Testare virtualmente i sistemi autonomi di domani
I sistemi automatizzati stanno ridefinendo il modo in cui funziona la società, dal modo in cui guidiamo a come riceviamo le cure mediche. Questi sistemi non solo semplificheranno la nostra vita quotidiana, ma molti contribuiranno anche a salvare le risorse naturali, ad aumentare l’efficienza e a ridurre l’inquinamento. Tuttavia, alla luce dei numerosi incidenti mortali causati da veicoli a guida autonoma, cresce la preoccupazione su come garantire al meglio la sicurezza di questi sistemi. Purtroppo, è troppo costoso e richiede troppo tempo condurre test reali per tutti i possibili scenari di utilizzo. Ad esempio, per dimostrare statisticamente che un veicolo a guida autonoma è sicuro quanto un veicolo guidato manualmente, occorrerebbero più di diversi milioni di chilometri di strada. Allo stesso modo, i complessi dispositivi medici automatizzati che un giorno potrebbero assistere i medici durante complesse operazioni chirurgiche sono soggetti a rigide restrizioni sui test sull’uomo. Questa mancanza di un metodo di test efficace crea una barriera significativa che impedisce a questi sistemi di raggiungere il mercato. Per questo il progetto ENABLE-S3, finanziato dall’UE, ha sviluppato metodi e procedure di verifica e convalida virtuale per testare sistemi ciberfisici altamente automatizzati. «È comunemente accettato che i test virtuali, eseguiti in combinazione con test reali, sono necessari per portare questi sistemi sul mercato», afferma Sarah Woywod, coordinatrice del progetto ENABLE-S3. «Ma la sperimentazione virtuale richiede nuovi metodi e strumenti corrispondenti, obiettivo della nostra ricerca».
Mattone dopo mattone
Sulla base dei lavori di progetti precedenti come CRYSTAL, RobustSENSE, MBAT, Acosar e PEGASUS, i ricercatori di ENABLE-S3 si sono proposti di fornire uno strumento virtuale per verificare e convalidare i sistemi informatici fisici automatizzati. «Uno degli obiettivi principali del progetto era quello di fornire strumenti tecnologici riutilizzabili, chiamati mattoni, e ambienti di sviluppo senza soluzione di continuità», spiega Woywod. «I mattoni tecnologici promuovono lo sviluppo di modelli e strumenti facilmente riutilizzabili in contesti diversi». Utilizzando questi mattoni tecnologici, il progetto è riuscito a creare un’architettura di test generica per la validazione di sistemi altamente automatizzati. L’architettura è applicabile a tutte e sei le aree di intervento di ENABLE-S3: automobilistica, aerospaziale, ferroviario, marittimo, sanitario e agricolo. Quest’architettura è stata applicata a 12 casi d’uso e a 45 dimostratori, tra cui una funzione di parcheggio automatizzato per i veicoli, una funzione di rilevamento situazionale per i trattori a guida autonoma e un sistema di risonanza magnetica in grado di adattarsi automaticamente alle esigenze del singolo paziente.
Una spinta verso la standardizzazione
Secondo Woywod, il progetto è riuscito a definire le interfacce essenziali utilizzate nei vari mattoni sviluppati: «Utilizzando i risultati di ENABLE-S3, abbiamo fatto uno sforzo significativo per avviare o influenzare attivamente la creazione o l’estensione di standard per il collaudo e la validazione di sistemi automatizzati. Queste interfacce standardizzate sono già utilizzate sia dai partner di progetto che da molte aziende esterne al progetto». Poiché si tratta di un processo continuo, i ricercatori del progetto continuano a sviluppare nuovi metodi e strumenti per testare e convalidare questi sistemi. «L’obiettivo finale è quello di avere metodi di verifica e convalida virtuale che affrontino l’intera catena del valore e il ciclo di vita dei sistemi automatizzati», aggiunge Woywod.
Parole chiave
ENABLE-S3, sistemi automatizzati, verifica virtuale, sistemi ciberfisici automatizzati, veicoli a guida autonoma
