Cosa significa guida autonoma e quali sono i vantaggi e gli svantaggi dei vari livelli di automazione? Dall’assistenza al conducente al controllo completo dell’auto: come i veicoli autonomi stanno rivoluzionando l’industria automobilistica e il futuro della mobilità

La guida autonoma è una tecnologia che permette ai veicoli di muoversi senza l’intervento umano, o con un minimo di assistenza. E’ una rivoluzione che promette di migliorare la sicurezza stradale, la mobilità, l’efficienza e il comfort dei passeggeri con telecamere, radar e sensori ultrasonici di ultima generazione. In futuro il legame uomo macchina diverrà sempre più forte grazie a sistemi di connessione avanzati capaci di azionare comandi virtuali.

Tuttavia la guida autonoma non è ancora una realtà diffusa, ma un processo graduale che prevede diversi livelli di automazione, ognuno con le sue caratteristiche, vantaggi e svantaggi. In questo articolo vedremo cosa significa guidare in modo autonomo, quali sono i livelli di automazione definiti dalla SAE International (Society of Automotive Engineers), e quali sono le differenze tra i vari sistemi di assistenza alla guida disponibili sul mercato.

Indice

Cos’è la guida autonoma

La guida autonoma è la capacità di un veicolo di guidare autonomamente, percependo l’ambiente circostante, decidendo la traiettoria da seguire e le manovre necessarie per raggiungere la destinazione. In altre parole significa lasciare al veicolo il controllo totale o parziale della guida, senza bisogno dell’intervento del conducente.

La guida autonoma si basa su una serie di sensori, come telecamere, radar, lidar, GPS, che raccolgono informazioni sull’ambiente esterno, e su un sistema di intelligenza artificiale, che elabora i dati e genera le azioni da compiere. Il veicolo deve quindi essere in grado di riconoscere ostacoli, segnali stradali, semafori, pedoni, ciclisti, altri veicoli, e di adattarsi alle condizioni del traffico, del clima, della strada.

Esistono varie forme di assistenza come il mantenimento della corsia lane assist, cruise control adattivi e la frenata automatica in caso di ostacoli improvvisi. Si tratta di sistemi automatici a cui cedere il controllo totale del veicolo o per farsi aiutare al volante in situazioni difficili. La guida autonoma non è un concetto univoco, ma si articola in diversi gradi o livelli di automazione, che indicano il ruolo del conducente e del veicolo nella gestione dell’automobile.

Livelli di guida autonoma

Per classificare i diversi gradi di automazione della guida autonoma, si usa comunemente la scala definita dalla SAE International (Society of Automotive Engineers), che distingue sei livelli, dallo zero al cinque. Questi livelli si basano su due criteri principali: il grado di controllo del veicolo sulla guida (longitudinale e laterale), e il grado di attenzione richiesto al conducente. Vediamoli nel dettaglio.

Livello 0: nessuna automazione. Il conducente ha il controllo totale sulla guida e deve monitorare costantemente l’ambiente. Il veicolo può avere alcuni sistemi di avviso o allarme, ma non interviene attivamente sulla guida.

Livello 1: assistenza alla guida. Il veicolo può assistere il conducente nel controllo longitudinale (accelerazione e frenata) o laterale (sterzata), ma non contemporaneamente. Il conducente deve comunque mantenere il controllo e l’attenzione sulla guida. Esempi di sistemi di livello 1 sono il cruise control, il lane keeping assist, il park assist.

Livello 2: automazione parziale. Il veicolo può controllare sia la velocità che la direzione, ma solo in determinate condizioni e per periodi limitati. Il conducente deve essere pronto a riprendere il controllo in qualsiasi momento e deve monitorare costantemente il veicolo e l’ambiente. Esempi di sistemi di livello 2 sono il traffic jam assist, il super cruise, il autopilot.

Livello 3: automazione condizionata. Il veicolo può gestire la guida in modo autonomo in determinate situazioni, come autostrade o strade a senso unico, e può riconoscere i limiti del sistema e richiedere al conducente di intervenire quando necessario. Il conducente può distogliere l’attenzione dalla guida, ma deve essere in grado di riprenderla entro un tempo adeguato. Esempi di sistemi di livello 3 sono il traffic jam pilot, il highway pilot, il autopilot advanced.

Livello 4: automazione elevata. Il veicolo può guidare in modo autonomo in quasi tutte le situazioni, e può gestire da solo le eventuali emergenze o imprevisti. Il conducente può dedicarsi ad altre attività, ma deve essere presente a bordo e poter riprendere il controllo se richiesto dal sistema o se lo desidera. Esempi di sistemi di livello 4 sono il robo-taxi, il shuttle autonomo, il autopilot full self-driving.

Livello 5: automazione totale. Il veicolo può guidare in modo autonomo in tutte le situazioni e non richiede alcun intervento umano. Il conducente diventa un semplice passeggero e non ha alcuna responsabilità sulla guida. Il veicolo non ha bisogno di pedali, volante o altri comandi manuali. Esempi di sistemi di livello 5 sono il pod autonomo, il personal assistant vehicle, il autopilot ultimate.

Sistemi di assistenza alla guida

Come abbiamo visto, i livelli di automazione della guida autonoma sono diversi e implicano ruoli e responsabilità differenti per il conducente e per il veicolo. I sistemi di assistenza alla guida possono essere attivi o passivi. I sistemi attivi intervengono direttamente sul veicolo, modificando la velocità, la direzione, la frenata o l’accelerazione, mentre quelli passivi non agiscono sul veicolo, ma forniscono informazioni o avvisi al conducente.

ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) è il sistema di assistenza alla guida più diffuso e meno avanzato. Si tratta di una serie di dispositivi elettronici che aiutano il conducente a mantenere il controllo del veicolo, a prevenire incidenti e a rispettare le norme stradali. Alcuni esempi di ADAS sono il cruise control, il freno automatico d’emergenza, l’avviso di cambio corsia, il riconoscimento dei segnali stradali, la telecamera posteriore, ecc. Questi sistemi non sostituiscono il conducente, ma lo supportano e lo avvisano in caso di pericolo. Il conducente deve sempre tenere le mani sul volante e gli occhi sulla strada, e può disattivare gli ADAS in qualsiasi momento.

LKA (Lane Keeping Assist) è un’evoluzione del sistema ADAS, che permette al veicolo di mantenere automaticamente la propria corsia di marcia, correggendo la traiettoria in caso di deviazione involontaria. Il sistema LKA funziona grazie a una telecamera frontale che rileva le linee della strada, e a un motore elettrico che agisce sullo sterzo. Il conducente deve comunque restare vigile e pronto a intervenire, e può sovrastare il sistema LKA con una leggera pressione sul volante.

ACC (Adaptive Cruise Control) è un altro passo avanti verso la guida autonoma. Si tratta di un sistema che regola automaticamente la velocità del veicolo in base alla distanza dal veicolo che precede, frenando o accelerando se necessario. Il sistema ACC funziona grazie a un radar o a una telecamera che misura la distanza dagli altri veicoli, e a un motore elettrico che agisce sui freni e sull’acceleratore. Il conducente deve comunque restare attento e pronto a intervenire, e può disattivare il sistema ACC in qualsiasi momento.

TJA (Traffic Jam Assist) è un sistema che combina il sistema LKA con il sistema ACC, permettendo al veicolo di seguire automaticamente il flusso del traffico in condizioni di bassa velocità (inferiore a 60 km/h). Funziona grazie a una telecamera frontale che rileva le linee della strada e i veicoli circostanti, e a un motore elettrico che agisce sullo sterzo, sui freni e sull’acceleratore. Il conducente può rilassarsi e lasciare il controllo del veicolo, ma deve comunque tenere le mani sul volante e gli occhi sulla strada, e può sovrastare il sistema TJA con una leggera pressione sul volante o sui pedali.

HDA (Highway Driving Assist) è un sistema che permette al veicolo di guidare autonomamente su autostrada, cambiando corsia se necessario. Funziona grazie a una telecamera frontale che rileva le linee della strada e i segnali stradali, a un radar o a una telecamera che misura la distanza dagli altri veicoli, e a un motore elettrico che agisce sullo sterzo, sui freni e sull’acceleratore. Il conducente può lasciare il controllo del veicolo automatico, ma deve comunque restare vigile e pronto a intervenire in caso di emergenza, e può disattivare il sistema HDA in qualsiasi momento.

FSD (Full Self-Driving) è il sistema più avanzato e meno diffuso. Si tratta di un sistema che permette al veicolo di guidare autonomamente in qualsiasi condizione e su qualsiasi tipo di strada, senza bisogno di alcun intervento umano. Funziona grazie a una serie di sensori (telecamere, radar, lidar, ecc.) che rilevano l’ambiente circostante, e a un computer che elabora le informazioni e decide la strategia di guida ottimale. Il conducente può affidare completamente il controllo del veicolo e dedicarsi ad altre attività, come leggere, guardare un film, dormire, ecc.

Vantaggi della guida autonoma

Sicurezza La guida autonoma può ridurre il numero e la gravità degli incidenti stradali, causati spesso da errori umani, distrazioni, stanchezza, alcol o droghe. I veicoli autonomi sono dotati di sensori, telecamere, radar e software per rilevare e reagire a ostacoli, pedoni, ciclisti, segnali stradali e altre situazioni potenzialmente pericolose. Inoltre, la guida autonoma può favorire una maggiore omogeneità del flusso di traffico, evitando frenate brusche, sorpassi azzardati o cambi di corsia improvvisi.

Mobilità La guida autonoma può migliorare l’accesso alla mobilità per persone che non possono o non vogliono guidare, come anziani, disabili, minori o chi non possiede la patente. I veicoli autonomi possono offrire servizi di trasporto personalizzati, flessibili e a basso costo, anche in zone scarsamente servite dai mezzi pubblici. Inoltre la guida autonoma può ridurre il tempo perso nel traffico o nella ricerca di parcheggio, aumentando la produttività e il benessere dei passeggeri.

Efficienza La guida autonoma può ottimizzare il consumo di carburante e le emissioni di CO2 dei veicoli, grazie a una maggiore regolarità della velocità, a una migliore gestione del traffico e a una maggiore condivisione dei mezzi. I veicoli autonomi possono comunicare tra loro e con le infrastrutture stradali, ricevendo informazioni in tempo reale su condizioni del traffico, itinerari più convenienti e parcheggi disponibili. Inoltre può favorire lo sviluppo di nuovi modelli di mobilità condivisa, come il car sharing o il ride hailing, riducendo il numero di veicoli in circolazione e lo spazio occupato in strade e parcheggi.

Comfort La guida autonoma può aumentare il comfort e il divertimento dei passeggeri, che non devono più prestare attenzione alla strada e possono dedicarsi ad altre attività, come leggere, lavorare, guardare un film o riposare. I veicoli autonomi possono offrire un’esperienza di viaggio personalizzata, adattando le impostazioni interne (temperatura, illuminazione, musica) alle preferenze dei passeggeri. Il self driving può ridurre lo stress e la fatica causati dalla guida manuale, soprattutto in situazioni complesse o congestionate.

Svantaggi della guida autonoma

L’auto che guida da sola potrebbe già essere nelle nostre strade ma secondo stime non verrà utilizzata se non nei prossimi 20 o 30 anni. Perchè questo ritardo? Dal punto di vista tecnologico questo tipo di automobile deve essere ancora perfezionata con sensori che funzionino perfettamente in ogni condizione ambientale. Devo essere ancora sviluppati sistemi di calcolo efficienti per la scelta delle traiettorie. Nel realizzare auto a guida autonoma non esistono solo problemi tecnologici o di carattere pratico, ma una serie di questioni che riguardano normative, regole e condizione delle strade.

Costo La guida autonoma richiede l’installazione di componenti tecnologici avanzati e costosi sui veicoli, come sensori, telecamere, radar, computer e software. Questo può rendere i veicoli autonomi più cari da acquistare e da mantenere rispetto ai veicoli tradizionali. Le auto autonome richiedono lo sviluppo e l’adeguamento delle infrastrutture stradali, come segnaletica, semafori, reti di comunicazione e sistemi di ricarica per i veicoli elettrici. Questo può comportare investimenti elevati da parte delle autorità pubbliche e dei gestori privati.

Affidabilità La guida autonoma dipende dalla corretta funzionalità e integrazione dei componenti tecnologici, che possono essere soggetti a malfunzionamenti, guasti, interferenze o attacchi informatici. Questo può compromettere la sua sicurezza ed efficienza, causando incidenti, ritardi o blocchi del traffico. Inoltre esistono situazioni impreviste o complesse, come condizioni meteorologiche avverse, lavori in corso, manifestazioni o emergenze. Questo può richiedere l’intervento umano o limitare le possibilità di utilizzo dei veicoli autonomi.

Etica La guida autonoma pone questioni etiche e morali legate alla responsabilità e alla trasparenza delle decisioni prese dai veicoli autonomi, soprattutto in caso di incidenti o conflitti tra diversi obiettivi. Per esempio, come deve comportarsi un veicolo autonomo se deve scegliere tra salvare la vita dei passeggeri o quella di un pedone? Chi è responsabile delle conseguenze di una tale scelta? Il conducente, il produttore, il programmatore o il veicolo stesso? Come si può garantire che i veicoli autonomi rispettino le norme legali e i valori etici della società?

Sociale La guida autonoma può avere impatti sociali negativi legati alla perdita di posti di lavoro, alla riduzione dell’interazione umana e alla modifica delle abitudini e delle preferenze dei consumatori. Potrebbe sostituire i lavoratori che svolgono attività di trasporto, come autisti, tassisti o camionisti. La vendita di auto potrebbe calare e dirigersi verso servizi di mobilità condivisa o personalizzata. L’automazione potrebbe anche ridurre il coinvolgimento emotivo e cognitivo dei passeggeri. Non guidare o prestare attenzione alla strada potrebbe alterare il senso di libertà, controllo e di appartenenza alla comunità.

Sfide e prospettive future

La guida autonoma è una tecnologia in continua evoluzione che insieme ai dubbi offre grandi opportunità e benefici per il futuro. Potrebbe ridurre gli incidenti stradali, ottimizzare il traffico, ridurre le emissioni, i consumi, gli ingorghi e lo stress. Potrebbe favorire l’accesso alla mobilità per le persone che non possono o non vogliono guidare (anziani, disabili, minori o persone senza patente).

Nel futuro della mobilità i livelli di guida autonoma si avvarranno di una serie di sistemi tecnologicamente ancora più avanzati degli attuali, che renderanno la guida sempre più sicura. La tecnologia 5G a banda a ultra larga, che permette lo scambio di dati ultra veloce con un ritardo di soli 10 millisecondi rispetto ai 100 ms del 4G, sarà la protagonista di una vera e propria rivoluzione nella sicurezza stradale che coonsentirà lo scambio di informazioni con le altre auto per fare le giuste manovre in caso di emergenza.

La guida autonoma potrebbe creare nuovi modelli di business e di consumo e ha il potenziale di rivoluzionare il settore dei trasporti e la società nel suo insieme. Per raggiungere questi obiettivi sono però necessari ancora molti sforzi da parte di tutti gli attori coinvolti. Industria, governi, ricerca e società civile devono risolvere vari problemi. Ad esempio non c’è ancora una normativa armonizzata a livello internazionale che regoli la responsabilità, la sicurezza, la privacy e l’etica dei veicoli autonomi.

Oggi ogni paese ha le sue leggi e i suoi standard, che possono creare ostacoli e incompatibilità tra i diversi sistemi e mercati. Inoltre la guida autonoma richiede una grande capacità di elaborazione, comunicazione e sensoristica, che deve essere affidabile, robusta e resistente a interferenze e malfunzionamenti. I sistemi di intelligenza artificiale devono essere in grado di apprendere, adattarsi e prendere decisioni complesse in situazioni impreviste e dinamiche.

La tecnologia avanza impetuosa anche sulle strade ma sarà in grado di rispondere a tutte le domande? La guida autonoma comporta dei cambiamenti radicali nel modo di concepire il trasporto, il lavoro, il tempo libero e la mobilità. Questo richiede una maggiore consapevolezza, accettazione e fiducia da parte degli utenti, dei conducenti e dei pedoni, che devono abituarsi a convivere con i veicoli autonomi e a delegare loro il controllo.

Automazione auto in vendita

Oggi diverse nuove automobili offrono sistemi di assistenza alla guida di livello 2, che può aiutare il conducente a mantenere la distanza di sicurezza, la corsia, la velocità e la frenata. Al momento non esistono veicoli in grado di offrire un livello di automazione superiore al 3. Questo significa che il conducente deve essere sempre pronto a riprendere il controllo del veicolo in caso di necessità, e che la responsabilità della guida rimane sua.

Tesla Model 3, Model S e Model X, montano il sistema Autopilot che permette al veicolo di seguire il traffico e cambiare corsia in modo automatico, ma richiede al conducente di tenere le mani sul volante e prestare attenzione alla strada. Mercedes Classe E, Classe S e Classe A, hanno il sistema Drive Pilot, che offre le stesse funzioni dell’Autopilot di Tesla, ma con una maggiore sicurezza e affidabilità.

Audi A8 con il sistema Traffic Jam Pilot, consente al veicolo di guidare autonomamente fino a 60 km/h in situazioni di traffico congestionato, ma solo su strade a doppia carreggiata separate da una barriera centrale. Volvo XC90, con il sistema Pilot Assist, che assiste il conducente nel mantenere la distanza, la corsia e la velocità, ma non permette il cambio di corsia automatico. BMW Serie 5, con il sistema Driving Assistant Plus, che offre le stesse funzioni del Pilot Assist di Volvo.

Tutti i nuovi modelli delle grandi case costruttrici si focalizzano sul nuovo modo di vivere lo spazio all’interno di un’automobile iperconnessa pronta a fornire ogni genere di confort ai suoi passeggeri ottimizzando le prestazioni e i consumi. Toyota e Hyundai ad esempio sono all’avanguardia con sistemi di interfaccia capaci di adattarsi alle emozioni dei passeggeri.

Alla guida autonoma sono interessate tutte le più grandi case automobilistiche mondiali e anche le grandi multinazionali del web. La stessa Google ha sviluppato un Google Car con la sua società Waymo. Si tratta di un progetto di macchine automatiche in collaborazione con Fiat Chrysle che riguarda alcune città americane, capaci di seguire un preciso itinerario compreso nel perimetro di una zona mappata.


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