Traffico, impariamo dalle formiche come risolvere il problema degli ingorghi

di Stella Francoise Iacovelli 

Stop ai ritardi e allo stress causati dal traffico: i veicoli autonomi cooperativi (Cav) e le strade intelligenti (Smart Road) potranno prevenire la formazione di ingorghi stradali e eliminare la necessità di guidare, grazie a un innovativo sistema di regolazione del traffico ispirato al comportamento delle formiche. Due professori dell’Università di Trento, Marco Guerrieri e Nicola Pugno, hanno elaborato un nuovo approccio per l’ottimizzazione della mobilità ispirandosi alle strategie di comunicazione e di cooperazione di una colonia di formiche. Il “codice della strada” naturale di questi insetti, descritto nello studio pubblicato sulla rivista Transportation Research Interdisciplinary Perspectives di Elsevier, nel prossimo futuro potrebbe essere adottato per migliorare significativamente la fluidità del traffico. “Questo approccio promette vantaggi notevoli dal punto di vista della sicurezza per gli utenti della strada e del comfort di marcia, oltre che in termini di sostenibilità ambientale”, dichiara Guerrieri. 

File ordinate e niente sorpassi

Le formiche si spostano con una marcia unifilare senza mai bloccarsi in ingorghi o rallentamenti, anche quando si tratta di una colonia molto numerosa, con portate e densità elevate. I ricercatori hanno monitorato traiettorie e flussi di un gruppo di formiche, osservandone il comportamento su un percorso lungo 30 cm, equivalente a circa 100 volte la lunghezza del corpo di ogni formica. Le immagini registrate sono poi state analizzate con tecniche di intelligenza artificiale per identificare la traiettoria e la velocità di ogni singolo insetto. A differenza degli automobilisti, le formiche non effettuano quasi mai manovre di sorpasso, una formica può infatti abbandonare temporaneamente il percorso iniziale ed essere superata dalle formiche successive, ma in condizioni ordinarie le formiche non accelerano per sorpassarsi tra loro. Inoltre, lo spostamento avviene in plotoni: questi insetti mantengono una distanza reciproca  molto piccola ed una velocità pressoché costante anche per flussi molto elevati. Spostarsi con distanze veicolari ridotte e con velocità costante “è oggi impraticabile per gli esseri umani per via dei loro tempi di percezione e reazione e per la conseguente distanza di sicurezza imposta dal nostro codice stradale”, dice ancora Guerrieri, “ma i veicoli autonomi potranno marciare in modalità cooperativa con distanze anche al di sotto di un metro, riducendo per altro il dispendio energetico e l’impatto ambientale”. 

Tutto sta nella cooperazione

Le formiche si spostano lungo percorsi tracciati da feromoni, le scie chimiche lasciate da un leader, e quando due formiche si incontrano sul tracciato, le loro antenne talvolta entrano in contatto per un certo intervallo di tempo, durante il quale si scambiano informazioni. Le interazioni dirette (tra le antenne) e quelle indirette (i feromoni), favoriscono una cooperazione che permette all’intero plotone di formiche di non bloccarsi in rallentamenti o ingorghi. Questo comportamento di cooperazione collettiva potrebbe già ispirare le nuove tecnologie emergenti: infatti, le strade intelligenti e i veicoli autonomi potrebbero dar luogo a nuove strategie di comunicazione e sistemi di controllo al fine di evitare il rischio di fenomeni di congestione stradale. Così come le formiche utilizzano segnali chimici e lo scambio di informazioni tramite le proprie antenne, i veicoli CAV potrebbero scambiarsi informazioni in tempo reale, per mantenere spazi ridotti e velocità costanti come nei plotoni di formiche. Inoltre, le Smart Roads potrebbero implementare diversi dispositivi per consentire la comunicazione e la cooperazione tra tutti i veicoli e l’infrastruttura stradale per un costante monitoraggio del flusso, regolando di conseguenza velocità e interdistanze tra i veicoli. In questo modo, veicoli e infrastrutture funzioneranno all’unisono e gli utenti non dovranno più guidare. Eliminando il fattore umano, si elimineranno anche gran parte degli incidenti stradali, dato che un veicolo autonomo non si distrae.

Il futuro è “intelligente”

La ricerca dell’Università di Trento si basa sull’analisi di un tratto rettilineo, ma “in futuro continueremo a studiare le formiche anche in percorsi diversi e più complessi, magari con la presenza di rotatorie o incroci di vario tipo. L’idea è di esplorare i meccanismi adottati dalle formiche anche in contesti urbani, notoriamente più complessi”, sottolinea Pugno. Sebbene non si abbia ancora certezza di quanto i Cav e le Smart Roads domineranno il mercato, secondo l’Austroads si stima che intorno al 2050 la quasi totalità dei veicoli in circolazione saranno a guida autonoma. Per il momento, la ricerca italiana avanza verso un futuro che abbraccia l’integrazione di tecnologie emergenti nell’ingegneria dei sistemi di trasporto. Ispirati dalle formiche che, nel loro piccolo dimostrano una grande capacità di collaborazione, Guerrieri e Pugno già offrono una possibile strategia che potrebbe rivoluzionare il traffico quotidiano, portare a una mobilità più sostenibile e non solo: guidare non sarà più necessario. Preparatevi a mettervi comodi nelle auto a guida automatica, il futuro “intelligente” è prossimo.

Immagine: OpenAI

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