Come funzionano le corse automobilistiche senza conducente

"Junior", una Volkswagen Passat del 2006, pesantemente modificata e robotizzata da un team della Stanford University, taglia il traguardo durante la DARPA Urban Challenge 2004 a Victorville, in California. Le auto non avevano conducenti e non erano telecomandate. TANGI QUEMENER / AFP / Getty Images

Le alte luci dello stadio brillano tra sciami di insetti volanti, illuminando la superstrada in una notte calda e afosa. Migliaia di persone riempiono gli spalti. Le loro teste girano come macchine da corsa intorno alle curve, sfrecciano e poi fanno tutto da capo. Un mormorio sommesso dalla folla esplode in un rauco applauso quando un'auto sorpassa un'altra, evitando per un pelo una collisione. È solo un'altra notte piena di azione in pista, o è così?

Un giro alla fine. I fan sono in piedi, gridando forte mentre le macchine si muovono per la posizione. Mentre i leader ruggiscono intorno alla curva finale e si dirigono verso il traguardo, è chiaro che ci sarà un fotofinish. Pochi centimetri separano il vincitore dal secondo posto mentre naviga sotto la bandiera a scacchi. La folla si scatena!

È allora che noti qualcosa di strano. Mentre l'auto al primo posto rallenta per fare il giro della vittoria, diventa evidente che nessuno è al posto di guida. L'auto è controllata a distanza? L'autista è saltato fuori? No. Incredibilmente, l'auto si guida da sola.

Anche se questo scenario non si è ancora svolto nella vita reale, è solo questione di tempo prima che accada. Gli ingegneri hanno compiuto progressi incredibili nella progettazione e nella sperimentazione di auto senza conducente sin dal lancio dei primi prototipi negli anni '70. Forse in particolare, il progetto di auto a guida autonoma di Google ha registrato oltre 1,3 milioni di miglia di guida controllata da software dal 2009 a dicembre 2015 [fonte: Google]. E, poiché questa è l'America, gli ingegneri hanno già provato a far gareggiare le loro creazioni, anche se in singole prove a cronometro, non direttamente l'una contro l'altra.

Allora come sono iniziate le corse automobilistiche senza conducente? In che modo correre queste auto su una pista è diverso dal guidarle in autostrada? Le corse automobilistiche senza conducente finiranno per mettere i piloti professionisti senza lavoro? Esamineremo queste e altre domande, ma lasciamo a te la guida. Quindi prendi quel mouse e fai clic su!

Contenuti

1. Origini delle corse automobilistiche senza conducente
2. Tecnologia per auto da corsa senza conducente
3. Gare automobilistiche senza conducente
4. Il futuro delle corse automobilistiche senza conducente

Leonardo da Vinci ha disegnato la prima auto senza conducente? SSPL / Getty Images

Ovviamente, le auto senza conducente non sono state inventate solo per poterle correre su una pista. Certo, è davvero fantastico, ma il vero motivo era più pratico. Se le auto guidassero da sole, le persone che si affidano ad altri per il trasporto a causa dell'età o della disabilità potrebbero avere molta più indipendenza, per non parlare del tuo pendolare medio, che potrebbe avere più tempo per rilassarsi. Come bonus aggiuntivo, le auto senza conducente potrebbero alleviare la congestione, ridurre gli incidenti, ridurre il consumo di carburante e persino alleviare la domanda di parcheggio.

L'idea di un'auto senza conducente può essere fatta risalire a Leonardo da Vinci, che disegnò un carrello pre-programmabile nel 1478 (seriamente, a cosa non pensava quel tizio?). Ma fu solo quando la mostra "Futurama" di General Motors fu presentata per la prima volta alla Fiera Mondiale del 1939 che le auto senza conducente attirarono davvero l'attenzione del pubblico. La mostra era un modello in scala di come sarebbe potuto apparire il mondo nel 1960, come immaginato da GM, e sulle sue minuscole autostrade c'erano le auto che guidavano da sole. I primi tentativi di sviluppare effettivamente questa tecnologia negli anni '50 si concentrarono sulle cosiddette autostrade intelligenti, che erano strade dotate di cavi d'acciaio che le auto potevano rilevare e seguire [fonti: Vanderbilt e Weber].

Le automobili senza conducente di oggi, che percorrono le strade utilizzando sensori e computer per scansionare e interpretare l'ambiente, sono uscite dagli anni '70. Fu allora che gli ingegneri del laboratorio giapponese di ingegneria meccanica di Tsukuba hanno programmato con successo un'auto dotata di due telecamere e un computer analogico per seguire i segnali stradali bianchi alla velocità incredibile di 18,6 miglia all'ora (30 chilometri all'ora), sebbene una rotaia d'acciaio lo aiutasse a percorrere [ fonte: Weber]. Nel corso dei due decenni successivi, tuttavia, le università e le aziende di tutto il mondo hanno approfittato dei miglioramenti nella tecnologia informatica per creare auto senza conducente che si sono comportate abbastanza bene nei test su strada nel mondo reale.

Nel 2003 l'esercito degli Stati Uniti, sotto la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), ha deciso che queste auto erano pronte per correre. Più specificamente, speravano che sfidare i ricercatori di automobili senza conducente a competere l'uno contro l'altro avrebbe stimolato l'innovazione in una tecnologia che potrebbe potenzialmente avere importanti applicazioni militari. Così è nata la DARPA Grand Challenge. Con un premio di 1 milione di dollari in palio, i team si sono riuniti nel deserto della California nel 2004 per scatenare le loro macchine veloci autonome ei risultati sono stati, beh, interessanti [fonte: Shipley]. Ma prima di entrare in questo, parliamo della tecnologia necessaria per costruire un'auto da corsa senza conducente.

Un computer per veicolo autonomo Nvidia Drive PX 2 è stato esposto durante la fiera CES 2016 a Las Vegas. Nvidia afferma che la nuova piattaforma Drive PX 2, progettata per auto autonome, può elaborare 24 trilioni di operazioni di deep learning al secondo. REUTERS / Steve Marcus

Probabilmente non sorprende che la tecnologia delle auto da corsa senza conducente sia simile a quella della tua comune auto autonoma (o anche semi-autonoma). Questo perché navigare su una pista e percorrere un'autostrada sono simili in molti modi fondamentali: entrambi richiedono di tenersi lontano dalle altre auto, rimanere su un percorso designato ed evitare ostacoli imprevisti. Abilità di corsa ancora più avanzate, come prendere una curva il più velocemente possibile senza girare fuori, possono essere paragonate a prendere una svolta su un'autostrada ghiacciata. Tuttavia, le auto da corsa senza conducente affrontano sfide uniche e gli ingegneri hanno escogitato alcuni modi piuttosto geniali per affrontarle.

Una tipica auto senza conducente utilizza una varietà di sensori per osservare l'ambiente circostante. I sensori radar posizionati intorno all'auto possono rilevare la posizione del veicolo in relazione alle auto circostanti. Le videocamere aiutano a tenere traccia del traffico nelle vicinanze, ma leggono anche semafori e segnali stradali e aiutano l'auto a evitare ostacoli come i pedoni. Il Lidar, o radar luminoso, fa rimbalzare gli impulsi di luce sull'ambiente circostante l'auto per creare una vista tridimensionale utile per identificare la segnaletica orizzontale e il bordo della strada. Un computer raccoglie tutti questi dati e manipola di conseguenza lo sterzo, l'accelerazione e la frenata [fonte: Armstrong].

Le corse richiedono ancora di più da un'auto senza conducente. Date le velocità più elevate, l'accelerazione e la frenata sono molto più difficili e il tempo di reazione è molto inferiore. Sono necessarie anche tecniche come determinare la migliore traiettoria in curva, lottare per la posizione e compensare lo spostamento del carico durante lo sterzo. Molte di queste abilità sono istintive per i conducenti di auto da corsa, ma le auto senza conducente possono farlo bene solo se sono programmate con l'algoritmo appropriato [fonte: Adams].

Allora, cosa deve fare un ingegnere sfidato dalle corse?

Danno uno sguardo alle teste dei piloti di auto da corsa - letteralmente. Un gruppo di ricerca a Stanford ha effettivamente collegato i conducenti agli elettrodi che misuravano l'attività cerebrale mentre correvano contro altre auto. Le informazioni raccolte da questo esperimento hanno aiutato gli ingegneri a mettere a punto i sistemi informatici delle auto da corsa senza conducente. Ad esempio, esaminando la risposta istintiva dei conducenti umani quando il veicolo si avvia in curva, gli ingegneri sono stati in grado di migliorare i tempi del software che aiuta a stabilizzare l'auto [fonte: Knapton].

Il "Boss" senza conducente utilizza una combinazione di lidar, radar, sistemi di visione e mappatura GPS per "vedere". Ha utilizzato solo l'elettronica per guidare con successo attraverso il percorso urbano di 60 miglia della DARPA nel 2007. David Paul Morris / Getty Images

Tutto questo parlare di corse automobilistiche senza conducente ha preparato il tuo fanatico interiore pronto per la bandiera verde? Beh, non eccitarti troppo, perché ci sono ancora dei nodi da risolvere prima che lo sport sia pronto per la prima serata.

Certo, gli ingegneri hanno gareggiato con questi veicoli per più di un decennio, ma non è sempre stato pieno di azione. Partecipa alla prima gara automobilistica senza conducente ufficiale, un concorso fuoristrada noto come 2004 DARPA Grand Challenge (ne abbiamo parlato prima ma ti ha lasciato in sospeso sul risultato). Delle 15 squadre che hanno iniziato, solo sei sono riuscite ad uscire dallo scivolo di partenza senza impazzire. Quelli che ne sono usciti sono stati in grado di viaggiare tra 1,2 e 7,4 miglia (da 1,9 a 11,9 chilometri) prima di rimanere bloccati su una roccia, sbandare in una recinzione o incontrare qualche altra ingloriosa morte. Questi risultati sono ancora più imbarazzanti se si considera che il corso era lungo 142 miglia [fonte: Hooper].

Per essere onesti, la DARPA Grand Challenge mira a incoraggiare il progresso tecnologico, e con questa misura la gara del 2005 non ha deluso. Ventitré veicoli sono entrati questa volta e quattro sono riusciti a percorrere la rotta di 132 miglia entro il limite di 10 ore. "Stanley", l'auto della Stanford University, è arrivata prima con un tempo di sei ore, 53 minuti e 58 secondi. È stato un risultato tecnologico straordinario, ma a una velocità media di 19,1 miglia all'ora (30,7 chilometri all'ora), non era certo il batticuore a cui sono abituati i fan delle gare d'azione [fonte: Hanlon].

L'ultima gara automobilistica DARPA senza conducente è stata l'Urban Challenge tenutasi nel 2007. Questa volta il team di Carnegie Mellon ha battuto altri 10 concorrenti per portare a casa il primo premio di $ 2 milioni, completando il percorso di 60 miglia 20 minuti prima del prossimo arrivato. Anche in questo caso, le velocità erano lente: in media solo 14 miglia all'ora (22,5 chilometri all'ora). Forse la più grande delusione per i fan delle corse, tuttavia, è stata che le auto sono state giudicate in base a quanto rispettassero le regole del traffico. Che razza di razza è questa? [fonte: Sofge]

Gli appassionati di corse saranno felici di sapere che gli ingegneri stanno ora lavorando su auto da corsa senza conducente che possono andare molto, molto più velocemente. L'Audi TTS della Stanford University, soprannominata "Shelley", ha ricevuto molta attenzione ultimamente - e per una buona ragione. Nel febbraio 2015 è diventata la prima auto da corsa senza conducente a battere un pilota di auto da corsa umana, battendo il campione della classe touring amatoriale David Vodden al Thunderhill Raceway Park della California di 0,4 secondi [fonte: Knapton].

Auto e corse senza conducente: un connubio realizzato a Hollywood

Anche se le auto senza conducente non hanno ancora gareggiato testa a testa con altre auto, ciò non ha impedito ai produttori cinematografici e televisivi di immaginare come sarebbe stato. Un episodio del 2014 di "South Park" presentava una gara nello stile dello spettacolo animato degli anni '60 "Wacky Races", e uno dei concorrenti era un'auto senza conducente giapponese. Sony Pictures ha persino in lavorazione un film intitolato "Driverless Car Race" che ritrae questi veicoli in competizione su un percorso da Parigi a Pechino [fonti: Montgomery e Ramsey].

La Formula E è già piuttosto interessante con i piloti. Immagina come sarebbero le gare quando le auto sono senza conducente durante Roborace! Jed Leicester / LAT / Formula E tramite Getty Images

Dopo aver sentito parlare dello stato attuale delle corse automobilistiche senza conducente, i fan degli sport motoristici probabilmente stanno pensando: "È piuttosto interessante, ma quando vedremo delle VERE corse?" Ottima domanda. E sarai felice di sapere che la risposta è presto.

Nel novembre 2015, la Formula E, una classe di corse per auto elettriche, ha annunciato Roborace, un circuito automobilistico internazionale per veicoli elettrici senza conducente. Il piano è di tenere queste gare prima di ogni evento di Formula E, a partire dalla stagione 2016-2017. Roborace sarà caratterizzato da 10 team che utilizzeranno auto identiche, quindi la competizione si ridurrà ai diversi sensori e algoritmi informatici che gli ingegneri del team creano per rendere l'auto autonoma. E la migliore notizia per gli appassionati di corse? Uno dei fondatori dell'evento promette velocità fino a 186 miglia all'ora (299,3 chilometri all'ora) [fonte: Davies].

Ma qualcuno lo guarderà? Questa è la grande domanda sollevata da molti dei critici di Roborace. Questi dubbiosi ritengono che se si elimina l'elemento umano dalle corse, diventa meno interessante e forse non si qualifica nemmeno come sport. Sono gli errori di calcolo strategici e gli arresti anomali che le persone si sintonizzano per vedere, quindi cosa succederà se i computer vengono messi a punto per evitare questi errori? Cosa sarà la corsa senza le emozionanti celebrazioni dei piloti nella cerchia dei vincitori? C'è anche qualche preoccupazione che le auto senza conducente diventeranno così brave nelle corse che i conducenti umani diventeranno obsoleti.

Tuttavia, non tutti sono d'accordo. I sostenitori sostengono che questo tipo di competizione renderà effettivamente lo sport molto più attraente attirando un nuovo tipo di fan a cui prima non importava molto delle corse. E per quanto riguarda l'elemento umano, i sostenitori di Roborace non vedono nemmeno che andrà via. Sperano che gli ingegneri assumano quel ruolo, godendosi finalmente alcuni dei riflettori dopo essere stati rintanati in un laboratorio per gran parte della loro carriera [fonte: Fagnan].

Alla fine, il capo della Formula E non vede la sua Roborace come la fine degli sport motoristici. Piuttosto, vuole che fan e concorrenti si entusiasmino per l'innovazione e magari si divertano un po 'nel processo [fonte: Khorounzhiy].

Lo scherzo è su di te

Il 31 marzo 2012, Google ha annunciato una partnership con NASCAR per formare Google Racing, una divisione corse per auto senza conducente. Se quel tempismo non è sospetto per te, dovrebbe esserlo. Il giorno successivo il gigante della ricerca su Internet ha annunciato che l'intera faccenda era uno scherzo del primo di aprile [fonte: Google].

Nota dell'autore: come funzionano le corse automobilistiche senza conducente

Ho seguito casualmente quello che sta succedendo con le auto senza conducente, ma l'idea di farle correre è un concetto nuovo e indiscutibilmente fantastico per me. Durante la ricerca di questo articolo, mi sono ritrovato a essere distratto dai video di YouTube delle prime gare DARPA e altre avventure nelle corse autonome. Ora che so che ci sarà una nuova serie di corse senza pilota, sono molto interessato a vederla. Immagino che questo mi renda uno di quei nuovi fan che i promotori di gare speravano di attirare in questo sport!

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Altri ottimi link

• YouTube: 2004 DARPA Grand Challenge
• YouTube: "Shelley," Stanford's Robotic Car, Hits the Track
• TED Talk: The Future Race Car - 150 mph e No Driver

fonti

• Armstrong, James. "Come funzionano le auto senza conducente?" Il telegrafo. 11 febbraio 2015 (15 gennaio 2016) http://www.telegraph.co.uk/motoring/motoringvideo/11308777/How-do-driverless-cars-work.html
• Bogost, Ian. "La storia segreta dell'auto robot". L'Atlantico. Novembre 2014. (15 gennaio 2016) http://www.theatlantic.com/magazine/archive/2014/11/the-secret-history-of-the-robot-car/380791/
• DARPA. "Urban Challenge: Benvenuto." 2007. (15 gennaio 2016) http://archive.darpa.mil/grandchallenge/index.html
• Davies, Alex. "Le auto da corsa a guida autonoma renderanno le strade più sicure per tutti". Cablata. 2 dicembre 2015 (15 gennaio 2016) http://www.wired.com/2015/12/roborace-autonomous-vehicle-racing/
• Fagnan, Rene. "Opinione: 10 motivi per non licenziare Roborace". Motorsport.com. 13 dicembre 2015 (14 gennaio 2016) http://www.motorsport.com/formula-e/news/opinion-10-reasons-not-to-dismiss-roborace/
• Campionato Fia Formula E. "Formula E e Kinetik annunciano una serie di supporto senza conducente". 27 novembre 2015 (11 gennaio 2016) http://www.fiaformulae.com/en/news/2015/november/formula-e-kinetik-announce-roborace-a-global-driverless-championship.aspx
• Google. "Google Racing". 31 marzo 2012. (13 gennaio 2016) https://archive.google.com/racing/
• Google. "Report mensile del progetto di auto a guida autonoma di Google". Dicembre 2015. (15 gennaio 2016) https://static.googleusercontent.com/media/www.google.com/en//selfdrivingcar/files/reports/report-1215.pdf
• Hanlon, Mike. "La Stanford University vince la DARPA Grand Challenge Race for Robots - Five Complete Course." Gizmag. 9 ottobre 2005 (15 gennaio 2016) http://www.gizmag.com/go/4720/
• Hooper, Joseph. "Da DARPA Grand Challenge 2004 DARPA Debacle in the Desert". Scienza popolare. 4 giugno 2004 (12 gennaio 2016) http://www.popsci.com/scitech/article/2004-06/darpa-grand-challenge-2004darpas-debacle-desert
• Khorounzhiy, Valentin. "Il campionato senza conducente non segnerà la fine del Motorsport - Agag." Motorsport.com. 27 novembre 2015 (14 gennaio 2016) http://www.motorsport.com/formula-e/news/driverless-championship-won-t-signal-end-of-motorsport-agag/
• Knapton, Sarah. "L'auto senza conducente batte il pilota da corsa per la prima volta." Il telegrafo. 13 febbraio 2015 (11 gennaio 2016) http://www.telegraph.co.uk/news/science/science-news/11410261/Driverless-car-beats-racing-driver-for-first-time .html
• Montgomery, Kevin. "South Park abbatte l'assurda guerra dei trasporti tecnologica". Valleywag. 16 ottobre 2014 (15 gennaio 2016) http://valleywag.gawker.com/south-park-takes-down-techs-absurd-transportation-war-1647173429
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• Ramsey, Lydia. "La corsa automobilistica senza conducente da Parigi a Pechino sarebbe quasi impossibile". Popular Science. 19 febbraio 2015 (11 gennaio 2016) http://www.popsci.com/theres-going-be-movie-about-self-driving-car-races
• Shipley, Don. "DARPA progetta una grande sfida per i veicoli terrestri robotici." DARPA. 2 gennaio 2003 (15 gennaio 2016) http://archive.darpa.mil/grandchallenge04/media/announcement.pdf
• Sofge, Erik. "Carnegie Mellon e il capo di GM vincono la DARPA Urban Challenge." Meccanica popolare. 2007. (15 gennaio 2016) http://www.popularmechanics.com/technology/gadgets/a2250/4229973/
• Vanderbilt, Tom. "Automobili autonome attraverso i secoli". Cablata. 6 febbraio 2012. (13 gennaio 2016) http://www.wired.com/2012/02/autonomous-vehicle-history/
• Weber, Marc. "Dove si va? Una storia di veicoli autonomi." Museo di storia del computer. 2014. (15 gennaio 2016) http://www.computerhistory.org/atchm/where-to-a-history-of-autonomous-vehicles/