Chris Gerdes: L'auto da corsa del futuro -- 240 km/h e nessun pilota

Quanti di voi si sono messi al volante di una macchina quando non avrebbero dovuto guidare? Magari eravate per strada da una giornata intera, e volevate solo tornare a casa. Eravate stanchi, ma vi sentivate di poter guidare ancora qualche chilometro. Forse, pensavate di aver bevuto un po' meno degli altri, e di dover essere quello che guida. O forse avevate la mente altrove.

Vi suona familiare tutto questo? In queste situazioni non sarebbe fantastico se ci fosse un bottone sul cruscotto da schiacciare e la macchina vi portasse a casa sani e salvi? Questa è stata la promessa dell'auto a guida automatica, il veicolo autonomo, ed è stato il sogno fin dal1939, quando General Motors presentò questa idea allo stand Futurama dell'Esposizione Universale.

È stato uno di quei sogni che è sempre sembrato 20 anni nel futuro. Due settimane fa quel sogno ha fatto un passo avanti, quando lo stato del Nevada ha concesso alla Google's self-driving car la prima patente per un veicolo a guida automatica, stabilendo chiaramente che è legale testarla sulle strade del Nevada. La California sta prendendo in considerazione una legislazione simile, e questo assicurerebbe all'auto a guida automatica di non essere una di quelle cose che devono rimanere a Las Vegas.

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Nel mio laboratorio a Stanford abbiamo lavorato anche noi ad auto a guida automatica, ma da un punto di vista un po' diverso. Abbiamo sviluppato gare automobilistiche robotiche, auto che possono spingersi al limite delle performance fisiche.

Perché dovremmo fare una cosa del genere? Ci sono due buone ragioni. Primo, crediamo che prima che la gente lasci il controllo ad un'auto a guida automatica, quell'auto dovrebbe essere valida almeno quanto il migliore degli automobilisti umani. Se siete come me e l'altro 70% della popolazione che sa di essere un automobilista sopra la media, capite che le aspettative sono molto alte. C'è anche un'altra ragione. Esattamente come i piloti possono usare l'attrito tra le gomme e la strada, tutto il potenziale di velocità della macchina, vogliamo usare questo potenziale per evitare che accadano incidenti.

Potete spingere la macchina al limite non perché guidate troppo veloce, ma perché passate su una lastra di ghiaccio: le condizioni sono cambiate. In queste situazioni vogliamo un'auto che sia in grado di evitare incidenti che possono fisicamente essere evitati.

Devo ammettere, c'è anche una terza motivazione. Ho una passione per le corse. In passato possedevo un'auto da corsa, sono stato caposquadra ed un istruttore di guida, anche se probabilmente non del livello che vi aspettate. Una delle cose che abbiamo sviluppato in laboratorio -- abbiamo sviluppato diversi veicoli -- è quella che crediamo essere la prima auto al mondo che fa drifting da sola. È un'altra di quelle categorie dove non c'è molta competizione.

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Ma questo è P1. È un veicolo elettrico costruito interamente da studenti, che grazie allo sterzo posteriore e allo sterzo anteriore via cavo può derapare intorno agli angoli. Può slittare lateralmente come un pilota di rally, sempre in grado di prendere la curva più stretta, anche su superfici scivolose o che cambiano, senza mai andare in testacoda.

Abbiamo anche lavorato con Volkswagen Oracle, su Shelley, un'auto da corsa a guida automatica che ha gareggiato a 250 km/h attraverso la Bonneville Salt Flats, ha fatto il giro della Thunderhill Raceway Park sotto il sole, il vento e la pioggia, e ha percorso le 153 curve e i 20 chilometri della Pikes Peak Hill Climb route in Colorado senza nessuno al volant.

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Va da sé che ci siamo divertiti un sacco a farlo. Ma di fatto c'è un'altra cosa che abbiamo sviluppato nel processo di sviluppo di queste auto a guida automatica. Abbiamo sviluppato una profonda comprensione delle capacità dei piloti da corsa. Trattando la questione di quanto valide debbano essere queste auto volevamo confrontarle con le loro controparti umane. E abbiamo scoperto che le controparti umane sono straordinarie. Possiamo prendere la mappa di un circuito da corsa, possiamo prendere un modello matematico di auto, e con qualche iterazione possiamo trovare il percorso più veloce del giro di pista. Li allineiamo con i dati che registriamo da un pilota professionista e la somiglianza è assolutamente straordinaria.

Certo, ci sono sottili differenze, ma il pilota umano è capace di guidare su una linea straordinariamente veloce, senza il beneficio di un algoritmo che confronti il compromesso tra andare il più veloce possibile in quest'angolo, e guadagnare un po' di tempo su questo rettilineo. Non solo, sono in grado di farlo giro, dopo giro, dopo giro. Sono capaci di farlo ripetutamente, spingendo l'auto al limite ogni volta. È straordinario guardarlo. Li mettete su un'auto nuova, e dopo qualche giro, hanno trovato la linea più veloce su quell'auto, e sono pronti per gareggiare.

Vi fa realmente pensare di voler sapere cosa succede nel loro cervello. In quanto ricercatori, è quello che abbiamo deciso di scoprire. Abbiamo deciso di analizzare non solo la macchina, ma anche il pilota, per cercare di farci un'idea di quello che succede nella loro testa mentre fanno tutto questo. Questo è il Dott. Lene Harbott che applica elettrodi alla testa di John Morton. John Morton è un ex pilota IMSA e di Can-Am, ed è anche un grande campione a Le Mans. Un pilota fantastico e disponibile a dedicarsi agli studenti in questo tipo di ricerca. Gli mette elettrodi sulla testa in modo che possiamo monitorare l'attività elettrica del cervello di John mentre gareggia in pista.

Chiaramente non è mettendogli un paio di elettrodi sulla testa che potremo capire esattamente i suoi pensieri in pista. Tuttavia, i neuroscienziati hanno identificato alcuni schemi che ci danno indicazioni su alcuni aspetti molto importanti. Per esempio, il cervello a riposo tende a generare onde alfa. Al contrario, le onde teta sono associate ad un sacco di attività cognitiva, come l'elaborazione visiva, situazioni in cui il pilota pensa parecchio. Possiamo misurare queste cose, e possiamo osservare la potenza relativa tra le onde teta e le onde alfa. Questo ci dà un misura del carico di lavoro mentale, quanto il pilota venga messo alla prova cognitivamente in qualunque punto della pista.

Volevamo vedere se si poteva registrare tutto questo in pista, quindi ci siamo recati a sud a Laguna Seca. Laguna Seca è un circuito leggendario a metà strada tra Salinas e Monterey. Ha una curva chiamata "cavatappi". Il cavatappi è una chicane seguita da una curva stretta a destra mentre la strada scende di tre livelli. La strategia per affrontarlo, come mi è stato spiegato, è puntare al cespuglio in lontananza, e mentre la strada precipita vi rendete conto che si tratta della cima di un albero.

Perfetto, grazie al programma Revs a Stanford, siamo stati in grado di portare lì John e metterlo al volante di una Porsche Abarth Carrera del 1960. La vita è fin troppo corta per le macchine noiose. Qui vedete John in pista, sta risalendo la collina -- Oh! A qualcuno è piaciuto -- e vedete, in realtà, il suo carico di lavoro mentale -- misurato qui dalla barra rossa -- vedete le sue azioni mentre si avvicina. Guardate, deve scalare marcia. Poi deve girare a sinistra. Cercare l'albero, e giù.

Non c'è da meravigliarsi se questo compito lo mette alla prova. Vedete il picco del carico di lavoro mentale mentre lo affronta, come vi potreste aspettare da una cosa che richiede questo livello di complessità. Ma quello che è veramente interessante è osservare le aree della pista dove il suo carico mentale non aumenta. Vi faccio fare un giro dall'altra parte della pista. Curva tre. E John andrà in quell'angolo e la parte posteriore dell'auto comincerà a slittare. Dovrà correggere con lo sterzo. Guardate John mentre fa questa manovra. Guardate il suo carico mentale, e guardate il volante. L'auto comincia a slittare, manovra spettacolare per correggere la traiettoria, e nessun tipo di cambiamento nel suo carico mentale. Un compito poco sfidante. Di fatto, totalmente riflessivo.

La nostra elaborazione dei dati è ancora in fase preliminare, ma sembra veramente che queste imprese fenomenali realizzate da questi piloti da corsa siano istintive. Sono semplicemente cose che hanno imparato a fare. Realizzare queste imprese straordinarie, richiede loro pochissimo carico mentale. E le loro azioni sono fantastiche. È esattamente quello che vorreste fare su un volante per prendere il controllo dell'auto in quella situazione.

Questo ci ha dato indicazioni incredibili e lo spunto per i nostri veicoli a guida automatica. Ci siamo posti la domanda: Possiamo renderli un po' meno algoritmici e un po' più intuitivi? Possiamo prendere questa azione riflessiva che vediamo nei migliori piloti da corsa, introdurla nelle nostre auto, e magari anche in un sistema che possa essere messo nella vostra auto del futuro? Richiederebbe un grande passo in avanti sul percorso verso i veicoli a guida automatica che guidano come i migliori umani.

Ma ci ha anche fatto riflettere un pochino più a fondo. Vogliamo qualcosa di più di un semplice autista dalla nostra auto? Vogliamo che la nostra auto sia un compagno, un istruttore, qualcuno che possa usare la comprensione della situazione per aiutarci a realizzare il nostro potenziale? La tecnologia può, di fatto, non solo sostituire gli umani, ma aiutarci a raggiungere il livello di riflessi e intuizione di cui siamo tutti capaci?

Mentre avanziamo verso questo futuro tecnologico, voglio che vi fermiate a pensare per un attimo. Qual è l'equilibrio ideale tra uomo e macchina? E mentre ci pensiamo, prendiamo spunto dalle capacità straordinarie del corpo umano e della mente umana.

Grazie.

(Applausi)