guida automatizzata e sistemi avanzati di sistemi alla guida. La nuova filiale Car Software di Volkswagen investe in questo modo sull’accelerazione della mobilità del futuro centrata su capacità di calcolo, dati e intelligenza artificiale che permetterebbero lo scambio di dati tra auto. Questa piattaforma in cloud aiuterà sia a semplificare i processi di sviluppo dei sistemi di assistenza al guidatore, sia a distribuire i vari aggiornamenti alle funzioni di guida automatizzata che equipaggiano la propria flotta. 

Il Politecnico di Milano inaugura un evoluto simulatore di guida autonoma

Il Politecnico di Milano ha compiuto un grande passo in avanti nella mobilità sostenibile grazie al progetto portato a termine di DiM400, il nuovo simulatore di guida che aiuterà lo sviluppo di progetti dedicati alla guida autonoma e assistenza alla guida, interamente made in Italy. Si tratta di un abitacolo mobile che oltre alla dimensioni decisamente ridotte rispetto agli apparecchi esistenti, si caratterizza per la presenza di un ambiente virtuale proiettato su uno schermo panoramico e un sistema di attuatori che, grazie ad algoritmi matematici, permettono di replicare il funzionamento reale. Ciò rende la percezione di guida del driver molto simile a quella di un veicolo in strada. Il dispositivo è posizionato su un piedistallo di acciaio di 28 tonnellate, mosso da appositi cavi e tale movimentazione a cavi consentirà maggiore raggio di azione e conseguente velocità di sviluppo delle simulazioni.

BMW lavora sui radar per lo sviluppo della guida autonoma

I radar sono un elemento fondamentale per la corretta funzione dell’auto a guida autonoma ma non sempre sono in grado di percepire le moto. BMW, dopo aver sviluppato un proprio radar per la nuova R 1250 RT, sta cercando di trovare una soluzione per rendere visibili le moto che, essendo di dimensioni ridotte e contenenti parti di carrozzeria in plastica, risultano difficilmente individuabili agli occhi elettronici delle auto automatizzate. Per questo problema la casa automobilistica ha preso in prestito l’idea di radar passivi applicati sulle piccole imbarcazioni rivestite in fibra di vetro che condividono il mare con navi in metallo. I radar passivi sono fogli di metallo attaccati tra loro ad angolo retto per formare serie di riflettori angolari che sono in grado di far rimbalzare le onde radar direttamente alla loro fonte. BMW ha dunque deciso di adattare dei piccoli riflettori a forma di globo, montati su una barra delle moto, per far sì che le auto a guida autonoma possano catturare i segnali radar. 

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Team Circular Mobility

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