Nel 1999, durante lo sviluppo del Joint Strike Fighter, un pneumatico di un aereo militare aveva già cominciato a parlare.
Goodyear e Lockheed Martin stavano sviluppando un “Intelligent Tire” nel quale erano integrati un sensore di pressione e un circuito elettronico capaci di trasmettere informazioni sullo stato del pneumatico. Era ancora lontano dagli intelligent tyre delle automobili moderne, ma il principio era già quello: inserire l’elettronica nella gomma per ottenere informazioni direttamente dal componente.
Il settore aeronautico era un terreno particolarmente interessante. Un pneumatico di un aereo lavora in condizioni severe e la sua vita utile è legata a una successione di cicli di utilizzo, ispezioni e manutenzioni. Negli anni successivi Goodyear avrebbe sviluppato ulteriormente sistemi per il monitoraggio delle condizioni dei pneumatici aeronautici.
La domanda tecnica, però, era tutt’altro che banale: come si alimenta un circuito elettronico inserito in una gomma che gira, si deforma continuamente e non può essere collegata a un cavo?
Una delle risposte è il sensore passivo. In alcune architetture il dispositivo non ha una batteria propria, ma può ricevere energia dal campo elettromagnetico generato dal sistema di comunicazione, utilizzandola per attivare il circuito e trasmettere i dati. È un principio vicino a quello dell’RFID (Radio Frequency Identification), anche se nel mondo dei pneumatici sono state sviluppate soluzioni differenti.
Nel tempo sono cambiati sensori, antenne, modalità di alimentazione e sistemi di elaborazione. L’idea di fondo, però, è rimasta: trasformare il pneumatico in un punto di misura senza trasformarlo in un componente elettronico tradizionale.
Il motivo è semplice. Il pneumatico si trova già nel punto più interessante del sistema: il contatto con la strada. Durante la marcia si deforma, si riscalda, sopporta un carico variabile e trasferisce contemporaneamente forze longitudinali e laterali. Un sensore al suo interno può quindi raccogliere informazioni che, dal resto della vettura, sarebbero soltanto indirettamente osservabili.
Pressione e temperatura sono le informazioni più immediate. Accelerazioni e deformazioni possono aggiungere altri dati, che attraverso opportuni algoritmi permettono di ricavare informazioni sul comportamento del pneumatico e sulla sua interazione con la strada.
È qui che il pneumatico cambia natura. Non smette di essere una componente meccanica, ma diventa anche un sensore del sistema vettura.
Goodyear ha sviluppato questa idea con SightLine, una piattaforma che utilizza sensori e algoritmi per monitorare lo stato del pneumatico e ricavare informazioni anche sulle condizioni della strada, fino alla stima del potenziale di attrito pneumatico-asfalto. In una dimostrazione con Gatik, per esempio, queste informazioni sono state fornite in tempo reale a un sistema di guida automatizzata.
Pirelli ha seguito una strada analoga con Cyber Tyre: sensori integrati nel pneumatico raccolgono dati che vengono elaborati dall’elettronica della vettura e possono contribuire alle funzioni di controllo e sicurezza. In applicazioni specifiche, il sistema può inoltre dialogare con l’infrastruttura attraverso la connettività V2X.
A questo punto entra in scena un’altra tecnologia, apparentemente lontana dalla storia del pneumatico: la guida autonoma.
Le competizioni organizzate dalla DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) negli anni Duemila contribuirono a far crescere una generazione di ricercatori e ingegneri impegnati nella percezione dell’ambiente, nella fusione dei dati dei sensori e nel controllo dei veicoli autonomi. Fra loro c’è Bibhrajit Halder, che indica proprio la DARPA Grand Challenge come l’inizio del proprio percorso nel settore dell’autonomia, prima di lavorare su progetti per Caterpillar, Ford e Apple e fondare SafeAI.
Nel 2020 SafeAI e Goodyear portarono questo incontro a un’applicazione concreta: un Caterpillar 725, equipaggiato con il software autonomo di SafeAI, venne dotato di sistemi Goodyear per raccogliere dati di pressione e temperatura e monitorare lo stato dei pneumatici. L’obiettivo era integrare queste informazioni nell’ecosistema di autonomia della macchina.
È un passaggio significativo perché mostra dove sta andando la tecnologia. Il pneumatico intelligente non è interessante semplicemente perché contiene un chip. È interessante perché il dato che nasce dentro il pneumatico può diventare parte delle decisioni prese dalla macchina.
La differenza rispetto al passato è quindi più profonda di quanto suggerisca l’espressione “pneumatico con sensore”. Non si tratta soltanto di aggiungere elettronica a una componente meccanica, ma di utilizzare il punto di contatto fra automobile e strada come luogo nel quale raccogliere informazioni direttamente.
La vettura trasmette alla strada le proprie forze. Il pneumatico le trasferisce e, contemporaneamente, può misurare ciò che accade. L’informazione torna all’elettronica, viene interpretata e può contribuire alla risposta della vettura.
Il percorso diventa circolare.
Nel 1999 il pneumatico intelligente serviva soprattutto a sapere qualcosa in più sul componente che si trovava sotto il velivolo. Oggi la stessa idea può contribuire a far sapere all’automobile che cosa sta succedendo sotto di lei.
La gomma continua a fare il lavoro che ha sempre fatto: sostenere il carico, deformarsi, trasferire le forze e permettere alla vettura di muoversi.
Solo che adesso può anche parlare.
