Speciale VisLab DEEVA

VisLab DEEVA

DEEVA, l’auto italiana che guida da sola

Anche in Italia si lavora ormai da anni alla tecnologia che un giorno permetterà di veder circolare sulle nostre strade le cosiddette Self-Driving Car, ovvero le automobili in grado di guidare da sole, senza alcun intervento da parte dell'uomo. Ad occuparsene è VisLab, realtà operante nell'ambito dell'Università di Parma.

Il team, guidato dal prof. Alberto Broggi, ha messo a punto nel corso del tempo diversi prototipi. L'ultimo prende il nome di DEEVA e ha come principali vantaggi l'impiego di componenti a basso costo, una profonda integrazione dei sensori all'interno del telaio e la riconfigurabilità del sistema.

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Quando ci si riferisce all’innovazione nel settore automobilistico si è soliti pensare all’impiego di motori efficienti e capaci di ridurre al minimo le emissioni nocive, a sistemi di infotainment multifunzionali e ad accorgimenti studiati per rendere sempre più piacevoli gli spostamenti. Lo ha dimostrato il recente Salone di Ginevra, con i suoi numerosi concept che anticipano quelle che saranno le vetture del futuro.

Chi però segue il mondo delle quattro ruote da qualche tempo ha di certo sentito parlare delle cosiddette self-driving car, ovvero le automobili in grado di guidare da sole. La più conosciuta è di certo quella messa a punto da Google, già da tempo sull’asfalto di alcuni stati americani per la fase di test. Non si tratta però dell’unico progetto di questo tipo. Anche in Italia c’è un team che porta avanti una ricerca di questo tipo ormai da diverso tempo: si chiama VisLab e proprio ieri ha presentato il suo nuovo prototipo DEEVA.

Cosa è VisLab?

VisLab (Artificial Vision and Intelligent Systems Laboratory) è uno spin-off nato nell’ambito dell’Università di Parma. Durante la presentazione della nuova auto, il prof. Alberto Broggi ha definito il team come una sorta di startup, il cui obiettivo principale è quello di mettere in contatto il mondo accademico con quello in cui operano importanti realtà produttive, attraverso una serie di partnership siglate nel corso degli anni. L’attività di VisLab tocca ambiti come l’intelligenza artificiale, la robotica e l’elaborazione in tempo reale delle immagini acquisite tramite sensori, con la finalità di applicare i risultati forniti dalla ricerca al settore dei trasporti.

Cos’è DEEVA?

DEEVA è l’ultimo prototipo sviluppato da VisLab per quanto riguarda le automobili in grado di guidare da sole, senza richiedere alcun intervento da parte dell’uomo. Ad un primo sguardo non ha nulla di diverso da una vettura tradizionale, ma osservandola da vicino svela il suo cuore tecnologico. È stata infatti dotata di numerosi sensori e videocamere in grado di percepire ed interpretare ciò che accade nell’ambiente circostante in tempo reale, così da riuscire a decidere autonomamente in che direzione muoversi e con quale velocità.

La finalità del progetto è quella di arrivare a sviluppare un sistema che sia in grado di aumentare la sicurezza sulle strade, riducendo il numero di incidenti che, nella maggior parte dei casi, sono causati da distrazioni o comportamenti poco responsabili da parte degli automobilisti. In altre parole, il fattore umano è purtroppo ancora oggi determinante nello scatenare quelle dinamiche che troppo spesso causano feriti o decessi e la tecnologia potrebbe tornare utile a risolvere almeno in parte il problema.

Che differenze con la Google self-driving car?

Mettere a confronto il progetto di VisLab con quello portato avanti da Google è quasi naturale. In realtà, i due approcci alla realizzazione di vetture autonome presentano importanti differenze concettuali. Ne ha parlato il prof. Broggi nel corso della presentazione, illustrando una slide (allegata di seguito) già di per sé piuttosto esplicativa, intitolata “Due direzioni diverse”. La finalità principale del progetto parmense è quella di impiegare componenti a basso costo che possano essere integrate al meglio nel telaio di una vettura tradizionale. Dando uno sguardo da vicino a DEEVA il secondo obiettivo sembra essere già stato centrato.

Un altro elemento da tenere in considerazione per capire cosa distingue il lavoro di VisLab da quello del gruppo di Mountain View è relativo alla natura del progetto: uno nasce in ambito accademico crescendo a stretto contatto con l’Università e le realtà del territorio, sostenendosi con finanziamenti privati e della Comunità Europea, l’altro poggia sul capitale di una delle più grandi aziende al mondo operanti negli ambiti Web e hi-tech.

Il prof. Alberto Broggi illustra le differenze tra il prototipo DEEVA e la self-driving car di Google

Il prof. Alberto Broggi illustra le differenze tra il prototipo DEEVA e la self-driving car di Google

Come si è sviluppato il progetto?

DEEVA rappresenta la più recente evoluzione di un progetto che affonda le sue radici negli anni ’90. I primi test sono stati ovviamente effettuati mettendo alla prova una tecnologia ben diversa da quella presentata ieri, spesso in ambienti controllati o simulati. Di seguito un breve riepilogo degli step più importanti che hanno portato alla nascita del nuovo prototipo.

  • 1994: Mob-Lab, realizzazione di un veicolo furgonato FIAT in grado di rilevare gli indicatori di corsia e le altre vetture presenti sulla carreggiata, presentato in occasione del Prometheus European Project;
  • 1998: Argo, una Lancia modificata per guidare nel traffico in modo autonomo, testata per oltre 2.000 Km sulle strade di tutta Italia;
  • 2005: TerraMax, partecipazione all’evento DARPA Grand Challenge, con oltre 200 Km percorsi su sterrato da un veicolo industriale autonomo realizzato ad hoc;
  • 2010: VIAC, 13.000 Km, da Parma a Shangai, su un furgoncino in grado di guidare da solo, per partecipare all’evento World Expo e raccogliere dati utili al perfezionamento della tecnologia;
  • 2013: BRAiVE, test in ambito urbano per la self-driving car di VisLab, che ha percorso senza intoppi la strada che conduce dal campus universitario al centro di Parma;
  • 2014: DEEVA, nuovo prototipo realizzato con l’impiego di componenti a basso costo, che garantisce un’ottima riconfigurabilità e l’integrazione dei sensori nello chassis dell’automobile.

Come è nato il prototipo DEEVA?

Innanzitutto si è reso necessario scegliere un veicolo che fosse adatto ad ospitare la tecnologia messa a punto da VisLab. Volendo affidare l’installazione del sistema di controllo ad un’azienda statunitense, il team si è visto costretto ad affrontare come prima sfida le pratiche burocratiche necessarie per acquistare una vettura oltreoceano. La scelta è ricaduta su un modello Audi, che non appena lasciato il concessionario è stato smontato pezzo per pezzo in modo da poter integrare gli attuatori (per comandare volante, pedali, leva del cambio ecc.) e la centralina.

A questo punto l’automobile è stata trasferita in Italia via aerea, per arrivare a Parma dove è stata subito smontata una seconda volta, così da poter posizionare i laser scanner sulla carrozzeria e i pacchi batteria all’interno del bagagliaio, insieme a quattro rack contenenti le schede elettroniche necessarie al funzionamento e 15 processori (nella versione finale il numero salirà a 20). I sensori e l’interfaccia per il controllo sono invece nell’abitacolo, mentre l’antenna per la ricezione del segnale GPS si trova sulla parte posteriore del tettuccio.

Dando uno sguardo alla galleria fotografia allegata di seguito è possibile anche scorgere le otto telecamere posizionate su una flangia sopra lo specchietto retrovisore, così come due display nei poggiatesta per consentire anche a chi siede dietro di consultare le informazioni messe a disposizione dal veicolo. Infine, nel tunnel centrale trova posto un grande pulsante rosso da premere in caso d’emergenza, per disattivare all’istante il sistema di guida autonoma e riprendere il controllo dell’auto.

In cosa consiste la tecnologia equipaggiata?

La tecnologia integrata nel prototipo DEEVA è composta da un insieme di hardware e software, più nello specifico da una serie di sensori stereoscopici installati sul veicolo per rilevare in tempo reale ciò che accade intorno ad esso. Le immagini catturate dalle telecamere, insieme ai dati rilevati tramite i laser scanner, vengono elaborate dal sistema al ritmo di 12 fps, ricreando così una panoramica a 360° con immagini tridimensionali, utili per identificare gli ostacoli in movimento, quelli fermi, decidere la direzione da prendere e regolare la velocità. Ecco l’elenco di tutti i sensori posizionati sulla vettura.

  • Un sensore frontale per gli ostacoli vicini;
  • un sensore frontale per gli ostacoli in lontananza;
  • due sensori laterali per tenere sotto controllo il campo visivo frontale fino a 180°;
  • due sensori laterali per capire cosa accade ai lati dell’auto;
  • due sensori integrati negli specchietti per guardare ai lati e dietro;
  • un sensore posizionato sulla parte posteriore per riconoscere i veicoli in avvicinamento.

Oltre a questi sono equipaggiati altri quattro sensori (frontale, posteriore e due laterali) che vengono attivati durante le manovre. Il loro funzionamento è in qualche modo paragonabile ad un’evoluzione delle tecnologie di aiuto al parcheggio già in commercio. Ancora, l’auto integra quattro laser (tre frontali e uno posteriore) che fungono da tecnologia di sicurezza, entrando in azione in caso di malfunzionamenti al sistema principale.

Quali prospettive per il futuro?

Parlando di tempistiche, una tecnologia di questo tipo potrebbe fare il suo debutto in versione commerciale entro il 2020. Si tratta ovviamente di una deadline indicativa, ma tutt’altro che utopica se si considerano i passi in avanti effettuati negli ultimi anni da realtà come VisLab. Il team ha già siglato partnership con aziende che gravitano intorno al mondo delle quattro ruote, compreso Magneti Marelli con il quale è stato avviato un progetto di ricerca. Anche gli automaker si sono già dimostrati interessati al lavoro svolto dal team dell’Università di Parma, come dimostrano le collaborazioni con CNH (operante nel campo dei mezzi agricoli), Komatsu e Caterpillar (movimento terra).

Come spiegato dal prof. Broggi, è possibile che l’introduzione sul mercato delle self-driving car possa avvenire in modo graduale, ad esempio inizialmente integrando nelle vetture sistemi che controllano esclusivamente la velocità per evitare il superamento dei limiti, oppure per la guida in autostrada o sulle strade a scorrimento veloce. In questo modo gli automobilisti avranno a disposizione il tempo necessario per prendere confidenza con una tecnologia ancora sconosciuta.

Attualmente è impossibile stabilire quale sarà il prezzo di un veicolo equipaggiato con questi sistemi. L’unica stima disponibile è quella che fa riferimento alle spese sostenute per la messa a punto del prototipo DEEVA: circa 200.000 euro, ovviamente considerando le sole spese vive, senza tenere conto della manodopera e del lavoro di ricerca. La tecnologia potrà essere impiegata non solo in ambito automobilistico, ma anche sui mezzi agricoli, su quelli per il movimento terra e nel settore industriale, ad esempio per i carrelli elevatori che solitamente si usano nei magazzini.

Quali ostacoli da superare?

Perché vetture di questo tipo possano circolare sulle strade pubbliche c’è bisogno innanzitutto dell’appoggio da parte del legislatore. Il nostro Codice della Strada attualmente non prevede la possibilità di viaggiare su veicoli controllati autonomamente, a meno di non disporre di particolari autorizzazioni come quelle ottenute da VisLab per i propri test. Oltreoceano, grazie anche alla spinta da parte di Google, alcuni stati hanno già provveduto ad aggiornare le proprie normative e con tutta probabilità in futuro accadrà lo stesso anche nel nostro paese.

Ci sono poi delle sfide prettamente tecnologiche da affrontare, relative alle decisioni che il veicolo deve prendere in situazioni di emergenza. A questo proposito risulta significativo l’esempio fornito dal prof. Broggi al termine della presentazione.

Poniamo il caso che l’automobile si trovi improvvisamente di fronte tre bambini e l’unico modo per evitarli sarebbe gettarsi in un dirupo a lato della strada. Considerando che al suo interno ci sono altrettanti passeggeri, come si dovrebbe comportare?

Un dilemma etico ancor prima che un problema da affrontare dal punto di vista della programmazione. Sarà infatti possibile istruire il sistema affinché possa riconoscere le condizioni dell’ambiente circostante e rispondere prontamente ad un gran numero di imprevisti, ma è di fatto impensabile poter prevedere ogni singola circostanza che si potrebbe verificare sulla strada. È qui che potrebbe entrare in gioco l’intelligenza artificiale, ricoprendo un ruolo di fondamentale importanza nella gestione di ogni situazione.

Allo stato attuale, il sistema sembra inoltre incontrare alcune difficoltà con le condizioni meteo più avverse, ad esempio in caso di forte pioggia o subito dopo che una nevicata ha reso completamente bianca la carreggiata. Anche interpretare senza margine di errore le intenzioni degli automobilisti alla guida delle altre vetture richiederà del tempo. Sarà compito di VisLab affrontare anche questo tipo di sfide.