Sviluppare la tecnologia per mettere l’autonomia al posto di guida
L’auto moderna è spesso paragonata a un computer su ruote, con i sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) che rappresentano solo un assaggio del suo potenziale. Con il continuo progresso dei sistemi di sensori avanzati e della fusione dei relativi dati ricavati, le nostre auto raggiungeranno presto la completa automazione. Il problema è che gli attuali sensori radar per veicoli non possiedono la larghezza di banda necessaria per soddisfare le complesse richieste delle operazioni di guida in sicurezza dei veicoli autonomi. Lo spettro di frequenza sub-terahertz (THz), che va da 150 a 300 gigahertz (GHz), ha un potenziale per questo tipo di comunicazione radar, ma richiede micro dispositivi in grado di trasmettere, ricevere e collegare in rete tale frequenza. È qui che entra il gioco il progetto car2tera.eu (Car2TERA), finanziato dall’UE. «Car2TERA è all’avanguardia nello sviluppo di tecnologie sub-THz a grande larghezza di banda per sistemi avanzati di sensori nell’abitacolo, fusione di dati di sensori e collegamenti dati ad alta velocità», afferma Barbara Gaggl, responsabile di progetto presso TECHNIKON, una società austriaca di servizi di ricerca.
Un successo tecnico
Il successo tecnico del progetto, promosso dalle diverse competenze del team di ricerca, ha portato allo sviluppo di dimostratori TRL 4 in due nuovi promettenti scenari applicativi: sensori radar per automobili a corto raggio per il monitoraggio in tempo reale dei passeggeri e collegamenti dati THz-via-plastica a breve distanza. «Questi progressi consentono di affrontare efficacemente le complesse sfide associate alla guida autonoma sicura e alle operazioni dei robot mobili», spiega Gaggl, che ha anche fatto parte del team di coordinamento del progetto. Uno dei principali sviluppi del progetto è stato un nuovo front-end miniaturizzato per la formazione del fascio sub-THz. La soluzione non solo utilizza un’innovativa tecnologia di integrazione del sistema a guida d’onda microlavorata, ma è inoltre in grado di cambiare la forma del fascio. «Una delle applicazioni di questa tecnologia è il monitoraggio dei passeggeri nell’abitacolo, che rappresenta il mercato dei sensori per automobili in più rapida crescita», riferisce Gaggl. «Siamo certi che la nostra soluzione contribuirà a rendere possibili misure di mitigazione degli incidenti indipendenti e adattate in tempo reale, nonché capacità di rilevamento dei segni vitali». I ricercatori hanno anche sviluppato una nuova interfaccia plastica-fibra a microonde che consente l’accoppiamento economico e ad alte prestazioni di circuiti integrati monolitici a microonde (MMIC) al silicio-germanio (SiGe) di tipo industriale o della tecnologia MMIC al grafene. «Questi collegamenti dati THz-via-plastica a breve distanza e ad alta velocità di trasmissione dati per le reti di accesso radio e dorsali delle telecomunicazioni agevoleranno la crescita dei dati richiesta dal 5G e sostituiranno in ultima analisi i costosi e inaffidabili collegamenti in fibra», osserva Gaggl. Questi componenti, congiuntamente ad altri, sono stati riuniti in un prototipo di radar automobilistico a 240 GHz. Il prototipo TRL 4 ha dimostrato con successo la fattibilità di sistemi elettronici intelligenti sub-THz basati sulle più recenti tecnologie di semiconduttori, microsistemi e nanoelettronica.
Ampliare il vantaggio competitivo dell’Europa
Oltre a far progredire lo stato dell’arte dei sistemi elettronici intelligenti per autoveicoli di prossima generazione, il progetto Car2TERA ha anche contribuito a rafforzare la leadership industriale europea nei radar per autoveicoli e nelle tecnologie sub-THz emergenti e accessibili. In questo modo, essi rafforzano la presenza dell’Europa nel competitivo mercato dei sistemi di sensori elettronici intelligenti. Secondo Gaggl, i produttori europei di moduli per automobili detengono una quota di mercato del 79 % dei radar destinati a tali veicoli, mentre i produttori europei di semiconduttori vantano una quota del 90 % del mercato dei chipset per radar per autovetture. «Car2TERA estende la storia di successo dell’Europa nei sistemi di sensori elettronici avanzati e intelligenti allo spettro di frequenza sub-THz», dichiara. Inoltre, la tecnologia radar a corto raggio e a frequenza sub-THz sviluppata durante il progetto consentirà l’implementazione di applicazioni emergenti, come il rilevamento nell’abitacolo. «Dalla sicurezza delle automobili ai collegamenti dati ad alta velocità, Car2TERA ha spinto i confini della ricerca europea a un livello superiore», conclude Gaggl.
Parole chiave
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