Apprendimento automatico

5G: il sistema di comunicazioni strategico per la guida autonoma

Deb Miller Landau iQ Managing Editor

Man mano che sempre più auto autonome percorreranno le strade nei prossimi anni, i sofisticati sistemi di comunicazione faranno affidamento su una rete veloce e affidabile, una vera e propria autostrada di dati.

Le auto che si guidano da sole, o auto autonome, sono un argomento di attualità nel mondo tecnologico di oggi, ma il percorso verso la guida autonoma è tortuoso e complicato. È disseminato di curve cieche, mentre ingegneri, case automobilistiche e scienziati dei dati aprono la strada a un futuro radicalmente diverso per le automobili.

Spesso, quando pensiamo a un’auto autonoma, è facile considerarla un oggetto singolare, come l’auto sperimentale senza autista di Google che possiamo vedere occasionalmente su strada. Si tratta di un’auto ormai molto nota, che però non sembra aver nulla da spartire con l’esperienza di guida dell’automobilista comune.

Tuttavia, man mano che inizieranno ad apparire altre auto autonome, anche la nozione di “singolarità” è destinata a cambiare. Le auto autonome non possono esistere da sole: parallelamente alla crescita del numero di auto in strada, le infrastrutture diventeranno più sviluppate, sicure e sofisticate.

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“Le auto autonome devono essere considerate sotto diversi aspetti che in precedenza pensavamo impossibili”, ha affermato Kevin Hattendorf, Director of Product Marketing dell’Automated Driving Group (ADG) di Intel. “E molti di essi si fondano su un solido sistema di comunicazioni”.

Se ogni auto è un veicolo a sé, in realtà farà parte di un ecosistema complesso in cui le comunicazioni (e cioè come le auto “dialogano” con le altre auto, le infrastrutture a bordo strada, la rete e i data center), sono la chiave del sistema.

Sbloccare il vero potenziale della guida automatizzata richiede una rete wireless affidabile, robusta e pervasiva. Hattendorf ha affermato che tali requisiti costituiscono la base delle reti 5G, che – secondo le – previsioni saranno disponibili a partire dal 2020, anche se sono già in corso prove sul campo.flood-of-data-in-en

Che cos’è il 5G?

In sintesi, il 5G è la nuova “G” o “Generazione” di reti wireless. Consentirà trasferimenti di una maggiore quantità di dati a velocità superiori con una latenza ancora minore e un’affidabilità estrema. Sarà essenziale per supportare i miliardi di dispositivi connessi, dagli edifici intelligenti alle cantine connesse a Internet.

Le auto autonome, ha affermato Hattendorf, possono elaborare terabyte di dati per auto, ogni giorno. Fanno affidamento su un gran numero di sensori (videocamere, lidar e radar), che identificano informazioni sull’ambiente circostante. Le videocamere possono vedere una persona, ad esempio, ma il radar è in grado di rilevare la profondità e riconoscere la differenza tra un essere umano e la sagoma di una persona su un cartellone pubblicitario.

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Il sistema, nel suo complesso, deve funzionare in tandem, e ogni singolo elemento richiede una quantità significativa di potenza di elaborazione e sintesi dei dati. I dati raccolti e accumulati consentono a tali elementi di assorbirli e apprendere da esperienze e ambienti aggregati.

“Tutti questi dati vengono quindi raccolti e inviati ai data center”, ha affermato Hattendorf. Il data center ingloba tutti i dati e, utilizzando il deep learning, protocolli e strumenti di apprendimento automatico, crea il set di istruzioni che viene quindi comunicato ai veicoli, insegnandogli a identificare gli oggetti circostanti, a sapere cosa fare e come reagire. Le auto iniziano a riconoscere e a differenziare gli oggetti in movimento: un essere umano, un cane, un pallone che rotola in strada, poiché hanno appreso da esperienze aggregate.

Questo apprendimento consente inoltre alle auto di comprendere il verificarsi di un’anomalia. Se, per esempio, una giraffa inizia ad attraversare la strada, l’auto è in grado di riconoscere l’anomalia e reinviare le informazioni al data center, che può quindi creare un nuovo set di regole.

Ci sono molti passaggi ad uso intensivo di dati lungo la strada. L’auto richiede una piattaforma di computing di bordo in grado di reagire in tempo reale con un’interfaccia uomo-macchina (Human-Machine Interface, HMI). Serve un modo per collegarsi ad altri veicoli, per comunicare “Hey, ho imparato questo, anche tu dovresti farlo”, oltre a inviare informazioni nel cloud o al data center, dove le informazioni possono aiutare le auto a comprendere ogni cosa, dallo scatto del semaforo rosso a una recente collisione fino a un cane che corre e a una giraffa al galoppo.

Come facciamo a evitare il cane?

Una mole così imponente di dati che viaggia in tutte le direzioni richiederà una rete di comunicazioni sofisticata in grado di gestire tutto. Ecco dove entra in gioco il 5G.

Prakash Kartha, Responsible for Strategic Marketing for Connected Cars, ha affermato che il 5G è l’autostrada per le auto autonome. Le reti LTE attuali, ha affermato, non sono in grado di farlo.

È molto difficile pensare che una mole così grande di dati possa essere trasferita a velocità rapide, e quindi Kartha li ha suddivisi.

“Pensate a una conduttura”, ha affermato. “Potete avere un tubo lungo e sottile, oppure può essere spesso e corto”. Piccole quantità di dati possono adattarsi a una conduttura lunga, ma impiegano molto tempo nel trasferimento. Kartha ha affermato che se i dati viaggiano a una frequenza molto più elevata attraverso un tubo più corto e ampio, la conduttura accoglierà più contenuti ma il range sarà inferiore.

Per le auto che si spostano sulle strade, i dati in tempo reale (acquisiti tramite i sensori) determineranno le operazioni attraverso la piattaforma di computing di bordo.

Tuttavia, per quanto riguarda l’apprendimento a lungo termine, ha affermato Kartha, le auto potranno caricare e scaricare informazioni in modo intermittente e opportunistico tramite raffiche di dati: a una stazione di servizio, in un parcheggio, agli incroci o a casa. Ed è in queste situazioni che un’auto sarà in grado di caricare enormi quantità di dati.

Molte auto al mondo stanno già raccogliendo dati su LTE: pensate ai veicoli di Uber, Google o BMW.

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“Detto questo, chiedetevi: l’esperienza di connettività in un’auto connessa tramite LTE è la stessa che riscontrate su un iPhone? Ora considerate le esigenze della guida autonoma in termini di dati. La rete LTE di oggi non è utilizzabile per gestire quel tipo di dati”, ha affermato Kartha, che collabora con i team dedicati allo sviluppo della nuova tecnologia ad onde millimetriche che consentirà il rapido trasferimento di grandi serie di dati.

Ed ecco che entra in gioco il 5G. Quando i sensori hanno una scarsa visuale oppure in condizioni atmosferiche avverse, le radio 5G a bassa frequenza forniranno, secondo Kartha, “un livello di protezione supplementare” comunicando (in modo affidabile e veloce) con i veicoli nelle vicinanze e l’infrastruttura a bordo strada.

Che cosa succede nel cloud?

Il CEO di Intel Brian Krzanich ha affermato di recente che si prevede che un’automobile autonoma generi fino a 4.000 GB di dati al giorno, ogni giorno: si tratta dell’equivalente dei dati generati da quasi 3.000 persone. Aggiungendo i 50 miliardi di altri oggetti stimati che saranno connessi via wireless entro il 2020, il cloud risulterà sovraccarico, non vi pare?

No, ha affermato Hattendorf, pronto a sottolineare che non esiste un singolo cloud mondiale, ma diversi data center con dimensioni e tipologie differenti.

“Le aziende adotteranno diverse strategie”, ha affermato. “Alcune diranno, ‘Sapete una cosa? I dati che raccogliamo diventeranno così importanti che vogliamo esserne i proprietari. Non intendiamo esternalizzare nulla, per cui realizzeremo un data center privato’.”

Alcune aziende potrebbero avere dei data center distribuiti geograficamente, mentre altre – ha affermato – potrebbero adottare capacità fornite da un data center di terze parti.

A prescindere dal tipo di scelta, questi data center avranno bisogno della rete 5G per trasferire i dati, analizzarli, creare gli algoritmi e reinviare quanto appreso alle auto.

Anche se l’adozione su larga scala delle auto autonome è ancora lontana, la realizzazione delle autostrade dei dati è a buon punto.

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