Teleoperazione: un percorso verso l’autonomia dei veicoli

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I veicoli autonomi sono andati ben oltre i laboratori o le piste di prova e sono ora utilizzati in tutto il mondo su strade pubbliche e private. Migliaia di robot per le consegne, navette senza conducente, camion a lungo raggio, camion per il miglio medio, carrelli elevatori e trattori autonomi e robotaxi operano quotidianamente in numerosi progetti pilota e persino in implementazioni commerciali in tutto il mondo. La maggior parte, se non tutti, di questi veicoli si affidano alla teleoperazione per garantire che possano completare la loro missione e non aspettare che un equipaggio sul campo li salvi se incontrano un “caso limite” (ovvero qualcosa che gli sviluppatori non avevano completamente previsto) che fanno. non avere la sicurezza necessaria per gestire.

Eppure alcuni esperti del settore vorrebbero far credere che la teleoperazione non sia abbastanza sicura per essere utilizzata sulle strade pubbliche.

Questo perché quando sentono il termine “teleoperazione”, pensano a un conducente remoto seduto in una postazione di guida, che tiene in mano il volante e preme i pedali del freno e dell’accelerazione, con un’auto che risponde direttamente alle sue azioni.

Ma è davvero così?

Definiamo innanzitutto la teleoperazione e facciamo un’importante precisazione.

In generale, teleoperazione significa operare qualcosa da lontano. Il punto in cui diventa complicato è analizzare il significato di “operativo” e il modo in cui viene eseguito tecnicamente.

Come notato, la maggior parte delle persone immagina un collegamento fisico tra i controlli del terminale remoto e i controlli del veicolo. Questo è lontano dalla realtà, anche con il 5G.

Indipendentemente dal tipo di teleoperazione implementata, il volante remoto non è collegato istantaneamente al volante e il pedale del freno non aziona direttamente i freni. Ad entrambe le estremità ci sono elementi informatici che elaborano, trasmettono ed eseguono azioni.

L’esistenza di queste unità di calcolo, che possono avere anche diversi livelli di capacità autonoma, è ciò che consente la creazione di diversi livelli di controllo da parte dell’operatore remoto. Esiste un’intera gamma di modalità di teleoperazione, in cui la responsabilità è ripartita tra l’operatore remoto e i sistemi informatici del veicolo a diversi livelli.

Su questa scala distinguiamo tra due categorie di alto livello di operatività remota.

Guida remota vs teleassistenza

Nella guida remota, l’operatore remoto esegue il compito di guida dinamica (DDT), che include la gestione della percezione, la localizzazione, la definizione dello sterzo target e della velocità target. Anche durante il funzionamento a distanza, il veicolo stesso esegue alcune azioni.

Con il tele-assistenza, il conducente autonomo è l’entità che esegue il DDT e gestisce la maggior parte delle situazioni nell’ambito della progettazione operativa. Tuttavia, ci sono casi in cui il conducente autonomo incontra scenari non familiari o limitati, che lo spingono a chiedere assistenza a un operatore remoto. L’operatore remoto fornisce guida, fornisce informazioni aggiuntive o addirittura implementa una policy override, consentendo al conducente autonomo di portare a termine con successo la sua missione.

All’interno di queste due categorie di alto livello, esistono diverse modalità di teleoperazione. La differenza sta nella progressione della divisione dei compiti tra l’operatore remoto e il conducente autonomo.

Esistono tre modalità di teleoperazione per i veicoli senza conducente:

• Azionamento diretto: l’operatore remoto attiva direttamente gli attuatori nel veicolo. Il veicolo si fermerà se la comunicazione viene persa. Casi d’uso tipici sono gli ambienti georecintati e i veicoli a bassa velocità, come robot, attività minerarie e agricole.
• Controllo di basso livello: l’operatore remoto controlla la traiettoria e l’accelerazione. Il veicolo convalida le istruzioni e controlla gli attuatori. Si occupa anche della sicurezza eseguendo una manovra a rischio minimo (MRM), ovvero un’azione predefinita per garantire la sicurezza degli occupanti del veicolo e dell’ambiente circostante. In base alla situazione, un MRM può consistere in una sosta a bordo strada oppure nel procedere lentamente verso un’area predefinita. Casi d’uso tipici sono i robot per le consegne sui marciapiedi o i carrelli elevatori azionati a distanza nelle operazioni di cantiere.
• Controllo di alto livello: l’operatore remoto controlla le corsie e la velocità target. Il veicolo esegue un controllo di basso livello di traiettoria e accelerazione ed è responsabile della sicurezza e dell’esecuzione di un MRM, se necessario. Un caso d’uso tipico è la guida su strade pubbliche in uno scenario relativamente prevedibile; ad esempio, i camion autonomi sulle autostrade.

Sono disponibili tre modalità di teleassistenza:

• Guida: L’operatore remoto, se chiamato, assiste il processo di pianificazione del percorso del veicolo; ad esempio, fornendo punti di passaggio o rimuovendo restrizioni. Il veicolo esegue la pianificazione del percorso. È responsabile della sicurezza e dell’esecuzione di un MRM, se necessario. Un caso d’uso tipico è la guida in un ambiente urbano.
• Consigli: l’operatore remoto risponde alle domande e alle richieste di assistenza dell’IA del veicolo quasi in tempo reale. Il veicolo esegue il DDT e interroga l’operatore remoto in casi limite. È responsabile della sicurezza e dell’esecuzione di un MRM, se necessario. Un caso d’uso tipico è la guida in situazioni complesse, come la guida 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in tutte le stagioni in un ambiente urbano trafficato.
• Supervisionare: l’operatore remoto monitora il veicolo ed esegue un arresto sicuro se necessario, solitamente a causa di requisiti normativi. Il veicolo ha la piena responsabilità della guida, inclusa la sicurezza e l’esecuzione di un MRM, se necessario.

La modalità di teleoperazione rilevante dipende dal caso d’uso, dalla progettazione del conducente autonomo e da altre considerazioni sulla sicurezza.

Vale la pena notare che durante un determinato viaggio è possibile utilizzare diverse modalità di teleoperazione, a seconda del caso e delle circostanze specifiche. Ad esempio, un veicolo autonomo può richiedere la guida remota con controllo di basso livello quando si esce da un magazzino, quindi un controllo di alto livello quando si incontra segnaletica stradale poco chiara su un’autostrada o monitoraggio quando si guida in prossimità di una scuola.

Il percorso da seguire per i veicoli autonomi: la teleoperazione

Ora che abbiamo chiarito la differenza tra teleoperazione, teleassistenza e guida remota, è evidente che l’utilizzo della modalità di teleoperazione appropriata migliora la sicurezza dei veicoli senza conducente fornendo un meccanismo di backup in grado di garantire il compimento della missione senza disturbare la sicurezza pubblica.