Unificare le tecnologie, renderle il più possibile standardizzate, coinvolgere i grandi del settore per consentire loro di "parlare la stessa lingua". Con questi obiettivi è nata, nel 2016, la 5G Automotive Association (5GAA), organizzazione creata da Audi AG, BMW Group, Daimler AG, Ericsson, Huawei, Intel, Nokia e Qualcomm con l'intento di introdurre uno standard per l'implementazione di veicoli autonomi e connessi e contribuire con la propria attività a sensibilizzare l'opinione pubblica della validità di queste tecnologie.

Oggi, a distanza di tre anni, i membri della 5GAA hanno superato quota 100, equamente suddivisi tra Costruttori/fornitori automobilistici, aziende tecnologiche e società di telecomunicazioni. Dopo le dimostrazioni sul C-V2X di Qualcomm al CES di Las Vegas 2019, siamo stati invitati a Berlino per partecipare all'ultima sessione di prove sul campo relative alle diverse tecnologie di comunicazione tra veicolo e veicolo (V2V), veicolo e infrastruttura (V2I), veicolo e pedoni (V2P) e veicolo e rete (V2N).

Nella Capitale tedesca abbiamo provato diversi aspetti della comunicazione Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X), che permette ai veicoli di dialogare tra loro sia a lungo raggio con rete e cloud sia in modo diretto, sfruttando un canale dedicato (PC5) per le comunicazioni più importanti che devono essere inviate con bassa latenza. Oggi si sfrutta la rete 4G, domani ci sarà il 5G, con ancora più velocità e minore latenza. Sistemi che si apprezzano e si comprendono a fondo non tanto nella teoria, quanto nella vita reale:

• miglioramento del confort di marcia,
• riduzione del traffico,
• riduzione dei consumi,
• incremento della sicurezza,
• agevolazione dei servizi di emergenza,
• risoluzione dei problemi di copertura.

Nelle Smart Cities di domani (e in alcuni casi anche di oggi), tutti gli "attori" (infrastrutture, pedoni, veicoli) sono connessi alla rete e in grado di dialogare tra loro, anche a grandi distanze. Ci sono casi in cui, tuttavia, quello che conta è la tempestività nella trasmissione delle informazioni a corto raggio. Il caso studio proposto in questa prima dimostrazione riguarda la capacità delle infrastrutture di inviare segnali ai veicoli in transito nei loro paraggi. In particolare, un veicolo di BMW Group è stato dotato di un'interfaccia in grado di visualizzare in tempo reale lo stato del semaforo: il colore (visibile anche a occhio nudo) e soprattutto la durata del verde/giallo/rosso.

Conoscere quest'ultimo dato permette agli automobilisti di adattare al meglio la propria andatura per evitare brusche frenate o accelerazioni. Il risultato è che si viaggia in modo più fluido, riducendo i consumi di carburante/elettricità, rendendo più fluida la circolazione. La comunicazione diretta tra semaforo e veicolo rappresenta anche un sistema di sicurezza attiva: se il sistema rileva che un'auto sta per passare con il rosso, il semaforo invia a quell'auto un avvertimento del pericolo imminente. L'hardware, in questo caso, è una OBU di Qualcomm, il software è di Savari, mentre il segnale stradale connesso è opera di SWARCO.

La sicurezza stradale è l'obiettivo primario della comunicazione C-V2X, come dimostra la seconda parte della demo 1: attraverso la comunicazione tra le unità di bordo di ogni veicolo, si ha la possibilità di un dialogo diretto tra i diversi veicoli che occupano una porzione della strada in un determinato momento.

Se l'auto davanti a noi inchioda, noi riceviamo sulla nostra auto un avviso di potenziale collisione, mostrato a livello sonoro e visivo su un display. Stesso discorso per la comunicazione tra veicoli e segnali stradali: se la nostra auto passa in prossimità di un cartello che indica dei lavori, tale cartello invia un segnale di avviso al nostro veicolo, che a sua volta può avvisare i veicoli dietro di noi. Tutti questi scambi di segnale ripongono la propria "fiducia" in una delle proprietà fondamentali della tecnologia C-V2X: la bassa latenza.

Sicurezza significa ridurre gli incidenti, ma anche mitigarne gli effetti qualora questi incidenti siano inevitabili. La dimostrazione messa in campo da Vodafone e Ford mira a spiegare come la comunicazione C-V2X (questa volta a lungo raggio con tecnologia Vehicle-to-Network) possa essere utile nelle situazioni di emergenza.

Il primo caso di utilizzo è quando una vettura che si trova davanti a noi rimane coinvolta in un incidente e attiva la chiamata automatica di emergenza: in questo caso, la funzione eCall Plus invia l'informazione ad un cloud centrale, che a sua volta inoltra immediatamente l'avviso di attivazione della eCall ai veicoli che stanno viaggiando in direzione del luogo dell'incidente. Queste informazioni possono essere utili anche alle centrali che si occupano della gestione della viabilità.

Allo stesso modo, il sistema può inviare ai veicoli in coda un avviso dell'imminente passaggio di un veicolo di soccorso (ambulanze, pompieri, ecc), che consente agli automobilisti di creare un "corridoio" che agevoli il transito del mezzo. Un altro utilizzo intelligente di questo sistema è l'avviso meteo: quando una vettura davanti a noi attiva i tergicristalli, il sistema invia il segnale al server centrale, che poi avvisa gli altri veicoli in transito della possibile presenza di pioggia o fondo stradale bagnato.

La terza demo è senz'altro una delle più interessanti, perché sfrutta le tecnologie V2N2V (Vehicle-to-Network-to-Vehicle) tramite MEC (Multi-access Edge Computing) per ottimizzare il flusso di dati in circolazione, minimizzando la latenza, specialmente in quelle condizioni di segnale non ideale. L'Edge Computing è un'architettura decentralizzata basata su cloud che elabora le informazioni il più possibile in prossimità degli utenti - siano essi persone o oggetti smart - creando delle comunicazioni caratterizzate da tempi di risposta ridotti, inferiori ai 10 milliecondi.

Sviluppata da Continental, Deutsche Telekom, Fraunhofer ESK e Nokia, la soluzione proposta nella demo 3 consente alle singole vetture di contribuire, grazie all'elaborazione dei dati del MEC, ad arricchire di informazioni l'area circostante, generando nuovi dati per le mappe ad alta definizione. Questi dati vengono poi sfruttati dai veicoli nelle vicinanze sotto forma di avvisi per la sicurezza.

La demo 4, proposta da Vodafone, Jaguar Land Rover e Huawei, punta a dimostrare l'efficacia di una combinazione tra la comunicazione C-V2X a corto raggio con quella offerta dalle reti cellulari esistenti. Due gli esempi pratici, che purtroppo non ho potuto sperimentare di persona a causa di un imprevisto tecnico che ha causato lo slittamento della demo:

1) Evitare una collisione durante un cambio corsia: quando un'auto sta per cambiare corsia, il sistema di comunicazione a corto raggio C-V2X (mediante un canale PC5) invia al veicolo che segue l'avviso dell'imminente cambio corsia.

2) Evitare l'impatto tra due veicoli in un incrocio con visibilità nulla. Se due veicoli stanno entrambi sopraggiungendo ad un incrocio con visibilità nulla, dapprima la rete cellulare a lungo raggio (Uu) invia informazioni ad un server che consente la comunicazione tra i due veicoli (per esempio, ognuno conosce la posizione dell'altro); successivamente, entra in gioco la comunicazione diretta a corto raggio, che non passa dunque dal server per evitare anche la minima latenza.

La quinta e ultima dimostrazione è quella maggiormente orientata al futuro, perché si parla di guida autonoma, tuttavia in una situazione particolare: l'auto si trova in una situazione di scarsa copertura, per esempio in una zona non coperta da mappe ad alta risoluzione. Attraverso l'utiizzo di una rete LTE-V2X a bassa latenza, è possibile sfruttare la tecnologia Remote-Operated Driving: letteralmente, la vettura viene telecomandata da un pilota umano che, da una centrale di controllo, è in grado di riportare il veicolo in una zona con un'adeguata copertura di mappe. La demo è stata allestita da Daimler, Huawei e il Fraunhofer Institute FOKUS (che ha sviluppato un algoritmo per assicurare la sicurezza da eventuali attacchi informatici).

Dunque è chiaro quanto sia importante scegliere uno standard per le comunicazioni tra i veicoli. Sì, ma quale? L'alternativa alle reti cellulari veloci si chiama ITS-G5 (semplificando al massimo: Wi-Fi), ma si tratta di uno standard limitato, che non consente la comunicazione a lungo raggio tra veicoli e infrastrutture, oltre a garantire una velocità di trasmissione dei dati insufficiente per le esigenze di mobilità che si presenteranno con la guida autonoma.

Eppure, lo scorso aprile l'Europarlamento ha bocciato il 5G a favore del "vecchio" Wi-Fi come standard obbligatorio in Unione Europea per le auto connesse. La scelta definitiva è comunque in mano ai 28 Paesi membri, che si riuniranno nelle prossime settimane. La discussione tra i sostenitori delle due "fazioni" è aperta: i fautori dello standard ITS-G5 (Wi-Fi) sostengono che questo abbia il vantaggio di essere già stato testato e standardizzato in Europa. In più, essendo focalizzato sulla comunicazione tra veicoli, risulta adatto per le comunicazioni tempestive (per esempio in caso di incidente o in presenza sulla strada di un ostacolo da evitare).

Dall'altra parte, i sostenitori dello standard C-V2X (5G) parlano di un sistema "a prova di futuro", in grado di connettere non solo le auto ma anche i dispositivi nell’ambiente circostante e offrire applicazioni nell’ambito intrattenimento, monitoraggio del traffico e navigazione con una maggiore garanzia di velocità di trasmissione e affidabilità del segnale. Senza dimenticare che, con i canali PC5, la comunicazione a corto raggio risulta più affidabile rispetto al Wi-Fi. L'orientamento verso il Wi-Fi, infine, metterebbe l'Europa in una condizione di svantaggio rispetto a USA e Cina, che vedono nel 5G l'unica vera via per connettere le auto nei prossimi anni, anche in vista di una standardizzazione della guida autonoma.