Passa da un algoritmo la convivenza tra veicoli autonomi e guidatori
Al politecnico di Losanna sanno come trasformare le informazioni semplici dei sensori dei veicoli in un comportamento complesso
Che lo scetticismo al riguardo sia grande o piccolo un giorno le auto faranno a meno di chi le guida. A tal proposito, la domanda più difficile è come possa e debba procedere la transizione da una manciata di veicoli autonomi e connessi ad un sistema integrato e complesso che offra sicurezza, comfort ed una operatività a prova di affidabilità nei prossimi anni?
I ricercatori dell’École Polytechnique Fédérale di Losanna (EPFL), che partecipa al programma AutoNet2030, hanno elaborato un algoritmo di controllo cooperativo della guida che permette a veicoli autonomi di operare fianco a fianco con veicoli a guida manuale. Si tratta di un passo fondamentale in uno spostamento verso la guida autonoma che i tecnici del politecnico svizzero si aspettano possa diventare realtà entro il 2030.
Il progetto AutoNet2030, co-finanziato dall’Unione Europea nell’ambito del programma FP7, puntava a sviluppare e sottoporre a test tecnologie decentralizzate per la guida autonoma cooperativa basate su strategie decisionali decentralizzate, supportate dalle informazioni condivise tra veicoli vicini.
Il progetto, concluso alla fine dell’anno scorso, punta ad un dispiegamento nel decennio 2020-2030, stando al passo con l’introduzione di sistemi di comunicazioni tra i veicoli e i progressi delle tecnologie per controllare la guida in linea e gli scambi di corsia. Nell’elaborazione del politecnico elvetico, la cooperazione include i veicoli guidati in modo convenzionale, grazie ad istruzioni di guida che passano da interfacce ergonomiche e anti-distrazione.
I ricercatori del progetto AutoNet2030 hanno dimostrato come per veicoli sia con guidatore che senza sia possibile operare in condizioni reali di traffico multi-corsie a velocità sostenute. Il contributo degli ingegneri di EPFL passa per lo sviluppo di un algoritmo cooperativo di controllo della guida.
Una opzione per integrare veicoli autonomi con veicoli tradizionali è la formazione di plotoni di veicoli automatizzati. Per esempio un camion guidato manualmente potrebbe fare da battistrada ad un plotone di trattori autonomi in movimento a velocità costante e ad uguale distanza l’uno dall’altro.
Questa opzione è già stata testata da costruttori di camion, anche con progetti condivisi e supportati a livello continentale, ed ha percorso distanze anche notevoli. Pochi anni fa un altro progetto guidato dall’inglese Ricardo e da altre aziende e sostenuto da fondi comunitari per la ricerca, il SARTRE, ha condotto esperimenti sul platooning: un’idea che mira a creare veri e propri “treni per le strade”. Nel SARTRE era un autotreno a condurre un convoglio di auto, con la possibilità per i guidatori dei mezzi passeggeri di leggere o telefonare fin quando “pilotati” dal veicolo leader.
Un problema di questa soluzione è però che questo tipo di convoglio si comporta come un blocco discontinuo. Un blocco che oltre un certo numero di veicoli tende a diventare difficile da gestire. Ma nel caso del progetto AutoNet2030, incentrato su un sistema cooperativo e distribuito, non c’è un leader. Ogni veicolo connesso comunica direttamente coi vicini regolando la posizione e la velocità in piena indipendenza. In questo modo il convoglio non ha problemi a guidare anche su più di una corsia se necessario e a riconfigurarsi ogni volta che un veicolo si aggiunga o esca.
Ciascun veicolo beneficia in compenso di occhi ed orecchie (ovvero sensori, radar eccetera) dei vicini che assicurano una copertura a 360°. Grazie all’indipendenza di ciascun veicolo integrato nel convoglio, in teoria non c’è limite al numero di membri che possono comporlo. Il convoglio è gestito dall’algoritmo che l’EPFL ha chiamato DISAL (Distributed Intelligent Systems and Algorithms Laboratory).
Ha detto Alcherio Martinoli, che ha diretto lo sviluppo del DISAL: “Siamo stati al lavoro su questo tipo di algoritmo di controllo distribuito per circa dieci anni. In parole semplici, l’idea era trovare un modo per far sì che agenti non particolarmente intelligenti (robot o auto) lavorasse insieme raggiungendo un comportamento collettivo complesso”.
In termini matematici, questo significa che l’algoritmo impiega l’informazione che riceve dai sensori degli agenti per guidare i movimenti del convoglio in tempo reale. Il convoglio si riorganizza automaticamente e stabilmente ogni qualvolta un veicolo entri od esca, oltre a cambiare corsie o adattare la velocità.
I ricercatori che hanno approntato il DISAL hanno da robot su simulatori prima di passare a veri robot in miniatura e poi ad auto al simulatore. Alla fine il progetto AutoNet2030 prevedeva di passare a veri veicoli su vere strade, e la dimostrazione ha avuto luogo in Svezia sul tracciato di collaudo AstaZero, con tre veicoli a disposizione.
Un camion ed un’auto erano a guida autonoma, un’auto guidata ma collegata al plotone. La vettura priva di comandi autonomi era dotata di GPS e sensori laser, oltre che di una interfaccia per consentire al guidatore di seguire le istruzioni necessarie per unirsi al convoglio. Data l’indipendenza dei veicoli gli uni rispetto agli altri, il riscontro positivo del test indica che il numero di membri del convoglio sarebbe stato scalabile senza creare particolari problemi all’algoritmo di controllo. Il progetto AutoNet2030 oltre all’EPFL coinvolgeva altri istituti europei e Centro Ricerche Fiat, Scania ed Hitachi Europe.
