Auto a guida autonoma, cosa sono e come funzionano

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22 Agosto 2019 Gianluigi Torchiani Intelligenza Artificiale

Ultimo aggiornamento: 22 agosto 2019

Quanto tempo passiamo nelle nostre automobili, spesso incolonnati in mezzo al traffico, impossibilitati a svolgere qualsiasi tipo di attività che non sia ascoltare la radio o chiacchierare con gli altri (eventuali) passeggeri? La soluzione che potrebbe permettere di risolvere questo e tanti altri problemi della guida tradizionale si chiama auto a guida autonoma (in inglese Self Driving Car), di cui si vagheggia ormai da decenni ma che oggi sembra molto più a portata di mano, grazie agli investimenti delle case automobilistiche e non solo. Basti pensare che, nel periodo compreso fra il 2011 e il 2017, l’European Patent Office (Epo) ha registrato oltre 18.000 patent (brevetti) sulle auto a guida autonoma, di cui 4.000 nel solo 2017, ovvero numeri decisamente superiori a quelli di qualsiasi altro settore tecnologico. A testimonianza dell’interesse degli operatori verso le Self Driving Car.

La definizione delle auto a guida autonoma

Ma che cosa è esattamente un’auto a guida autonoma? Una buona definizione è quella fornita da Tech Target, secondo cui un’auto a guida autonoma è un veicolo che utilizza una combinazione di sensori, telecamere, radar e intelligenza artificiale (AI) per spostarsi tra diverse destinazioni le destinazioni senza necessità di un intervento umano, su strade che non siano state pre adattate.

La classificazione delle auto a guida autonoma

Nel mondo dell’automotive è stata poi ormai 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 l’auto tradizionale, in cui il conducente controlla l’auto senza alcun tipo di supporto da parte di un sistema di assistenza alla guida.
• Livello 1, Assistenza alla guida: sono presenti ausilli 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:  ci sono almeno due funzioni primarie automatiche di
  controllo del veicolo che agiscono congiuntamente (ad esempio cruise control adattivo combinato con il lane centering) e consentono al guidatore di cedere il controllo di 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, Automazione elevata: si tratta di una 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 solo l’indicazione della destinazione e l’avvio del sistema, senza altro intervento da parte del guidatore, in tutte le casistiche possibili.

Come abbiamo potuto vedere dalle auto ormai in commercio da alcuni anni, il mondo dell’automotive ha introdotto gradualmente alcuni sistemi di ausilio alla guida, ad esempio per i parcheggi o per il riconoscimento automatico dei pedoni o di altri ostacoli. Al momento, i più evoluti veicoli in commercio raggiungono il livello 3, dunque siamo ancora lontani dunque dal livello 5 (guida completamente automatizzata), in cui quindi non è necessario alcun intervento umano per arrivare alla destinazione programmata. Per il momento, infatti, questo tipo di vetture sono ancora in piena fase sperimentale e pilota, anche se esiste un diffuso ottimismo da parte delle case automobilistiche sulla possibilità che da qui a pochi anni le auto di livello 5 possano entrare in commercio.

Come funzionano le auto a guida autonoma

Una certa dose di cautela è d’obbligo, dal momento che sviluppare le auto a guida autonoma non è per niente uno scherzo: in buona sostanza occorre creare un sistema software, costantemente connesso (e in questo senso la prossima introduzione del 5G giocherà un ruolo fondamentale), adeguatamente irrorato da robuste dosi di machine learning e intelligenza artificiale, che sia capace di gestire in modo intelligente scenari di traffico molto complessi negli ambienti urbani e autostradali in qualsiasi momento e con un tempo di reazione minimo. Riflettendo un attimo su questa definizione, è chiaro che una delle difficoltà maggiori che gli sviluppatori si trovano di fronte è quella di riuscire a prevedere tutte le possibili variabili che si possono trovare su una strada e a programmare una adeguata reazione (che di solito è affidata all’istinto del guidatore). Il software alla base dei veicoli a guida autonoma deve perciò essere in grado di percepire l’ambiente circostante, deve determinare la posizione esatta sulla strada e deve decidere come comportarsi in una determinata situazione. La percezione, in buona sostanza, è assicurata dalla combinazione dei dati provenienti dai diversi sensori del veicolo, come radar e telecamere. La posizione in tempo reale è ovviamente assicurata dalla presenza sul software di mappe ultra dettagliate, che permettono all’auto di stabilire la sua posizione a livello di centimetri.

Su questa duplice base è possibile innescare gli algoritmi di machine learning e di apprendimento automatico che possono permettere ai veicoli di livello 5 di prendere la migliore scelta possibile in caso di imprevisti di qualsiasi sorta. Il livello di sicurezza è destinato nei prossimi anni a essere ulteriormente potenziato dallo sviluppo di comunicazioni da veicolo a veicolo (V2V) sempre più sofisticate, che permetteranno lo scambio di informazioni e dati in modo tale da prevenire urti e collisioni. Un ulteriore ausilio arriverà dallo sviluppo dell’IoT: i sensori delle auto a guida autonoma dialogheranno infatti in real time con quelli incorporati nei segnali stradali, nei semafori e, addirittura, nelle carreggiate stesse.

I benefici delle auto a guida autonoma

Quali sono i vantaggi delle auto a guida autonoma? Come abbiamo menzionato in precedenza è chiaro che la diffusione su larga scala di queste auto potrebbe avere degli effetti notevoli sulla produttività individuale, consentendo alle persone di lavorare e comunicare anche durante gli spostamenti, con ritorni difficilmente stimabili. Ancora più importanti sono però, naturalmente, gli impatti da un punto di vista sociale e sanitario: secondo il Dipartimento Federale dei trasporti Usa nel solo 2017 negli States ben 37.150 persone sono morte in incidenti stradali. La stima è che il 94% degli incidenti gravi siano dovuti a errori umani o a scelte sbagliate, come la guida in stato di ubriachezza o la distrazione. Le auto a guida autonoma potrebbero essere in grado di rimuovere la totalità di questi incidenti, restando vulnerabili soltanto ai problemi meccanici, che comunque data la connessione continua potrebbero essere tenuti più sotto controllo.

Il pericolo hacker

Il grande timore che aleggia su questi veicoli è la possibilità di hackeraggio da parte del cybercrime, che potrebbe arrivare addirittura a prendere il controllo di questi veicoli a scopo di ricatto. Sebbene uno scenario di questo tipo non sia scartabile a priori, è evidente che hackerare le auto senza pilota si rivelerà un compito molto gravoso, dal momento che il funzionamento di queste vetture si baserà su una rete estesa di sensori e comunicazioni, che dunque dovrebbe essere “bucata” simultaneamente.

Auto senza pilota: il mercato

Chi c’è dietro le auto senza pilota? I nomi sono diversi e non sono certo riconducibili esclusivamente al settore automotive. Anzi probabilmente l’azienda che al momento è più avanti di tutti è Google, che investe nel mondo driverless dal lontano 2009 e che nel tempo ha fatto notevoli progressi con la sua società Waymo, ormai vicina alla messa su strada di piccoli minivan per il trasporto pubblico a Phoenix. Tra i nomi di case automobilistiche che hanno sviluppato prototipi o investito nel settore è possibile citare nomi come Mercedes-Benz, General Motors, Continental Automotive Systems, Autoliv Inc., Bosch, Nissan, Toyota e Audi. Molto interessata allo sviluppo delle auto a guida autonoma è anche Uber, che sta riversando centinaia di milioni di dollari in progetti di questo tipo, con l’intento di eliminare quella che è attualmente la sua principale voce di costo (ovvero la quota riconosciuta agli autisti). Molto attiva su questo fronte è anche Tesla, mentre invece di recente Apple sembra abbia deciso di tagliare i fondi e il personale dedicato al suo progetto in materia, Titan.