Le auto a guida autonoma si stanno evolvendo da un sogno futuristico a una realtà moderna. Ma in qualche modo l’evoluzione è stata ritardata. Sembra così? Immagina di salire in macchina, inserire (o, meglio ancora, parlare) la posizione dell'auto nell'interfaccia e lasciare che ti porti a destinazione mentre leggi un libro, navighi sul Web o fai un pisolino.
Auto che si guidano da sole: ci sembrava qualcosa di fantastico. Ma nei prossimi anni questa finzione diventerà realtà, grazie all’avvento delle auto senza conducente, e cambierà radicalmente il modo in cui ci muoviamo e trasportiamo nelle nostre città.
Sono dieci anni che sentiamo promesse esattamente di questo tipo. Sentiamo parlare dei successi e dei fallimenti degli sviluppatori, dei conflitti legali derivanti dall'utilizzo di tali veicoli, della loro sicurezza e del pericolo per noi conducenti sulla strada. Cerchiamo di capire tutto.
Interessante anche:
- Human Brain Project: un tentativo di imitare il cervello umano
- Thunderbolt 5 contro Thunderbolt 4: tutto quello che devi sapere
La storia delle auto a guida autonoma
L'idea delle auto a guida autonoma esiste da molto tempo, dagli anni '30 sono diventate parte integrante delle idee fantascientifiche sul futuro. Ma è solo di recente che la tecnologia che potrebbe renderli realtà ha iniziato a svilupparsi rapidamente.
I primi prototipi sperimentali, estremamente lenti, risalgono agli anni '1960. Più recentemente, nel 2004, la DARPA (l'agenzia del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti responsabile dello sviluppo di nuove tecnologie per l'uso da parte delle forze armate statunitensi) ha sfidato sviluppatori di tutto il mondo a costruire un veicolo senza pilota in grado di correre attraverso il deserto del Mojave in California, offrendo al vincitore un milione di dollari. premio in dollari. L'auto di maggior successo ha percorso solo 7 miglia su 142. Ma la corsa ha rafforzato la convinzione che le auto robotiche siano una realtà.
Nella gara successiva, nel 2005, cinque vetture coprirono la distanza. E nell'Urban Challenge 2007, i veicoli non solo hanno evitato gli ostacoli e si sono mantenuti sulle strade, ma hanno anche rispettato le regole del traffico, si sono fermati, parcheggiati e hanno persino effettuato inversioni a U consentite. E nel 2010, i tecnici di Google avevano creato un sistema in grado di gestire le strade più difficili della California (inclusa la famosa e tortuosa Lombard Street a San Francisco) con un intervento umano minimo.
Ora tutti i noti produttori dell'industria automobilistica sono impegnati con l'idea di creare auto a guida autonoma, perché la considerano molto promettente.
Cosa sono le auto a guida autonoma?
Le auto a guida autonoma sono veicoli che non necessitano dell’assistenza umana per raggiungere la loro destinazione. A tale scopo utilizzano telecamere, sensori e software avanzati che interpretano la situazione stradale e reagiscono ai pedoni e ad altri ambienti circostanti sulla strada.
Attualmente nel mondo non esistono veicoli completamente autonomi che operano legalmente. Tuttavia, esistono veicoli parzialmente autonomi: automobili e camion con diversi livelli di autoautomazione, dalle auto convenzionali con sistemi di frenata assistita ai prototipi a guida autonoma completamente indipendenti.
Nonostante il fatto che tecnologie Le tecnologie di guida autonoma sono ancora nelle fasi iniziali di sviluppo, stanno diventando sempre più comuni e potrebbero eventualmente rivoluzionare il nostro sistema di trasporti (e, per estensione, la nostra economia e società). Le case automobilistiche e le aziende tecnologiche stimano che le auto a guida autonoma di livello 4 potrebbero essere messe in vendita entro i prossimi anni. Tuttavia, alcuni esperti ritengono che tali previsioni siano troppo ottimistiche e irrealistiche, dato il processo di evoluzione delle auto a guida autonoma.
Livelli di autonomia delle auto
Le auto hanno diversi livelli di manovrabilità, che gli esperti valutano su una scala da 0 a 5. Analizziamo quindi il significato di ciascun livello.
Livello 0. Tutti i principali sistemi sono controllati dagli esseri umani. Cioè, queste sono le nostre solite auto che vengono utilizzate ora.
Livello 1. Alcuni sistemi, come il cruise control o la frenata automatica, possono controllare l'auto a turno.
Livello 2. Il veicolo supporta almeno due funzioni automatizzate simultanee, come l'accelerazione e lo sterzo. Ma il lavoro sicuro richiede una persona.
Livello 3. In determinate condizioni, l’auto può controllare tutte le funzioni critiche per la sicurezza, ma è previsto che il conducente subentri in caso di guasto del sistema o problema di controllo.
Livello 4. L'auto è completamente autonoma in alcuni scenari di guida, ma non in tutti.
Livello 5. L'auto è completamente autonoma in ogni situazione.
Finora abbiamo a disposizione auto di livello 0-3, anche se il livello 3 è ancora oggetto di accesi dibattiti. Anche se i produttori promettono che entro il 2030 saranno disponibili auto a guida autonoma di livello 4.
Come funzionano le auto a guida autonoma?
Google, Uber, Tesla, Nissan, Subaru e altre importanti case automobilistiche, società di ricerca e tecnologia hanno sviluppato varie tecnologie di guida autonoma.
Sebbene i dettagli di progettazione varino, la maggior parte dei sistemi autonomi crea e mantiene una mappa interna dell’ambiente circostante basata su un’ampia varietà di sensori, come il radar. I prototipi senza pilota di Uber utilizzano 64 raggi laser insieme ad altri sensori per creare una mappa interna. I prototipi di Google in varie fasi utilizzavano laser, radar, potenti fotocamere e sonar.
Il software quindi elabora l'input, mappa un percorso e invia istruzioni ai sistemi dell'auto che controllano l'accelerazione, la frenata e lo sterzo. Regole codificate, algoritmi per evitare gli ostacoli, modellazione predittiva e riconoscimento di oggetti "intelligenti" (come la differenza tra una bicicletta e una motocicletta) aiutano il software a seguire le regole del traffico e a superare gli ostacoli.
I veicoli parzialmente autonomi potrebbero richiedere l’intervento di un conducente umano se il sistema incontra incertezze, mentre i veicoli completamente autonomi potrebbero non avere nemmeno il volante.
Inoltre, le auto autonome possono essere distinte come “connesse” o meno, a seconda che possano interagire con altri veicoli e/o infrastrutture stradali, come i semafori di nuova generazione. La maggior parte dei prototipi attualmente non dispone di questa funzionalità.
Leggi anche:
- La guerra per Internet via satellite: l’Europa sfida Starlink
- Cosa sono le reti neurali e come funzionano?
Quali sarebbero i vantaggi? auto senza pilota?
Il vantaggio più ampiamente discusso sarà l’aumento della sicurezza stradale. L'anno scorso nella sola Gran Bretagna sono morte sulle strade 1770 persone e più di 26000 sono rimaste gravemente ferite. Negli Stati Uniti i numeri sono ancora più allarmanti: 36750 morti tra pedoni e ciclisti. Le statistiche in Ucraina non sono meno allarmanti. Poiché la maggior parte degli incidenti sono il risultato di errori del conducente, anche il 90% dell’adozione di auto senza conducente potrebbe salvare fino a 22000 vite ogni anno.
Un altro vantaggio sarebbe quello di rendere i trasporti accessibili alle persone che in precedenza non avevano la capacità di guidare. Parliamo di bambini, disabili e anziani, che in teoria potrebbero viaggiare senza conducente, il che migliorerebbe l'accessibilità ai trasporti.
Ma qui ci sono ancora molti conflitti legali. E non è ancora chiaro chi sarà la colpa di un possibile incidente, chi e quale punizione dovrebbe essere sopportata per questo, ecc.
Gli impatti ambientali sono motivo di seria preoccupazione e di grande incertezza. Le auto a guida autonoma accessibili, convenienti e convenienti possono aumentare il numero totale di chilometri percorsi ogni anno. Se questi veicoli funzionassero a benzina, le emissioni dannose per il clima legate ai trasporti potrebbero aumentare drasticamente. Tuttavia, se i veicoli fossero elettrificati, le emissioni sarebbero notevolmente ridotte. Poiché le auto elettrificate senza conducente consentono più viaggi condivisi (tramite servizi come Lyft o Uber, ad esempio), le emissioni potrebbero diminuire ulteriormente.
Tecnologie e approcci alla realizzazione di auto a guida autonoma
Gli sviluppatori utilizzano una varietà di metodi e approcci, tecnologie sempre più avanzate e componenti di qualità superiore per creare prototipi di auto a guida autonoma. Ma la maggior parte di loro ha molto in comune, perché il principio è lo stesso: creare un veicolo che non solo gestisca il processo di guida, ma monitori anche la situazione sulla strada e prenda le giuste decisioni. Ecco alcune delle tecnologie più importanti:
- Sensori: le auto a guida autonoma utilizzano in genere una combinazione di sensori come lidar (rilevamento e rilevamento della luce), radar, telecamere e sensori a ultrasuoni per rilevare l'ambiente.
- Carte: le mappe ad alta definizione svolgono un ruolo cruciale. Queste mappe contengono informazioni dettagliate sulla strada, sulla segnaletica stradale e su altri elementi dell'infrastruttura stradale che aiutano il veicolo a spostarsi.
- Sistemi di gestione: Le auto utilizzano sofisticati sistemi di controllo in tempo reale, regolando velocità, sterzo e frenata secondo necessità.
- Apprendimento automatico e intelligenza artificiale: algoritmi avanzati di intelligenza artificiale vengono utilizzati per elaborare i dati provenienti dai sensori, prendere decisioni e imparare dalle esperienze. Il deep learning viene spesso utilizzato per il riconoscimento di immagini e modelli.
Vorrei parlare più dettagliatamente dell'ultimo punto.
Alcune aziende, come Waymo, stanno sviluppando la propria intelligenza artificiale e sistemi di controllo progettati per la guida autonoma. piattaforma NVIDIA DRIVE fornisce una soluzione scalabile basata sull'intelligenza artificiale per veicoli autonomi utilizzata da diverse case automobilistiche e società tecnologiche. Dovremmo anche menzionare i framework open source come ROS (Robot Operating System) che alcune aziende utilizzano per costruire i propri sistemi autonomi.
Inoltre, molte aziende stanno investendo in ricerca e sviluppo per creare le proprie soluzioni di intelligenza artificiale per le proprie auto a guida autonoma.
Interessante anche:
- I mondi più pericolosi: 14 pianeti sui quali nulla può sopravvivere
- Misteri del cosmo, di cui ancora non conosciamo le risposte
Perché un progresso così lento?
Si stima che la tecnologia per creare veicoli autonomi sicuri sia sviluppata all’80% circa. Ci vorrà molto più tempo per migliorare completamente il processo: richiede lo sviluppo delle tecnologie più recenti, componenti di qualità superiore e il miglioramento dei sistemi di pilotaggio.
Le sfide ancora da affrontare includono eventi insoliti e rari che possono verificarsi su qualsiasi strada o autostrada, come condizioni meteorologiche, animali che attraversano la strada, lavori di costruzione e manutenzione.
Un’altra serie di problemi è emersa dopo che Cruise e Waymo hanno lanciato i loro servizi di ride-hailing autonomi a San Francisco. Nel dicembre 2022, appena sei mesi dopo l’approvazione dei servizi, la National Highway Traffic Safety Administration degli Stati Uniti ha iniziato a indagare sugli incidenti in cui i veicoli “potrebbero aver frenato in modo inappropriato o essere stati immobilizzati”. In molti casi è stato necessario l'intervento dei carri attrezzi per spostare i veicoli. Ciò significa che finora ci sono più problemi che risultati.
Cosa sta succedendo adesso?
Le iniziative attive di veicoli autonomi possono essere raggruppate in due categorie: servizi di ride-hailing (Cruise, Waymo e Uber) e vendita al pubblico di auto a guida autonoma (Tesla).
Crociera è una filiale di General Motors, fondata nel 2013. A settembre 2022, gestiva una flotta di 100 robotaxi a San Francisco e prevedeva di aumentare la propria flotta a 5000. I critici hanno notato che ciò avrebbe aumentato il traffico della città. Nel dicembre 2022, Cruise ha iniziato a offrire servizi anche a Chandler, Arizona e Austin, Texas.
Cruise, l'unità di guida autonoma della General Motors che gestisce un servizio di robotaxi a San Francisco, ha chiesto il permesso di testare i suoi veicoli autonomi in tutta la California.https://t.co/KbsLjk7JvC
- MarketWatch (@MarketWatch) 21 Marzo 2023
Waymo, l'ex progetto Google Self-Driving Car, è stato fondato nel gennaio 2009. La società ha speso 4,8 miliardi di dollari nel 2020 e 5,2 miliardi di dollari nel 2021. Waymo One fornisce servizi di ride-hailing autonomi a Phoenix e San Francisco. Ha intenzione di colpire le strade di Los Angeles quest'anno.
Azienda Uber è stata una forza importante nello sviluppo di veicoli autonomi perché parte del suo piano aziendale era quello di sostituire i guidatori umani. Tuttavia, ha avuto la sua parte di problemi, incluso un incidente nel marzo 2018 in cui un Uber a guida autonoma ha ucciso una donna che stava camminando con la sua bicicletta dall’altra parte della strada a Tempe, in Arizona. Nel 2020, Arizona Uber ha venduto la sua divisione di ricerca AV ad Aurora Innovation.
Ma nell’ottobre 2022, Uber è tornata a implementare auto a guida autonoma, firmando un accordo con Motional, una joint venture tra Hyundai e Aptiv. Motional fornirà veicoli autonomi per i servizi di consegna e di servizio di Uber.
Lyft, la seconda più grande compagnia di ride-sharing dopo Uber, opera negli Stati Uniti e in Canada. Come Uber, Lyft aveva una divisione autonoma e nel 2016 il co-fondatore di Lyft John Zimmer aveva previsto che entro il 2021 la maggior parte dei viaggi sulla sua rete sarebbe stata effettuata da veicoli a guida autonoma (ed entro il 2025, la proprietà di auto private "cesserebbe completamente" ). Ma ciò non è avvenuto. Pertanto, entro la fine del 2021, Lyft ha venduto anche la sua divisione di auto a guida autonoma a Toyota.
Nel 2022, Zimmer ha affermato che la tecnologia non sostituirà i guidatori, almeno non per i prossimi dieci anni. Tuttavia, nell'agosto 2022, Lyft ha collaborato con Motional per lanciare taxi robot a Las Vegas e Los Angeles.
Telsa è il leader mondiale nella vendita di veicoli elettrici a batteria. Mira anche a vendere veicoli completamente automatizzati. Tuttavia, alla fine del 2022, negli Stati Uniti non erano stati venduti veicoli di livello 3, 4 o 5.
Ciò che Telsa offre è un sistema di controllo completamente autonomo per $ 15.Gli acquirenti riconoscono che stanno acquistando una versione beta e si assumono tutti i rischi. Telsa non è responsabile per eventuali guasti del sistema.
Nel febbraio 2023, l'Amministrazione nazionale per la sicurezza stradale rivelato: "La versione beta del software completamente autonomo che consente a un veicolo di superare i limiti di velocità o di attraversare incroci in modo illegale o imprevedibile aumenta il rischio di incidente". Ciò ha portato Tesla a richiamare 362 veicoli per un aggiornamento software.
Un’altra battuta d’arresto per le vendite di veicoli a guida autonoma è stato l’annuncio nell’ottobre 2022 che Ford e VW hanno deciso di interrompere i finanziamenti alla società di tecnologia di guida autonoma Argo AI, portando alla sua chiusura. Sia Ford che VW hanno deciso di spostare la loro attenzione dal livello di automazione 4 ai livelli 2 e 3.
Cosa ci aspetta?
Sebbene i test attuali siano piuttosto promettenti, molti esperti ritengono che ci vorranno decenni prima che le auto a guida autonoma diventino comuni e disponibili per l’acquisto. D’altro canto, il proprietario di Tesla, Elon Musk, insiste sul fatto che le auto a guida autonoma saranno disponibili al pubblico nel prossimo futuro. Nel frattempo, i veicoli a guida umana continueranno a ricevere funzionalità di guida autonoma, come la navigazione ai semafori, agli incroci e al traffico cittadino senza intervento umano.
Anche se ci vorranno molti anni, gli esperti prevedono che le auto senza conducente finiranno per diventare il mezzo di trasporto dominante nel mondo e il numero di conducenti umani diminuirà in modo significativo. Anche se non sappiamo esattamente quando ciò avverrà, non c’è dubbio che le auto senza conducente siano il nostro futuro. Gli esperti concordano che ciò diventerà realtà, ma non danno previsioni sui tempi.
Interessante anche: