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Cosa hanno in comune un’auto (Supercar) nata dalla fantasia di uno dei più famosi autori televisivi statunitense e una Maserati MC20 Cielo, affidata alle conoscenze scientifiche e tecniche di un gruppo d’ingegneri del Politecnico di Milano, guidati dal Prof. Sergio Matteo Savaresi?
Catapultata dal XX secolo la Supercar non è più un sistema ancorato a largo, nel fantastico mare di una serie tv del XX secolo, ma una concreta realtà. La carenatura non è più quella della Pontiac Firebird Trans Am del 1982 ma quella di una splendida Maserati MC20 Cielo.
Ma procediamo con ordine
Per chi non lo sapesse: la serie televisiva cult, il cui titolo originale è “Knight Rider” in italiano “Supercar”, è un telefilm realizzato in America, tra il 1982 e il 1986, trasmesso anche in Italia.
La fondazione Knight con a capo Wilton Knight recluta Michael Long, dopo avergli salvato la vita, creandogli una nuova identità e trasformandolo nel pilota di K.I.T.T. una super-macchina automa dotata di un’avveniristica intelligenza artificiale.
Ma qual è l’anello di congiunzione tra un’auto nata dalla fantasia di Glen A. Larson autore televisivo statunitense di successo e una fuoriserie Maserati?
In Informatica per lo studio di teorie come quelle della Complessità e Calcolabilità ci si serve di modelli computazionali semplificati, dato che i personal computer sono troppo complessi da usare come modelli. Tra i modelli computazionali più semplici, troviamo gli automi. Gli automi erano originariamente pensati per la creazione di modelli matematici che simulassero il funzionamento del cervello umano, e sono impiegati con successo in molti contesti reali.
Possiamo pensare un automa a stato finito come un sistema in grado di svolgere delle attività in maniera autonoma, senza cioè l’intervento dell’uomo. Tra gli automi rientrano tutta una serie di sistemi che s’incontrano spesso nella vita quotidiana e sono: Semafori, distributori automatici di merende, di bevande, lavatrice, lavastoviglie, distributori di benzina. In tutti questi sistemi sono definite delle regole, che insieme agli input ricevuti in ingresso, consentono alla macchina di cambiare il proprio stato interno e così poter determinare quale debba essere l’uscita (output).
Nel nostro caso, con il termine automa, ci riferiremo all’auto capace di compiere delle operazioni in autonomia, senza l’intervento di una persona. In questo senso KITT, l’auto protagonista della serie televisiva degli anni 80, è un automa. Completamente automatizzata, guidata da un’intelligenza artificiale, capace di parlare. Così come la Maserati MC20 Cielo, forse non ancora capace di dialogare ma grazie al gruppo d’ingegneri del Politecnico di Milano con a capo il professore Savaresi è stata resa parte integrante del progetto 1000 Miglia Autonomous Drive ed è stata dotata di un sistema di guida autonomo sperimentale, reso possibile dall’autorizzazione ricevuta dal Ministero delle infrastrutture e dei trasporti.
Il Prof. Sergio Matteo Savaresi, nato nel 1968, ha conseguito il dottorato in System and Control Engineering e un master in Ingegneria Elettrica al Politecnico di Milano, più un master in Matematica Applicata all’UCSC. Dal 2006 è professore a tempo pieno di Automatic Control al Politecnico di Milano. Mentre dal 2023 è a capo del DEIB (Dipartimento di Elettronica, Informatica e Bioingegneria) al Politecnico di Milano, e responsabile scientifico del progetto 1000 MAD (1000 Miglia Autonomous Drive).
L’ampio progetto che ha come obiettivo la guida completamente autonoma del veicolo, indipendente dal fattore umano, è iniziato con una fase di sperimentazione. In questa prima fase si è iniziato a perimetrare la complessità della sfida studiandone ogni difficoltà ed equipaggiando, la sportiva della Maserati, con appositi strumenti, tra i quali: sensori, attuatori e unità di calcolo. All’appello non poteva mancare lo sviluppo del complesso software chiamato a farsi carico dell’elaborazione dei dati ricevuti dalla sensoristica.
Ma quello che più ha messo alla prova il team d’ingegneri con a capo Savaresi è stato lo studio della compatibilità del complesso sistema hardware montato sull’auto con il sistema di guida autonomo implementato. Tutto questo ha avuto come implicazione la scelta di procedere a passi alternati tra test fatti in pista o in strada, per la convalida dei progressi ottenuti, e la graduale aggiunta di nuovi elementi cercando di ottimizzare così le varie fasi di sviluppo.
Una delle prove generali del progetto, per la conferma dei risultati ottenuti è stata la partecipazione alla 1000 Miglia (giugno 2023), che aveva come obiettivo quello di svolgere parte del percorso in guida autonoma. Questo ha permesso al gruppo di ricercatori di passare allo step successivo, ovvero ampliare le abilità di guida autonoma del veicolo. Successivamente sono stati testati numerosi altri parametri gestiti dal controllore, necessari per ottimizzare l’esperienza di guida autonoma. Tutto questo aprirà le porte all’obiettivo finale del gruppo che è quello di riuscire a fare, nella migliore delle ipotesi, l’intero percorso della 1000 Miglia 2024 in modalità guida autonoma ma più realisticamente, almeno gran parte dell’intero percorso.
Un altro campo di battaglia sul quale la squadra del politecnico si è dovuta battere è rappresentato dalla comunicazione in tempo reale dei dati provenienti dal veicolo. Per rendere stabile la connessione con esso e poter ricevere le informazioni provenienti da tutta la sensoristica. Una delle problematiche potrebbe essere stata quella dell’enorme mole di dati inviati al controllore dalla varia sensoristica e architettura network montata a bordo del veicolo.
Con una tale quantità di dati, e con una connessione non ottimizzata, si sarebbe potuto creare quel collo di bottiglia che avrebbero impedito al sistema del veicolo di percepire l’ambiente circostante, migliorare l’individuazione degli ostacoli e la rilevazione della segnaletica stradale orizzontale.
Sono stati condotti vari test, tra i quali: test autostradale a velocità più elevate rispetto a quelle normalmente mantenute in contesti urbani ed extraurbani.
Implementati nuovi metodi che hanno permesso al veicolo di conoscere la propria posizione nel mondo con l’ausilio di mappe supportate dalla tecnologia presente nell’equipaggiamento. In centri urbani aperti al traffico: Ferrara, Modena e Parma, si è ottenuta la validazione degli algoritmi utilizzati durante la 1000 Miglia 2023, con particolare riferimento alle peculiarità di tali contesti.
Questo studio ha permesso di evidenziare i punti chiave del sistema a guida autonoma. Gli ottimi risultati ottenuti spingono il team a proseguire nel lavoro. Il progetto, ha dimostrato che la ricerca e l’innovazione possono condurre a grandi passi verso la guida autonoma. La guida autonoma è solo uno dei tasselli che compongono il puzzle che rappresenterà un nuovo cambio di paradigma. Una nuova rivoluzione che ci spingerà tutti verso un nuovo modello di mobilità. Un modello di trasporto più sostenibile. Un modo nuovo per vivere città e spazi, con meno auto e più condivisione.
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