Auto parlanti per una maggiore sicurezza stradale

a cura di Chiara Albicocco

Quando pensiamo alle auto parlanti, ci vengono subito in mente quelle di "Cars". il film d'animazione che vede sfrecciare auto di tutti i tipi sulle strade della California. La caratteristica distintiva di questi bolidi è che possano parlare tra loro... Bene! Questo è il punto. In futuro anche noi potremmo metterci alla guida di auto che posso comunicare tra loro. Le informazioni che si scambieranno non saranno le simpatiche battute del cartoon, ma molto più serie e volte ad assicurare una maggior sicurezza stradale.
Non stiamo scherzando, il Politecnico di Milano si sta muovendo in questa direzione. Francesco Braghin, ingegnere presso il dipartimento di meccanica del politecnico di Milano ci racconta in che modo le nostre auto saranno in gradoi di scambiarsi informazioni sul manto stradale, sulla segnaletica e sul traffico.

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Il progetto
Nel prossimo futuro le comunicazioni tra veicoli rivoluzioneranno il nostro modo di viaggiare, in particolare la sicurezza attiva e passiva dei trasporti. Per questo al Politecnico di Milano si studiano sensori per rilevare le effettive condizioni di marcia dei veicoli nonché le condizioni di aderenza tra pneumatici e manto stradale e sistemi che permettono ai veicoli di scambiarsi automaticamente informazioni sullo stato della strada e sulle condizioni viabilistiche.

Nel corso della sua storia, il veicolo automobilistico si è evoluto e oggi è dotato di una serie di sensori che sono ormai diventati standard: il sistema ABS e i dispositivi di controllo di trazione e stabilità "stimano" le condizioni e lo stato della vettura e una centralina elettronica agisce sui freni o sul motore per eseguire le missioni desiderate.

In alcuni momenti, inoltre, i veicoli "interagiscono" col mondo esterno: ricevono informazioni sul traffico via radio, interpretano la segnaletica stradale, ricevono indicazioni dal navigatore satellitare, vengono rilevati dal telepass… esempi di comunicazione con l'infrastruttura che però non è né continua né in tempo reale e quindi non contribuisce alla sicurezza del veicolo.

La novità che il Politecnico vuole introdurre è quella di utilizzare il nostro veicolo come sensore per le altre vetture. Si stanno progettando, ad esempio, sensori in grado di rilevare il più rapidamente possibile certe condizioni stradali (condizioni di bagnato, presenza di olio o di umidità) che influiscono sulla dinamica di marcia. Se il guidatore potesse conoscerle in anticipo da un veicolo davanti a lui, infatti, sarebbe in grado di gestire al meglio l'inserimento in curva o la massima velocità ed evitare quindi l'incidente.

Per realizzare questi sensori è necessario frammentare la rete in sotto-reti dove ogni singolo nodo (veicolo) funge da server della rete nella fase di definizione della rete stessa e nella fase di ricezione, mentre funge da client nella fase di trasmissione.

La soluzione ottimale a cui si punta è l'interazione tre le reti mobili e quelle fisse: mentre la rete tra veicoli permetterà un rapido aggiornamento delle condizioni di marcia dei veicoli (quali condizioni di aderenza, ostacoli sulla strada...) interfacciandosi direttamente con i sistemi di sicurezza attiva del veicolo (al limite pre-tensionando le cinture di sicurezza o mandando in pressione l'olio dell'impianto frenante per una frenata più incisiva), la rete fissa permetterà di trasferire informazioni quali traffico, tunnel impraticabili, incidenti e condizioni di scarsa visibilità a più elevata distanza, permettendo ai navigatori di prossima generazione di modificare in tempo reale il percorso impostato.

La ricerca portata avanti dal Politecnico di Milano, ed in particolare dal Dipartimento di Meccanica, in collaborazione con importanti partner industriali sta oggi affrontando una serie di problemi cruciali per il successo di tali tecnologie di prossima generazione, quali: l'alimentazione wireless dei sensori utilizzati (mediante approcci basati sul recupero di energia direttamente dalle vibrazioni), la rilevazione in tempo reale delle effettive condizioni di marcia e di aderenza tra pneumatico e manto stradale, la validazione del dato sfruttando la ridondanza dei sensori a bordo veicolo (esattamente come avviene oggi per gli algoritmi utilizzati nell'estrazione dei dati utili da immagini ecografiche), lo sviluppo di logiche di controllo che sfruttino appieno le maggiori informazioni disponibili, la trasmissione radio dello stesso, la sicurezza della trasmissione di dati sensibili per la sicurezza stradale nonché la gestione della topologia della rete.

Ognuno di questi problemi rappresenta una sfida tecnologica. Basti pensare ai sensori utilizzati per la misura delle condizioni di aderenza tra pneumatico e strada: per cogliere le variazioni locali di grip è necessario posizionare i sensori all'interno del pneumatico ma, essendo questo rotante, non è possibile utilizzare cavi né per alimentare i sensori né per trasmettere il segnale acquisito. Il sensore deve quindi auto-alimentarsi ed essere in grado di trasmettere il dato acquisito alla vettura che poi, eventualmente, lo ritrasmetterà alle vetture adiacenti e/o alla rete fissa.