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I veicoli autonomi e le infrastrutture viarie al tempo del Covid-19Conversazione tra Domenico Crocco (PIARC Italia) e Alberto Broggi (VisLab)


La conversazione tra il dottor Domenico Crocco, segretario generale e primo delegato PIARC Italia, e il professor Alberto Broggi, direttore generale VisLab, che si è svolta nel marzo 2020, sarà pubblicata sul prossimo numero di leStrade Aprile (la anticipiamo in via straordinaria sul web), nonché dal magazine del PIARC World Road Association "Roads" in lingua inglese. La english version del testo è già disponibile per gli utenti del web sul sito www.officinaitalia.it, rivista online diretta dallo stesso Crocco e dedicata alle best practice delle eccellenze imprenditoriali italiane (clicca qui).

di Domenico Crocco
Dirigente Anas
Primo Delegato e Presidente
Comitato Tecnica Guida Autonoma
PIARC Italia

In tempi di Coronavirus, un veicolo a guida autonoma, come quelli che stanno circolando già da tempo in molti Paesi del mondo, consente tante cose: se sei in quarantena e non puoi spostarti da casa, può andare da solo in farmacia a ritirare i tuoi farmaci, a ritirare la spesa, a trasportare mascherine e guanti in lattice negli ospedali. Ovviamente, con spirito tecnico e scientifico, nei tavoli internazionali dell'Associazione Mondiale della Strada (PIARC) a cui partecipiamo gli esperti di guida autonoma e smart road hanno valutato anche l’opzione zero. Si sono chiesti quindi se i benefici dell’auto a guida autonoma e delle smart roads sono superiori o inferiori ai costi. Si sono chiesti anche se potremmo farne a meno. Se ne valga veramente la pena. E il principale motivo che li ha convinti per il sì non è stato il comfort alla guida. Non è stata la possibilità di lavorare tranquillamente in automobile. Sono stati i dati drammatici sulla sicurezza stradale. Un milione e 200mila morti, di cui 260mila bambini e 59 milioni di feriti solo nell’ultimo anno in tutto il mondo. 25mila vittime in Europa, circa 3.300 in Italia. Incidenti che l’auto a guida autonoma potrebbe veramente eliminare. Di questi incidenti, ben il 94% sono dipesi infatti dal fattore umano: distrazione, uso del cellulare al volante, velocità fuori dai limiti.

Le direttive europee hanno per questo reso obbligatorio gli ADAS, i sistemi automatici di assistenza alla guida come la frenata di emergenza automatica, il controllo del tasso alcolemico, il mantenimento automatico della corsia, l’accensione automatica delle 4 frecce in caso di frenata improvvisa. La convinzione è che la guida assistita e poi la guida autonoma, eliminando il fattore umano che causa gli incidenti, possano condurre a un futuro con vittime zero. Quando, ovviamente, a circolare saranno solo auto a guida autonoma. Ecco perché in tutto il mondo tecnologicamente avanzato sono in corso test di guida autonoma. Ecco perché tutti i Paesi più evoluti stanno implementando progetti per digitalizzare le strade, trasformandole in smart roads, fornendo così all’auto a guida autonoma e all’utente il massimo delle informazioni possibili, l’ambiente migliore in cui viaggiare.

Foto Gallery: i volti italiani della guida autonoma

 

Ecco perché i tecnici di tutto il mondo, coinvolti nell'Associazione Mondiale della Strada (PIARC), stanno confrontandosi intensamente per condividere il sapere tecnico sui test di guida autonoma e sull’implementazione delle smart roads. In questo senso sta operando anche l’Italia che prevede, entro il 2025, su disposizione del Ministero delle Infrastrutture e Trasporti, la progressiva digitalizzazione delle strade principali, quelle appartenenti alle rete europea. E in questo senso sta operando l’Anas con un piano ambizioso di trasformazione in Smart Road di 3mila km della propria rete. Da vari mesi, sulle vie di Torino e di Parma, circolano auto a guida autonoma in mezzo al traffico ordinario. Procedono da sole, senza conducente, anche se in auto è sempre presente al posto di guida un esperto pilota abilitato pronto a prendere il controllo del veicolo. Finora non si sono verificati sinistri e i test procedono positivamente. A condurre questi primi test su strada, autorizzata dal Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, è la società VisLab, nata come spin-off dell’Università di Parma e poi acquisita dall’americana Ambarella. VisLab nasce verso la metà degli anni '90 a Parma in ambito universitario grazie all’intuizione del professor Alberto Broggi, professore ordinario presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione. Da bambino, il suo gioco preferito erano prima la calcolatrice, poi l’home computer. È tra i primi a scrivere videogiochi per lo “ZXSpectrum” e tra questi il suo preferito è un simulatore di una Fiat Uno.

Il primo esperimento di guida autonoma con un veicolo di serie e sistemi a basso costo, e che è poi rimasto come pietra miliare nella storia della robotica veicolare, Broggi lo conduce nel 1998: un veicolo attraversa l'Italia in modalità automatica seguendo il percorso della famosa Mille Miglia; il test chiamato "Mille Miglia in Automatico" dura una settimana durante la quale il veicolo percorre più di 2000 km coprendo il 94% del tragitto in modalità automatica. Nel 2009 nasce lo spin-off universitario VisLab e l’Università investe in questo 500 euro. VisLab comincia sviluppando software per la visione artificiale dell’ambiente stradale. Raccoglie subito attestati di riconoscimento per le sue ricerche innovative. E nel 2010 diventa pioniere nel settore della guida autonoma riuscendo a portare i suoi veicoli automatici da Parma a Shangai.

Nel 2014 il gruppo VisLab ha sviluppato Deeva, un prototipo dotato di sensori e videocamere in grado di percepire e interpretare ciò che avviene nell’ambiente stradale in tempo reale e di decidere autonomamente in che direzione muoversi e con quale velocità. La messa in commercio di questa tecnologia può rivoluzionare il concetto di trasporto su ruote e aumentare la sicurezza delle strade, riducendo in modo massiccio il numero di incidenti. Nel 2015 la società statunitense Ambarella decide di acquistare VisLab. Ma nel 2015 non vale più 500 euro. Ambarella paga 30 milioni di dollari. Al team di ingegneri guidato da Broggi viene chiesto di stabilirsi in California, ma il team preferisce restare in Italia. Così l’azienda avvia una trentina di assunzioni a tempo indeterminato su Parma. Sarà Broggi a fare la spola tra Parma e la California. E sarà Broggi a richiedere al Ministero Infrastrutture e Trasporti la prima autorizzazione a effettuare test in Italia e a ottenerla.


Alberto Broggi è anche membro del Comitato Tecnico Italiano Guida Autonoma di PIARC, composto da dirigenti ed esperti del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, di Anas, dei principali settori dell’automotive e delle telecomunicazioni, dei concessionari autostradali, delle Università. In questa conversazione con Broggi facciamo il punto sulle prospettive della guida autonoma, sui test già implementati, sulla sua regolamentazione, sull’ambiente stradale ottimale per ospitarla.

Crocco. Nel corso dell’anno 2019, VisLab - società del Gruppo Ambarella (quotato al NASDAQ e con base nella Silicon Valley) - ha ottenuto dal MIT la prime autorizzazioni alle sperimentazioni di guida automatica ai sensi del Decreto Smart Road. Come valuta il percorso autorizzativo compiuto in Italia?
Broggi. Il percorso autorizzativo è stato complesso e articolato, anche per consentire agli esperti ministeriali di poter compiere le opportune valutazioni per la sicurezza degli utenti. In forza di tale autorizzazione, il Gruppo Ambarella ha potuto proseguire nel programma di significativi investimenti italiani e VisLab ha potuto proseguire nella propria più che ventennale attività di ricerca e sviluppo.

Crocco. E le sperimentazioni di guida autonoma in Italia quale esito hanno avuto?
Broggi. Le sperimentazioni di guida automatica su strade pubbliche condotte da VisLab in Italia hanno riguardato scenari urbani e VisLab ha così condotto numerosi test che hanno riguardato sia la parte di percezione che la parte di gestione del percorso e attuazione sul veicolo. L’attuale autorizzazione ministeriale consente a VisLab di condurre sperimentazioni nelle città di Parma e Torino. L’esito è stato finora molto positivo.

Crocco. Quali tipi di veicoli autonomi state facendo viaggiare? Di quale marca?
Broggi. La nostra tecnologia si applica a qualunque veicolo, di qualunque marca e di qualunque dimensione. Siamo anche agnostici relativamente al tipo di propulsione, ma la scelta di utilizzare veicoli ibridi (benzina ed elettrici) penso sia vincente in quanto uniamo l'autonomia prolungata alla disponibilità di potenza elettrica per quando questi veicoli vengono usati per sviluppare nuove funzionalità.

Crocco. Quale tecnologia implementate sulle vostre vettura a guida autonoma?
Broggi. I dispositivi di percezione VisLab sono costituiti principalmente da telecamere e radar. Si tratta di due sistemi complementari perché lavorano su lunghezze d’onda diverse e quindi con capacità percettive e limiti diversi, completandosi a vicenda e mitigando l’uno le aree di minore efficacia dell’altro. Ad esempio, le telecamere consentono una maggiore densità di informazioni mentre il radar, dotato di minore risoluzione (rispetto a una telecamera), ha la capacità di penetrare anche le condizioni meteo più avverse restituendo utili contenuti informativi al sistema. Le telecamere utilizzate da VisLab sono dotate di doppio sensore e permettono quindi la visione stereoscopica. Mentre le telecamere mono (i.e., dotate di un solo sensore) permettono di riconoscere gli oggetti, le telecamere stereo hanno anche la capacità di restituire al sistema informazioni in merito alla posizione in 3D, alla distanza e alla relazione spaziale fra oggetti. A differenza della gran parte degli operatori e concorrenti, il sistema progettato da VisLab non impiega quindi laser scanner (i.e., LiDAR), e i test italiani di VisLab hanno dato conferma della bontà del percorso tecnologico avviato. Ulteriore elemento di differenza della tecnologia oggetto delle sperimentazioni italiane rispetto a quella sviluppata da concorrenti, è che gli strumenti di percezione utilizzati da VisLab (ovvero, principalmente, le telecamere progettate e realizzate all’interno del Gruppo Ambarella) sono dotati di motori di elaborazione interni per il deep learning, che viene quindi effettuato “on the edge” (all’interno della telecamera stessa) e a basso consumo di potenza. La tecnologia messa a punto da VisLab, inoltre, può anche non utilizzare informazioni provenienti da un GPS in quanto la localizzazione può avvenire anche con il solo utilizzo di informazioni visuali provenienti dalle telecamere.

Crocco. In che modo state valorizzando i risultati ottenuti con le sperimentazioni?
Broggi. Gli sviluppi conseguiti e i risultati ottenuti nel corso delle sperimentazioni svolte in Italia sono stati poi consolidati e ulteriormente sviluppati negli Stati Uniti, in condizioni diverse per traffico, infrastrutture, e tipologia di strade. Le capacità autonome dei veicoli VisLab/Ambarella sono state mostrate con successo a Las Vegas, Nevada (CES 2020). L’esperienza maturata anche negli Stati Uniti (Nevada e California) permetterà di estendere ulteriormente gli ambiti di test delle prossime fasi di sperimentazione in Italia.

Crocco. L’auto a guida autonoma richiede per viaggiare in massima sicurezza di essere connessa con una smart road o basta qualsiasi strada?
Broggi. La nostra filosofia è che la tecnologia deve possedere la capacità di condurre il veicolo in condizioni di ragionevole sicurezza su qualunque strada; al contrario, progettare un sistema di guida automatica che necessiti di informazioni provenienti da terzi (come ad esempio da una rete infrastrutturale) per il proprio funzionamento ritengo possa essere limitante. Ciò premesso, nel caso in cui siano comunque disponibili ulteriori informazioni (a vantaggio sia della sicurezza che del comfort) tramite una smart road, tanto meglio. Va anche considerato che il rischio collaterale di connettere un veicolo automatico a una rete smart road è l'incremento della possibilità di potenziali intrusioni o manipolazioni nel sistema di guida automatica.

Crocco. Alcuni esperti internazionali dicono che il veicolo autonomo può trovare difficoltà nel determinare la guida in presenza di lavori in corso o altri ostacoli che la visione limitata dei sensori on board può non riuscire a vedere per tempo. Le sale operative Anas e degli altri concessionari autostradali questa visione “lunga” l'hanno già ora e ancor di più l'avranno le smart road digitalizzate. Non sarebbe possibile “connettere” la visione delle sale operative con il veicolo autonomo in modo che l’uno possa giovarsi dell’altra?
Broggi. In generale, la problematica del riconoscimento dei lavori in corso e di altre situazioni inaspettate risulta abbastanza comune. Ritengo che il veicolo autonomo un giorno dovrà essere in grado di interpretare autonomamente queste situazioni proprio come fa un guidatore umano. Ad ogni modo, ogni informazione aggiuntiva proveniente dal sistema di comunicazioni darà la possibilità di ottimizzare ulteriormente la guida (ad esempio per modulare la velocità in anticipo alla visibilità dell'evento oppure addirittura per modificare la rotta scegliendo un percorso alternativo).

Crocco. La task force di PIARC dedicata alla guida autonoma evidenzia la necessità di un'armonizzazione della segnaletica stradale continentale e anche la necessità di misure tecniche per favorire la visibilità della segnaletica in caso di eventi atmosferici. Concorda? La segnaletica utile per il veicolo autonomo dev’essere materiale o digitale? Qual è la soluzione ottimale da consigliare a un gestore stradale che vuole non spendere soldi inutili e prepararsi al futuro?
Broggi. Riguardo alla segnaletica, fintanto che non avremo soltanto mezzi autonomi che correranno sulle nostre strade dovremo mantenere una segnaletica interpretabile anche dagli umani alla guida. Pertanto penso che dovrà essere il veicolo ad adattarsi alla segnaletica presente in una particolare area geografica. Ovviamente, come nel caso delle comunicazioni di cui sopra, se la segnaletica fosse attiva, emettendo segnali radio come ad esempio nel caso di un segnale di pericolo o un semaforo, queste informazioni consentirebbero una ulteriore ottimizzazione.

Crocco. Che cosa chiedete ai gestori stradali per favorire la guida autonoma? Che il manto stradale sia ben manutenuto? Che la segnaletica orizzontale e verticale sia visibile? Che altro?
Broggi. La principale richiesta verso i gestori delle strade è di continuare il controllo e la manutenzione puntuale della segnaletica orizzontale e verticale. Inoltre è da sottolineare che ogni modifica della segnaletica potrebbe causare disagi a chi utilizza mappe digitali ad alta risoluzione, in quanto ne viene richiesto l'aggiornamento.

Crocco. Qual è il “minimo garantito” che il gestore autostradale dovrebbe fornire per garantirsi anche in termini di responsabilità legale in caso di incidente?
Broggi. Riguardo al “minimo garantito” che il gestore stradale dovrebbe fornire (per garantirsi anche in termini di responsabilità legale in caso di incidente), sulla base del presupposto che il veicolo autonomo è progettato per circolare sull'attuale rete stradale senza altri supporti, direi nulla di più di ciò che oggi “deve” all’utenza. Ogni informazione in più che il gestore vorrà fornire al veicolo mediante la rete smart road credo non potrà che comportare responsabilità aggiuntive (es. se l’informazione è sbagliata).

Crocco. Varie case automobilistiche considerano la connessione con l’infrastruttura stradale come sicuramente utilissima ma “aggiuntiva”, come un sensore “aggiuntivo” che potrebbe anche venire a mancare (la connessione potrebbe non essere garantita al 100% del tempo) e per questo includono soluzioni di ripiego basate sui soli sensori ottici o mappe HD. Potremmo quindi immaginare che il gestore autostradale, pur incentivato a offrire al veicolo attraverso  la smart road le informazioni più utili laddove possibile, possa mantenere la sua responsabilità solo rispetto alla manutenzione “ordinaria” (segnaletica orizzontale e verticale e manto stradale)?
Broggi. Si tratta probabilmente di una tematica non soltanto tecnico-ingegneristica, ma anche e soprattutto legale. Il principio credo sia che il gestore è responsabile di ogni informazione e servizio che offre o gestisce, per cui, quanto maggiori saranno i servizi e le informazioni che questi metterà a disposizione dell'utenza, tanto maggiori saranno le responsabilità a suo carico. Detto questo, rimangono poi i principi base, per cui la manutenzione da parte del gestore è importantissima oggi per i guidatori umani, e lo sarà anche domani con guidatori elettronici. Il veicolo è infatti pensato per muoversi in un ambiente con precise caratteristiche sia di fondo che di geometrie, che di segnalazioni. Ogni informazione aggiuntiva rispetto a questo potrà comunque essere utilizzata, ma comporterà appunto una responsabilità da parte del gestore per assicurarne l'accuratezza.

Crocco. È vero che il veicolo autonomo ha una visibilità di circa 100 metri avanti, mentre con la smart road la visibilità può aumentare di varie centinaia di metri?
Broggi. È vero che la smart road può comunicare al veicolo informazioni che non sono direttamente visibili come la presenza di ostacoli dietro a una curva, oppure informazioni sul traffico sulla propria rotta. Quando fornite dal gestore della strada, queste informazioni sono di sicuro aiuto per la guida, ma il veicolo deve essere in grado di muoversi in sicurezza anche su strade che non hanno la capacità di offrire queste informazioni.

Crocco. Quali tempi si possono prevedere per la commercializzazione dei vari livelli di guida autonoma 4 e 5 da punto di vista dell’automotive?
Broggi. Le previsioni sono sempre difficili, ma non credo siamo molto lontani, considerando che anche una decina di anni sono un tempo limitato se paragonato alla vita ultracentenaria del sistema di trasporto “veicolo”. Qui si tratta di una vera rivoluzione che questa nuova tecnologia porterà non solo a livello del sistema di trasporto, ma anche sull'urbanistica e la fruibilità delle nostre città.

Crocco. Una Platform europea sta operando per la regolamentazione europea della guida autonoma. In termini di Regulation, c’è un Paese da prendere ad esempio? Rispetto agli altri Paesi del mondo a che punto è l’Italia rispetto alla regolamentazione ed ai test sulla guida autonoma? Quali Paesi sono da monitorare come in questo senso più avanzati?
Broggi. Nel 2018 l’Italia ha adottato una normativa che fissa requisiti piuttosto stringenti per chi intende condurre sperimentazioni. Il nostro gruppo è autorizzato a condurre test in Nevada, California e Italia; le procedure per l'ottenimento delle autorizzazioni, nonché i requisiti durante i test, sono notevolmente più articolati nel nostro Paese e possono essere una barriera per chi avesse l'interesse a sperimentare in Italia. In base al numero di sperimentatori autorizzati, credo che il riferimento mondiale per le sperimentazioni sia la California, dove vige un principio di responsabilizzazione dello sperimentatore che riassume un po’ tutto, e la qualità del richiedente (se costruttore del veicolo o se sviluppatore del sistema) non rileva.

 

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