Guida autonoma e auto elettriche, il futuro che ci attende: benefici e sfide sociali

È crescente l’interesse di aziende pubbliche e private verso le potenzialità offerte dalle nuove tecnologie digitali a supporto dei veicoli e della mobilità. Nuove tecnologie automobilistiche e modelli di business stanno convergendo per innescare una rivoluzione trasformativa nelle strade delle nostre città. Man mano che i veicoli diventano sempre più connessi, i dati apportano nuovi vantaggi per i clienti e lanciano nuove sfide per case automobilistiche, giganti dell’alta tecnologia e un’ampia gamma di aziende attive nella catena del valore.

Eppure di auto elettriche sulle strade italiane se ne vedono ancora poche e per la guida autonoma (eccetto in Tesla dove il livello 5 di autonomia è a uno stato molto avanzato) il numero di veicoli autonomi immatricolati è ancora basso. Problemi di accettabilità sociale, assenza di normative e di standard internazionali sulla sicurezza, problemi infrastrutturali di connettività e velocità di trasmissione dei dati, rendono questa tecnologia futuribile non prima di un decennio.

La recente proposta di governance dei dati della Commissione europea potrebbe potenzialmente avvantaggiare le case automobilistiche e il loro crescente lavoro sui veicoli connessi. Il vicepresidente esecutivo della Commissione europea Margrethe Vestager ha affermato che le regole potrebbero aiutare l’industria automobilistica a sviluppare servizi per i consumatori utilizzando dati sulla posizione dei veicoli in tempo reale.

Nel nostro Paese, secondo la maggioranza di Governo, anche per il futuro, il rilancio del settore automotive passa dagli incentivi per l’acquisto di auto elettriche. Questo, almeno, è quanto emerge da un emendamento alla Legge di Bilancio che è stato approvato in Commissione Finanze della Camera dei Deputati. Nello specifico, la proposta titolata “Detrazioni fiscali per l’acquisto di veicoli alimentati ad energia elettrica” prevede che chi acquista un’auto full electric (quindi alimentata solo a batterie) dal 1° gennaio 2021 al 31 dicembre 2023 potrà godere di una detrazione fiscale del 50% del prezzo di acquisto, da dividere in cinque rate annuali di pari importo nelle dichiarazioni dei redditi degli anni successivi. Il credito fiscale – riservato esclusivamente alle auto full electric – potrà anche essere ceduto, in un’unica soluzione, al concessionario o a un soggetto terzo, come banche o istituti finanziari.

L’intervento del settore pubblico perciò è fondamentale per evitare il rischio del rifiuto di questa tecnologia. La strada per ottenere un “timbro di approvazione” per le auto autonome passa attraverso una stretta collaborazione pubblico-privato sui difficili problemi di sicurezza, garanzie, regolamentazione e accettazione.

Facciamo il punto sulle tendenze in atto e le sfide.

Tutti vogliono la guida autonoma: le prospettive del mercato

Tutti vogliono la guida autonoma, tanto che molti consumatori cambierebbero la marca di auto per una maggiore connettività. La tendenza a mettere in circolazione veicoli autonomi (robot-taxi, autotrasporti commerciali autonomi, platooning), dopo un periodo di stasi, sta riguadagnando slancio e la tecnologia dei sistemi di assistenza alla guida avanza e si espande.

Anche per le auto elettriche si prospetta un futuro in crescita. Per il 2030 sono previsti sviluppi importanti legati alla propulsione e alle batterie. Fra dieci anni, stima KPMG, il 70% dei veicoli che circolerà sulle strade sarà elettrificato. La detassazione per l’acquisto di auto elettriche può dare un impulso decisivo anche al mercato italiano.

Da tutto ciò è evidente che l’automotive può essere definita l’industria delle industrie^[1], la naturale candidata a diventare il pilastro di una nuova politica industriale; che a livello locale non può che fare riferimento allo sviluppo di un’economia circolare che passa dalla produzione di energia elettrica.

Le ultime tendenze della trasformazione digitale nell’automotive

La tendenza a mettere in circolazione veicoli autonomi sta rapidamente guadagnando nuovo slancio grazie a un ampio fronte, che comprende i “digital attacker”, ovvero la nuova concorrenza digitale sotto forma di startup, nuovi attori corporate, produttori di apparecchiature originali (OEM) e fornitori di mobilità, società tecnologiche, istituzioni accademiche, governi e organismi di regolamentazione.

La guida autonoma non è certo una novità, è anzi un argomento ormai da anni sulla cresta dell’onda: la presenza sempre più capillare di tecnologie di intelligenza artificiale e la diffusione della connettività mobile 5G, oltre chiaramente all’evoluzione tecnologica e dei test sperimentali in questo campo, sembra stiano dando la spinta definitiva al settore. Una partita in cui sono ormai impegnati tutti i principali player dell’industria automotive e dell’high tech.

Bosch (tra gli sviluppatori leader nei sistemi di assistenza alla guida potenziati dall’intelligenza artificiale), in occasione del Ces 2020 di Las Vegas, ha annunciato di aver avviato lo sviluppo in serie del LiDAR (light detection and ranging) adatto al settore automotive. Anche Livox, una società fondata nel 2016, ha svelato una nuova gamma di sensori LiDAR ad alte prestazioni e a basso costo (Horizon e Tele-15) che offrirebbero prestazioni migliori a una frazione del costo dei sistemi LiDAR tradizionali.

Terranet, con sede in Svezia, ha invece svelato VoxelFlow, una tecnologia 3D di percezione del movimento che, secondo l’azienda, sarebbe in grado di rilevare e classificare gli oggetti in modo molto più preciso ed esponenzialmente più veloce rispetto al LiDAR, proponendosi dunque come alternativa a quest’ultimo. VoxelFlow, d’altro canto, sarebbe in grado di classificare oggetti dinamici in movimento a una latenza estremamente bassa e utilizzando una potenza di calcolo anch’essa molto bassa: produce 10 milioni di punti 3D al secondo, sottolinea Terranet, per una edge detection rapida e senza sfocatura da movimento (motion blur).

Anche Sony ha condiviso la propria visione nel settore della mobilità, incentrata sulla ricerca di sicurezza, affidabilità, comfort e intrattenimento. Questa visione ha fatto nascere l’iniziativa denominata Vision-S ed è stata espressa nel primo prototipo di veicolo. Questo prototipo, spiega l’azienda, incorpora le tecnologie di imaging e rilevamento nonché software di bordo calibrati utilizzando le tecnologie di intelligenza artificiale, di telecomunicazione e cloud di Sony^[2].

Samsung Electronics sta invece puntando su un’esperienza in-car connessa e avanzata, potenziata dalla connettività mobile 5G, con il suo Digital Cockpit 2020^[3], che utilizza il 5G per collegare le funzionalità interne ed esterne al veicolo e per offrire esperienze connesse sia per i guidatori che per i passeggeri delle auto. Il sistema, spiega Samsung, consente connessioni bidirezionali e senza soluzione di continuità tra casa, ufficio e tutti gli altri spazi che gli utenti possono visitare e fornisce esperienze personalizzate e infotainment in auto.

Continental è già in grado di garantire la funzione Transparent hood^[4], che rende visibile l’area sotto il cofano e consente al guidatore di visualizzare terreni e ostacoli che altrimenti sarebbero nascosti. Continental sta inoltre collaborando con i partner per integrare la tecnologia UWB (Ultra-Wide Band) nei futuri veicoli e sta sviluppando la prossima generazione di Natural 3D Display, tecnologia che si propone come elemento chiave dell’interazione uomo-macchina mediante un’esperienza 3D che non richiede lenti speciali.

Quello della tecnologia intelligente è un filo conduttore che unisce diversi ambiti, anche non necessariamente adiacenti. Anche per l’elettrificazione delle auto ci sono segnali incoraggianti all’insegna dell’utilizzo di tecnologie intelligenti. Tutti segnali di vitalità e di innovazione in campo automotive. Lo sviluppo dell’auto elettrica, che si presta anche molto ad adattarsi alle elettroniche di controllo, non può prescindere da una giusta ed efficiente distribuzione dei nuclei efficienti di produzione di energia elettrica poi gestita in vere smart grid.

L’associazione Tesla Owners Italia, che contribuisce ad accelerare sul territorio italiano il processo di transizione verso un’economia basata sulla produzione di energia da fonti rinnovabili, detiene il record mondiale di distanza (1.078 Km) raggiunto da una vettura elettrica effettuando una sola ricarica.

La Fiat Chrysler investirà tra gli 1,35 e gli 1,5 miliardi di dollari statunitensi nello stabilimento di Windsor, nella provincia canadese dell’Ontario, su una nuova piattaforma per veicoli ad alimentazione sia ibrida plug-in, sia 100% elettrica.

La McLaren ha annunciato che dal 2030 non saranno più sviluppati motori endotermici a benzina e questo vuol dire che ci sarà una gamma totalmente elettrificata. La nuova piattaforma, in aggiunta, consentirà al costruttore britannico di garantire la transizione verso le supercar ibride al 100% in arrivo nei prossimi anni con dei livelli di emissioni, ma anche di consumi più in sintonia coi nuovi standard.

Il gruppo Peugeot (PSA) ha dichiarato che è in arrivo una nuova piattaforma modulare pensata specificamente per i veicoli elettrici destinata a combattere ad armi pari con la MEB del Gruppo Volkswagen (sulla quale è già nata Volkswagen ID.3) e la E-GMP del gruppo Hyundai-Kia (sulla quale nasceranno modelli come Hyundai 45, Hyundai Prophecy e un inedito crossover Kia).

La Honda ha ottenuto dal governo giapponese l’autorizzazione a commercializzare la prima macchina al mondo al ‘livello 3’ di guida autonoma, adatta per l’uso pratico in situazioni ben definite, tra cui la circolazione in autostrada e nelle zone ad alto traffico. È il frutto del lavoro congiunto degli ultimi anni tra governo e settore privato (il sistema Paese è infatti un elemento cardine), perché è vero che altri costruttori mondiali sono in grado di progettare macchine a guida autonoma al livello 3, ma pochi paesi hanno i mezzi e le strutture per consentirne la vendita e il loro utilizzo^[5].

In Corea del Sud, la nazione più digitale al mondo, secondo i dati del Ministero della Scienza e dell’ICT sono 93 i veicoli autonomi immatricolati, di cui 31 con una licenza temporanea, e possono circolare su 6.700 km di strade (+284% rispetto allo scorso anno). I luoghi a Seul dove è possibile guidare auto a guida autonoma sono tre: SKT le sta testando nel Digital Media city zone; KT nel ‘Citizen-friendly city park autonomous driving service’ di Sejong; mentre l’operatore LG Uplus le fa circolare nel LG Science Park.

Guida autonoma abilitata dal 5G?

Con la tecnologia del 5G le auto del futuro dialogheranno tra loro e viaggeranno su strade intelligenti con cui interagire?

Non è fantascienza, ma in futuro ogni auto a guida autonoma sarà dotata di numerosi sensori^[6] (LiDAR, camere 3D, sistemi radar, unità inerziali) per “vedere” l’ambiente circostante e man mano che si muoveranno avranno bisogno di ricavare dalla rete mappe stradali tridimensionali. Per abilitare auto veramente autonome, questi sensori dovranno funzionare in tutte le condizioni meteorologiche, ovunque sul pianeta. Le auto dovranno anche essere messe in condivisione tra loro (si parla della possibilità di una comunicazione punto-punto tra dispositivi che potrà abilitare casi d’uso di comunicazione tra veicoli, ossia il veicolo che diventa anche “cella”) e avere una capacità percettiva di quello che accade nell’ambiente in tempo reale. Andranno calcolati, quindi, una quantità eccezionale di sensori e oggetti, che costruiscono ambienti dinamici.

Vivendo in questo fiume di dati, servirà l’edge computing per sviluppare la mobilità futura e la trasmissione di dati affidabili. Andiamo verso una società post-cloud, dove il sistema centralizzato del cloud non si sposa bene con il sistema 5G delle risposte istantanee, che è decentralizzato.

La comunicazione dei dati entra in forza e la trasmissione^[7] deve essere molto veloce, ad una frequenza che va verso 1 gigabit per secondo per ogni collegamento. “Il tempo di latenza garantito dal 5G e dal 6G (questo in linea teorica, la sperimentazione serve proprio per certificarlo) è nell’ordine del decimo del millisecondo”, ha affermato Enrico Pisino del Cluster Trasporti. “Con questa latenza certificata è possibile, ad esempio, usare il segnale per attivare i sistemi di frenata di emergenza, perché magari mi stanno comunicando che c’è un’automobile che non si è fermata a un semaforo e sta continuando la sua corsa. Quindi riesco a evitare un incidente che non dipende da me ma da una non corretta guida da parte di un altro”.

Naturalmente occorrono infrastrutture per applicare il 5G che significa anche fare delle flotte, sviluppare dei servizi, testarli, certificandone la funzionalità, l’affidabilità, la sicurezza.

Per Umberto Spagnolini del Politecnico di Milano, arrivare a un livello 4 e 5 di automazione è in primis un problema infrastrutturale, che vede cooperazione tra le industrie automobilistiche (che già ora sono in evoluzione), ma anche di capacità di connettività veloce da cui il cosiddetto 5.5G e 6G. Lo scenario necessita di una evoluzione che, al meglio, si vedrà tra dieci anni.

La guida autonoma alla sfida dell’accettabilità sociale

Secondo una ricerca condotta da Boston Consulting ai consumatori piace la comodità, come quella che l’auto autonoma trova uno spazio e parcheggia da sola. Ma è attrattiva anche perché include la capacità di multitasking o di essere più produttivi durante i viaggi o gli ingorghi stradali. Le preferenze variano in base al paese o alla località, ovviamente. In Cina, ad esempio, le funzioni di assistenza agli ingorghi stradali sono più importanti (e utili) di un pilota autostradale in grado di guidare auto no a 130 chilometri all’ora.

Sebbene il mercato privato della guida autonoma sia promettente, bisogna affrontare molte incertezze. Per i consumatori le preoccupazioni legate alla sicurezza sono in cima alla lista. La metà di tutti i consumatori ha affermato di “non sentirsi al sicuro se l’auto si guida da sola”. Solo il 35% dei genitori lascerebbe che i propri figli viaggino da soli in un’auto a guida autonoma, anche se questa sarebbe l’unica “azione correttiva” rispetto alle principali cause di incidente dei giovani (distrazione, fattore umano, condizioni psicomotorie alterate).

Ci sono stati numerosi incidenti, anche di gravi entità, che hanno coinvolti gli attuali veicoli automatizzati, perciò ci sono problemi di assicurazione e di responsabilità. Ci sono incertezze anche a lungo termine perché le tecnologie e le normative sono in continua evoluzione.

La diffusione della guida autonoma dipenderà, quindi, dalla disponibilità di tecnologie, dalla disponibilità dei clienti ad adottare specifici casi d’uso, dai requisiti normativi. Alcuni suggerimenti, ampiamente condivisi dalla comunità di riferimento, vanno nella direzione di consentire ai migliori esperti, che lavorano con i costruttori di auto, di convalidare i sistemi di assistenza alla guida; consentire al costruttore di assumersi maggiori responsabilità; utilizzare i dati per dimostrare o disapprovare le conclusioni e iniziare a raccogliere dati rilevanti per l’Europa; consentire la partecipazione dei cittadini alle riunioni delle autorità di regolamentazione.

Guida autonoma e sicurezza: in attesa di standard arrivano gli algoritmi di apprendimento

La maggior parte dei veicoli autonomi utilizzerà l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico per elaborare i dati provenienti dai suoi sensori e per aiutare a prendere le decisioni sulle sue prossime azioni. In futuro, le macchine saranno in grado di utilizzare queste informazioni per decidere se l’auto deve intervenire, come frenare o sterzare, per evitare un oggetto rilevato.

Ma al momento non esiste una base ampiamente accettata e concordata per garantire che gli algoritmi di apprendimento automatico utilizzati nelle auto siano sicuri, sebbene un nuovo passo avanti nel campo della guida autonoma arrivi da uno studio^[8] della Technical University of Munich, in Germania, dove un gruppo di ricercatori avrebbe messo a punto un algoritmo capace di rendere le auto a guida automatizzata “a prova di incidente”, a patto però che gli altri conducenti umani presenti in strada osservino le norme del codice della strada. Secondo i ricercatori tedeschi, i veicoli autonomi potranno essere adottati in modo massiccio solo quando ci si potrà fidare del fatto che guideranno in maniera più sicura, o almeno equivalente, a dei conducenti umani. Motivo per cui, “insegnargli” su come rispondere a situazioni critiche con le stesse capacità di un essere umano sarà fondamentale per la loro piena implementazione.

Non esistono accordi tra gli organismi di standardizzazione, su come l’apprendimento automatico dovrebbe essere addestrato, testato o convalidato. Gli standard attuali per la sicurezza dei veicoli esistenti presuppongono la presenza di un guidatore umano che intervenga in caso di emergenza. Per le auto a guida autonoma, esistono normative emergenti per funzioni particolari, come i sistemi automatici di mantenimento della corsia.

Esiste anche uno standard internazionale per i sistemi autonomi, ma non risolve i problemi dei sensori, dell’apprendimento automatico e dell’apprendimento operativo. In Europa, dove i Ministeri dei Trasporti hanno la competenza a validare e attuare le implementazioni di sicurezza aggiuntiva, non sempre ci sono le competenze, l’ingegneria e in generale gli strumenti per farlo. C’è un equilibrio di responsabilità tra autorità di regolamentazione e produttori che va trovato.

“Se vogliamo che la guida automatizzata, i sistemi di ausilio alla guida, possano velocemente essere implementati e dunque abbassare l’incidentalità dei veicoli anche in Europa, dobbiamo stravolgere completamente il modello che stiamo applicando, e questa richiesta va fatta a gran voce. Deve passare coralmente dagli enti di ricerca, dalle società di ingegneria e dai politici impegnati, attivi e con la sana curiosità tecnica rispetto ad un argomento che muove miliardi di euro in costi correlati ai sinistri stradali”, ha affermato Daniele Invernizzi, presidente di eV-Now! e vice presidente di Tesla Owners Italia, uno dei massimi esperti del settore.

Mobilità elettrica, in arrivo l’ecobonus 2021

Nella città del futuro la mobilità elettrica ricoprirà un ruolo fondamentale: attualmente il settore è in pieno sviluppo ma la diffusione è ancora limitata. “L’elettrico non è ancora diffuso perché l’industria non è pronta, è necessario mettere in atto uno sforzo di proporzioni gigantesche per adeguare l’industria, ma è necessario soprattutto adesso che la domanda è in crescita”. È quanto è emerso nel corso della Genova Smart Week. Secondo i dati del Cluster Nazionale Trasporti a fine 2019 in Italia sono state immatricolate 17 mila auto elettriche, di cui 10 mila in versione elettrico puro. In sostanza, dei 2 milioni di auto immatricolate, l’elettrico rappresenta lo 0,9%. L’ecobonus potrebbe contribuite a cambiare gli scenari. Negli ultimi 4 anni, dal 2017 al 2020 i veicoli elettrici puri sono cresciuti beneficiando degli incentivi e della maggiore offerta da parte dell’industria.

Stando al testo dell’emendamento approvato in Commissione Finanze, il nuovo Ecobonus auto non sarà però aperto a tutti. Lo sgravio del 50% è riservato a chi acquista un’auto full electric, con solo motore elettrico e alimentata a batterie. Niente sgravio, dunque, per le auto ibride, siano esse plug-in o di altra tipologia. Inoltre, il prezzo di listino (IVA esclusa) deve essere inferiore ai 40 mila euro, mentre l’ISEE dell’acquirente deve essere inferiore ai 45 mila euro annui. Al momento dell’acquisto, inoltre, l’acquirente dovrà rottamare un’auto in suo possesso da almeno un anno, appartenente alle classi Euro 1, 2, 3, 4 per la categoria M, e 1, 2 e 3 per i veicoli di categoria L.

Conclusioni

C’è un motivo convincente da sostenere per la guida autonoma e le auto elettriche, specialmente nelle città. I potenziali benefici sono significativi e facili da vedere, anche se alcuni saranno difficili da realizzare a breve termine. Oltre a ridurre la congestione del traffico, le emissioni dei veicoli potrebbero precipitare. Questi miglioramenti, in combinazione, potrebbero produrre benefici economici, sociali e ambientali oggi inimmaginabili. Per questo è importante monitorare i cambiamenti nella tecnologia.

Le tecnologie e i nuovi modelli di business già in fase di sviluppo possono trasformare e migliorare in modo sostanziale il trasporto urbano e, per estensione diretta, la qualità della vita, fornendo nuove opportunità per il settore privato. L’accettabilità sociale non è solo un problema per coloro che desiderano acquistare un’auto a guida autonoma, ma anche per gli altri che condividono la strada con loro. Aziende, investitori, inventori e responsabili politici hanno nelle loro mani la possibilità di far crescere il mercato delle auto elettriche, dei veicoli autonomi, della mobilità condivisa.

Non è più questione di se, ma di quando i veicoli a guida autonoma arriveranno sulla strada. L’auto elettrica e la guida autonoma rappresentano un punto di partenza potente ed emozionante per una vera rivoluzione trasformativa per le strade delle nostre città.

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1. L’AFIA cura un rapporto mensile sull’andamento della produzione industriale nel settore automotive https://www.anfia.it/it/component/jdownloads/send/3-produzione-industria-automotive/226-092020-italia-focus-produzione-industriale-settore-automotive ↑
2. Un totale di 33 sensori, tra cui sensori di immagine CMOS e sensori ToF, sono incorporati all’interno del veicolo, al fine di rilevare e riconoscere persone e oggetti all’interno e all’esterno dell’auto e fornire un avanzato supporto alla guida. ↑
3. Digital Cockpit 2020 incorpora otto display all’interno del veicolo, nonché otto videocamere. La soluzione utilizza il SoC (System on Chip) Samsung Exynos Auto V9 e Android 10, abbinamento che consente l’esecuzione di più funzionalità contemporaneamente. ↑
4. Il funzionamento si basa sul sistema Surround View di Continental, composto da quattro telecamere satellitari e un’unità di controllo elettronica; un algoritmo di elaborazione delle immagini intelligente si occupa di ricostruire l’immagine sotto il veicolo e di inserirla in modo preciso nella vista surround mostrata al conducente. ↑
5. Tra le case auto giapponesi Nissan e Subaru hanno introdotto modelli al livello 2, con guida semi autonoma – che tuttavia richiede un livello di attenzione del conducente superiore nel caso dovesse rendersi necessario intervenire. ↑
6. Le telecamere aiutano l’auto a visualizzare gli oggetti. Lidar utilizza i laser per misurare la distanza tra gli oggetti e il veicolo. Il radar rileva gli oggetti e traccia la loro velocità e direzione. ↑
7. La velocità di trasmissione, in informatica e telecomunicazioni, indica la quantità di dati digitali che possono essere trasferiti, attraverso una connessione/trasmissione, su un canale di comunicazione in un dato intervallo di tempo. ↑
8. Christian Pek, Stefanie Manzinger, Markus Koschi, Matthias Althoff. Utilizzo della verifica online per evitare che i veicoli autonomi causino incidenti. Nature Machine Intelligence , 2020; 2 (9): 518 DOI: 10.1038 / s42256-020-0225-y ↑