La sicurezza stradale rappresenta uno dei principali problemi di sanità pubblica. L’Organizzazione Mondiale della Sanità ha infatti stimato che oltre un milione di persone perde la vita ogni anno in incidenti stradali, per un’incidenza pari a circa il 2% della mortalità globale nel mondo.
Tra i fattori alla base di ciascun sinistro, oltre all’ambiente (condizioni metereologiche ed infrastrutture) e le caratteristiche del veicolo stesso (meccaniche e manutenzione), e di particolare rilevanza l’aspetto “umano” che risulta la causa principale di una percentuale compresa tra il 20 ed il 40% degli episodi mortali.
I sistemi di guida assistita ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) sono sistemi di “assistance” del conducente di un veicolo nel processo di guida. Se progettati dovutamente, con un’interfaccia uomo-macchina sicura ed efficiente oltre che certificata secondo gli standard Automotive possono essere in grado di aumentare sensibilmente la sicurezza dell’auto ed in generale la sicurezza stradale.
Non esistono attualmente tecnologie per l’auto in grado di poter soddisfare questa richiesta. Il livello di attenzione di un individuo e infatti controllato dal sistema nervoso centrale e la tecnologia di controllo per questo tipo di processo è l’EEG (ElettroEncefaloGramma) che ovviamente, per le sue peculiaità di acquisizione del segnale (elettrodi sul capo) non ha i criteri di ergonomia richiesti per essere inserito in un’autovettura.
Il progetto ADAS+ ha la finalità di sviluppare un dimostratore innovativo di assistenza alla guida sicura (ADAS+) capace di monitorare, in maniera tempestiva e continua:
1. il livello psico-fisico del guidatore attraverso la combinazione di segnali fisiologici (variabilità cardiaca) e visivi mediante sistemi di face recognition con telecamere a luce visibile e IR;
2. lo stato di ebbrezza del guidatore;
3. la qualità dell’aria dell’abitacolo.
L’obiettivo fondamentale dei sistemi ADAS e infatti quello di assistere il conducente in aspetti riguardanti la sicurezza per se e per gli altri partecipanti al traffico mobile e pedonale.
Le caratteristiche di sicurezza che gli attuali sistemi ADAS aggiungono ad un autoveicolo sono basate principalmente su funzioni di controllo dell’andamento del movimento dell’autovettura rispetto a dei punti di riferimento esterni. Tali funzioni quindi si basano sui dati di input provenienti da fonti di imaging esterno (RADAR, LiDAR), computer vision, sistemi di networking in auto. Sono pertanto funzioni che si appoggiano a dati non direttamente riconducibili ad azioni del guidatore.
Il progetto ha come obiettivo lo sviluppo di un dimostratore avanzato per l’assistenza del guidatore (ADAS+) capace di monitorare, in maniera tempestiva e continua, sia il livello psico-fisico del guidatore stesso che il suo stato di ebbrezza e la qualità dell’aria dell’abitacolo. Ci. sarà possibile mediante l’utilizzo di tecnologie e algoritmi per l’elaborazione delle immagini innovativi e di materiali nano-strutturati, integrati in una piattaforma comune che possa soddisfare gli standard di guida sicura (concetto di “Sicurezza a 360 gradi”) richiesti per le auto “smart” di nuova generazione.
Tale obiettivo verrà perseguito mediante lo sviluppo e l’integrazione di tre moduli tecnologici prototipali avanzati, basati su piattaforme tecnologiche innovative, quali:
Modulo Fisio, costituito da opportune sonde ottiche miniaturizzate in silicio basate sulle tecnologie SiPM (silicon photomultiplayer) che verranno integrate nello sterzo. Tali sonde avranno l’obiettivo di monitorare il livello di attenzione (drowsiness) del guidatore attraverso il controllo continuo del ritmo della pulsazione cardiaca e della sua variabilità (OR1 e OR3)
Modulo Vision. costituito da
a) Videocamere a luce visibile connesse a un microcontrollore elettronico avanzato (sistema vision a luce ambientale) che osservando il volto del guidatore avrà l’obiettivo di individuare segni di stanchezza o di irritabilità mediante un’analisi automatizzata della sua gestualita con algoritmi software avanzati.
b) b)Videocamere a luce IR anche questa connesse a un microcontrollore elettronico avanzato (sistema vision a luce IR) che avrà l’obiettivo di misurare piccole alterazioni della termoregolazione cutanea del guidatore per individuare segni di stanchezza o di irritabilità.
c) c)Sistemi Radar/Lidar. Tali sensori saranno costituiti microchip innovativi realizzati con le tecnologie del silicio e avranno l’obiettivo di effettuare il riconoscimento di ostacoli esterni all’abitacolo per portare in sicurezza l’auto nel caso venga riconosciuto un segnale di guida non regolare
Modulo Chemical Sensors. Questo modulo prevede l’integrazione di diversi sensori, quali:
a) Multisensore per il controllo della sobrietà del guodatore. Tale sotto-modulo sarà costituito da un multichip a trasduzione elettrica integrato nello sterzo (che includerà oltre al sensore per etanolo anche due sensori di controllo per l’aria provente dal guidatore basati sul monitoraggio di CO2 e umidità) per il controllo del livello di sobrietà/stato di ebbrezza di chi e alla guida. (OR1 e OR5)
b) Sensori ambientali per il controllo della qualità dell’aria dell’abitacolo. Questo modulo prevede l’utilizzo di diversi sensori a trasduzione elettrica interdigitati basati su materiali innovativi compatibili con le tecnologie del silicio, quali Silicon Nanowire e MOx (Metal Oxides) che hanno capacità di sensing verso i principali inquinanti nocivi dell’aria (VOC e particolato). (OR1 e OR5)
I suddetti moduli prototipali verranno integrati, mediante la componentistica avanzata di voltage regulators&actuators and audio devices, per la realizzazione del dimostratore finale di centralina ADAS+ che verrà alla fine validato su vettura di test.