La transizione verso i veicoli a guida autonoma è una delle sfide chiave che l’industria automotive sta affrontando in questi ultimi anni. Lo testimoniano gli ingenti investimenti effettuati da alcuni dei più importanti players del settore e i primi importanti traguardi raggiunti, come l’annuncio da parte di Waymo nel 2017 dei primi test di guida autonoma in ambienti pubblici, o la prima flotta di camion autonomi a San Diego da parte di TuSimple nel 2020.

In realtà, anche se la tecnologia continua a fare progressi, soprattutto in termini di assistenza al guidatore, la guida autonoma nel senso più completo del termine resta ancora qualcosa di piuttosto lontano e che richiede ulteriori e approfonditi studi.

Alcune recenti analisi effettuate per conto di importanti soggetti che operano nel campo finanziario quali BlackRock e UBS hanno rilevato come l’adozione di veicoli completamente autonomi sia lontana addirittura decenni dall’effettiva praticabilità in contesti di guida ordinari. Le ragioni di questa frenata sono facilmente intuibili. Un primo motivo riguarda la presa di coscienza da parte dei costruttori del reale impegno tecnologico (e finanziario) necessario per lo sviluppo di veicoli a guida autonoma nei quali l’intervento umano è richiesto soltanto in particolari circostanze o addirittura mai.

A questo si devono aggiungere l’assenza di standard internazionali, le sfide di natura etica e le spese che gli Stati e gli enti pubblici dovrebbero sostenere per adattare le infrastrutture stradali. Senza contare che tutto questo si colloca in un momento in cui i costruttori devono confrontarsi con gli elevati investimenti necessari per far fronte a un’altra sfida fondamentale, quella dell’elettrificazione.

Insomma, se è ad oggi relativamente facile realizzare veicoli in grado di muoversi da soli in contesti come città artificiali o highway sperdute nel deserto del Nevada, molto più complesso è prevedere la reazione dei sistemi di bordo in un quadro complesso come quello dei centri urbani.

Radar, lidar e telecamere sono sempre all’altezza della situazione nel caos del traffico di Roma o Milano? Come si comportano in un contesto extra-urbano complesso? Riescono ad evitare le mosse impazzite di un monopattino elettrico? In base a queste considerazioni, la presenza sulle strade di veicoli a guida completamente autonoma sembrerebbe ancora qualcosa di non praticabile, percui le ambizioni in tal senso devono essere rimodulate a favore di un passaggio intermedio imprescindibile che favorisca in un primo momento lo sviluppo di veicoli a guida semi-autonoma.

E’ in questo contesto che ha preso vita il progetto europeo TRUSTONOMY (nome coniato fondendo i termini “trust” – fiducia – e “autonomy” – autonomia), la cui ambizione è quella di alzare i livelli di sicurezza e accettabilità delle principali soluzioni adottate dall’industria automotive nell’ambito della guida autonoma e semi-autonoma, cercando di affrontare le problematiche di natura tecnica, tecnologica ed etica.

L’eccellenza del mondo automotive

Il progetto, inserito all’interno del programma quadro di ricerca Horizon 2020, è partito nel 2019 e vede coinvolti 16 fra aziende, università e centri di ricerca di 9 stati europei: Italia, Polonia, Francia, Finlandia, Grecia, Spagna, Lussemburgo, Cipro e Regno Unito.

Obiettivo di TRUSTONOMY è indagare, testare e valutare in maniera comparativa, le tecnologie abilitanti alla base dei sistemi di guida autonoma. Inoltre, la particolarità del progetto sta nel fatto che saranno presi in attenta considerazione aspetti etici, criteri di accettabilità, spingendosi anche a valutare aspetti psicologici che possono intaccare o incrementare (auspicabilmente) la fiducia verso questa nuova tipologia di veicoli, incentivandone la diffusione.

La sfida di costruire una strada più sicura verso il futuro è stata raccolta anche da Aitek, presente nel team di aziende che partecipano a TRUSTONOMY.

Nel framework di progetto, presentato in cooperazione con partner internazionali di rilievo quali Vodafone Automotive, Skoda, Scania e Solaris Bus & Coach, Aitek si pone l’obiettivo di sviluppare un sistema per la valutazione delle tecnologie DMS (Driver Monitoring Systems), partendo da quelle direttamente disponibili sul mercato o già adottate in sistemi di guida semiautonoma di livello SAE L2-L4.

L’Intelligenza Artificiale Aitek

In questi anni Aitek ha partecipato ad alcuni progetti di ricerca europei legati al settore automotive, collaborando con case automobilistiche e aziende leader del settore per sviluppare applicazioni basate sulle più avanzate tecniche di intelligenza artificiale: a partire dal 2018, con i progetti Prystine e NextPerception (quest’ultimo tuttora in corso), è stato sviluppato un sistema di monitoraggio dell’autista (DMS, acronimo di Driving Monitoring System) che, sfruttando l’Intelligenza Artificiale per analizzare le immagini, è in grado di capire cosa sta facendo il guidatore, generando opportuni allarmi quando sono rilevate azioni potenzialmente pericolose (ad esempio se sta usando il cellulare oppure se è voltato all’indietro).

Trustonomy rappresenta la naturale prosecuzione di questi progetti, focalizzandosi sullo sviluppo di un framework deputato ad una validazione estensiva di un DMS.

La piattaforma sviluppata consente quindi di valutare tecnologie eterogenee, siano esse basate su singoli sensori o su un insieme di moduli orchestrati dagli approcci di data fusion, che in un modello di monitoraggio continuo dello stato cognitivo del guidatore forniscono un input fondamentale ai sistemi decisionali dei veicoli per garantire transizioni sicure e affidabili tra le modalità di guida autonoma e manuali. Affidandosi all’utilizzo di sensori ottici installati nell’abitacolo di un veicolo, sono state progettate delle reti neurali secondo i paradigmi del Deep Learning in grado di valutare i livelli di attenzione e di stanchezza del guidatore a fronte di un’analisi comparativa dei modelli di DMS correntemente disponibili sul mercato.

Le sessioni di guida raccolte vengono quindi computate all’interno della piattaforma sviluppata che fornisce degli indicatori prestazionali quantitativi e qualitativi relativi all’affidabilità e alla bontà delle funzionalità esposte dai vari moduli.

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Sopra: I test eseguiti dal team di ricercatori Aitek sul sistema di bordo per il rilevamento automatico della direzione del volto e la posizione delle mani dell’autista. Gli algoritmi di video analisi Aitek generano un allarme quando il conducente del veicolo è voltato o stacca le mani dal volante (evidenziato in verde) per utilizzare la radio (in rosso).

Sperimentazione su veicoli industriali Scania

Al fine di validare le soluzioni proposte in un contesto operativo quanto più fedele possibile alla realtà, le sperimentazioni on-site sono state condotte in collaborazione con Scania a bordo di veicoli industriali sia in un ambiente di guida controllato che durante sessioni di guida da parte di clienti coinvolti nel progetto durante le loro normali tratte commerciali, il che fornisce un valore aggiunto sia dal punto di vista delle declinazione delle tecnologie abilitanti usate sia da quello delle ricadute industriali.

Conclusioni: la rivoluzione al volante

La diffusione dell’intelligenza artificiale è un tema che riguarda non soltanto la scienza o i processi produttivi ma la società nel suo complesso. Dai feed dei social media allo streaming di contenuti multimediali, dai videogiochi agli assistenti vocali, anche nella vita quotidiana siamo circondati da intelligenze artificiali o software di apprendimento automatico. E’ un fenomeno non soltanto tecnologico, ma anche culturale e sociale che caratterizza il nostro vivere quotidiano, influenzando gli stili di vita e la sfera privata di tutti noi.

In questo mondo iper-tecnologico, i veicoli a guida (semi-) autonoma saranno sempre più diffusi e rappresenteranno la normalità nel prossimo futuro. È quindi necessario non solo garantire la sicurezza delle persone ma dare evidenza di ciò, ovvero testando e valutando in maniera esaustiva i sistemi di intelligenza artificiale che controllano questa tipologia di veicoli. In particolare, questo risulterà necessario nell’immediato futuro, quando conviveranno veicoli con differenti livelli di autonomia e quindi il contesto operativo risulta più complesso e sfidante.

Il contributo di Aitek si pone in un ambito particolarmente rilevante: la fase di coesistenza tra guida manuale e guida autonoma richiede un attento monitoraggio dell’autista in modo da verificare che sia vigile e pronto a riprendere il controllo del veicolo stesso in caso di passaggio da guida automatica a guida manuale.

Tutto ciò rappresenta un passo in avanti cruciale verso la diffusione e l’accettazione di questo tipo di tecnologie, che può avvenire solo se potremo effettivamente fidarci (trust) dei veicoli dotati di un elevato livello di autonomia (autonomy).