CROWD4ROADSL’Ateneo di Urbino, la Regione Marche e BlaBlaCar sono i partner principali del progetto internazionale CROWD4ROADS, finanziato dalla Commissione Europea nell’ambito del Programma Quadro per la Ricerca e l’Innovazione Horizon 2020. Ce ne parla il Professor Alessandro Bogliolo, coordinatore dell’iniziativa.

 


Il 1 gennaio 2016 ha preso il via CROWD4ROADS, il progetto da 1.500.000 euro finanziato dalla Commissione Europea. Quali caratteristiche definiscono l’idea fondante dell’iniziativa?

CROWD4ROADS dà la possibilità agli utenti delle strade, guidatori e passeggeri, di contribuire alla ecosostenibilità monitorando la qualità del manto stradale e abituandosi a condividere viaggi in auto piuttosto che usare ciascuno la propria vettura.

Si tratta di un progetto internazionale triennale che coinvolge sette partner. I tre partner pilastri dell’idea sono l’Università Carlo Bo che è coordinatore e capofila grazie anche a SmartRoadSense, progetto nato e sviluppato negli ultimi tre anni a Urbino; la Regione Marche che è fornitore dei servizi e delle infrastrutture cloud su cui si baserà il progetto, e BlaBlaCar, della società francese Comuto, la più grande comunità di trip sharing al mondo. A questi se ne sono aggiunti altri quattro strategici e funzionali alla realizzazione del progetto: la Conventry University che si occuperà di includere dinamiche di gamification, la fondazione rumena non-profit Fundatia Satean, il consorzio territoriale inglese Buckinghamshire Advantage e la Regione Abruzzo che provvederanno ad applicare in itinere le tecniche e i risultati nelle rispettive aree geografiche di appartenenza.

 

Ci pare di capire che CROWD4ROADS coniughi due progetti esistenti: BlaBlaCar e SmartRoadSense. Perché e quali sono le tipicità di entrambi?

Esatto. BlaBlaCar è il noto sistema che consente a un automobilista che sta per intraprendere un viaggio in auto di annunciarlo sulla piattaforma dedicata, in modo tale che chi deve percorrere lo stesso tragitto possa chiedergli un passaggio e condividere le spese. Modalità questa che va a vantaggio dei singoli ma anche dell’interesse collettivo perché quante più persone condividono la stessa auto tante meno auto circolano, con evidenti benefici dal punto di vista del traffico e delle emissioni di Co2.

 

SmartRoadSense è un progetto nato e cresciuto nell’ambito del nostro Dipartimento, e più precisamente della Scuola di Scienze e Tecnologie dell’Informazione, in collaborazione con l’associazione NeuNet.

A svilupparlo è stato il gruppo di ricerca, che coordino, di cui fanno parte Alessandro Aldini, Giacomo Alessandroni, Alberto Carini, Saverio Delpriori, Valerio Freschi, Lorenz Cuno Klopfenstein, Emanuele Lattanzi, Brendan Paolini e Andrea Seraghiti.

SmartRoadSense è un sistema di crowdsensing per il monitoraggio costante delle condizioni del manto stradale. È un’applicazione mobile, disponibile per Android e iOS, che sfrutta gli accelerometri degli smartphone per rilevare e classificare le irregolarità del manto stradale.

L’accelerometro non è altro che un sensore, un dispositivo capace di sentire le vibrazioni. Il microprocessore del telefono cellulare ottiene i dati dall’accelerometro e li elabora automaticamente. Pertanto, quando si percorre un tratto di strada e in automobile è presente uno smartphone, questo rileva ed elabora le vibrazioni che risultano dalla somma di tanti fattori: la forza di gravità, le accelerazioni verticali date da salite e discese, la forza centrifuga che subiamo quando il tracciato segue delle curve, le accelerazioni e le frenate volontarie, la rotazione delle ruote, i giri del motore ecc. A queste, che fanno parte della dinamica dell’autoveicolo e dell’andamento del tracciato, si sommano quelle legate alla granulometria del fondo stradale, alle irregolarità del terreno, alla presenza di dissuasori di velocità, di giunti di dilatazione male allineati o di buche. La cosa interessante, da cui è nata l’idea di SmartRoadSense, è che le prime componenti di accelerazione sono in qualche modo prevedibili, mentre le seconde no. A noi interessano proprio le vibrazioni imprevedibili, perché sono riconducibili alle irregolarità del terreno che vogliamo monitorare. Quindi abbiamo sviluppato algoritmi di elaborazione dei segnali che osservando le tracce degli accelerometri ne prevedono l’andamento futuro. Questa previsione viene sottratta alle tracce effettivamente osservate per ottenere il residuo di predizione, che ci dà la misura dell’irregolarità della strada.

In estrema sintesi, quello che noi facciamo è prendere queste tracce di accelerazione ed esaminarle attraverso algoritmi di elaborazione dei segnali per capire quali delle vibrazioni rilevate siano attribuibili all’irregolarità del fondo stradale.

Dal punto di vista pratico, viaggiando in auto l’utente attiva l’applicazione SmartRoadSense che comincia a campionare gli accelerometri, calcola il residuo di predizione, dal quale deduce l’irregolarità della strada, e lo comunica a un server che costruisce la mappa del manto stradale e su questa rappresenta, con una scala colorimetrica, la qualità dello stato delle strade percorse. Tutte le strade attraversate da utenti che utilizzano questa applicazione finiscono per essere mappate ogni 20 metri e quindi 50 volte al km. I dati aggregati che ne derivano vengono resi disponibili in forma anonima e in modalità aperta, così che chiunque possa scaricarli per sviluppare le proprie ulteriori applicazioni. Quante più persone useranno questi dati, tanto maggiore sarà il vantaggio per la collettività.

 

Quali obiettivi il progetto si propone di raggiungere?

Dal punto di vista complessivo, il progetto, combinando la capacità degli utenti di monitorare la qualità della strada e di modificare le proprie abitudini condividendo i passaggi in auto, contribuisce in modo determinante alla sostenibilità della rete stradale per due ragioni. La prima: perché se ci sono meno auto in circolazione c’è meno traffico e meno emissione di CO2. La seconda, meno diretta ma forse più importante: perché il monitoraggio serve a fornire dati molto dettagliati che, potenzialmente, riguardano tutte le strade italiane e che possono essere messi liberamente a disposizione di chi dovrà farne la manutenzione.

Teniamo conto che la rete stradale è di gran lunga il bene pubblico di maggior valore per qualunque Paese industrializzato. In Italia, facendo una stima del solo strato superficiale, il rivestimento di asfalto ha un valore stimato in 1200 miliardi di euro e mediamente andrebbe rifatto ogni 10 anni, quindi si capisce sia la rilevanza di ciò che esiste, sia il costo di mantenimento. È noto che il ritardo nella manutenzione comporta un ulteriore danno all’infrastruttura stradale con costi di riparazione considerevolmente più elevati. Inoltre, percorrere strade sconnesse implica un aumento sensibile dei costi di manutenzione degli stessi autoveicoli e comporta consumi maggiori e maggiori emissioni di CO2.

 

Uno dei punti chiave di sviluppo di CROWD4ROADS riguarda pratiche di gamification: percorsi di gioco che creano valore?

La comunità che utilizzerà l’applicazione SmartRoadSense verrà coinvolta in un grande gioco collettivo dove il monitoraggio delle strade diventerà un gioco di conquista. In questo modo, gli utenti saranno stimolati ulteriormente a una partecipazione attiva alle azioni di monitoraggio e all’utilizzo dei risultati del progetto.

Quanti più chilometri di strade verranno mappate tanti più crediti o punti si guadagneranno, con la possibilità di esibire la conquista delle strade sui social network o di piantare bandierine nelle mappe di SmartRoadSense. Una premialità questa che sarà rinnovata periodicamente, in modo da garantire che le strade vengano monitorate non una volta per tutte, ma periodicamente ripercorse per verificare l’andamento dello stato di degrado nel tempo e aggiornare i dati frequentemente.

Inoltre, il progetto avrà come risultato anche una piattaforma che consentirà a terzi di monetizzare i crediti acquisiti dagli utenti. Un comune, ad esempio, che volesse mappare in modo sistematico le proprie strade attraverso questo sistema, potrebbe offrire una monetizzazione dei crediti del gioco acquisiti, trasformandoli, magari solo nell’ambito del proprio spazio di competenza, in un numero prestabilito di ore di parcheggio gratuito o nella possibilità di usufruire di altri servizi.

Questo meccanismo è fondamentale per motivare gli utenti a coprire in modo uniforme il territorio, spingendoli a mappare anche le strade meno frequentate.

 

Applicazioni mobile e privacy: una questione aperta. In che modo il progetto tutelerà i dati personali degli utenti?

Il progetto garantirà l’anonimato delle persone che mappano le strade realizzando un compromesso tra l’anonimato e la possibilità di rivendicare la conquista delle strade percorse. In pratica, i nostri server non sanno chi ha mappato le strade, ma il cellulare dell’utente possiede specifiche chiavi attraverso le quali chiedere ai server stessi l’attribuzione delle strade mappate sotto forma di crediti e decidere se renderli palesi oppure no. Operazione questa utile a garantire che il sistema non diventi un sistema di tracciamento degli utenti, problema al quale la Commissione Europea è estremamente sensibile.

 

Una rassegna degli esiti e delle ricadute di CROWD4ROADS?

Legare SmartRoadSense a BlaBlaCar significa metterlo nelle mani di una comunità di utenti che conta 20 milioni di persone e sensibilizzare una quantità cospicua di questi utenti che viaggiano in auto al problema della manutenzione delle strade, in modo che contribuiscano a monitorarle. Tutto ciò con la conseguenza che in tempi brevissimi, a costo praticamente nullo, si possa avere una visione di insieme dello stato delle strade non solo a Urbino e dintorni, ma in tutta l’Italia e, perché no, nel resto d’Europa.

Ma legare i due progetti significa anche che gli alti volumi di dati prodotti da una comunità di vastissime dimensioni non siano gestibili attraverso un normale server universitario. Al momento, proprio a causa di questi limiti di sistema, l’applicazione SmartRoadSense prototipale funziona solo in Italia ed è utilizzata da poche centinaia di persone. Crowd4roads porterà l’applicazione sul sistema cloud della Regione Marche, in modo da garantirne la scalabilità e l’estensione al resto del mondo.

Dal punto di vista della innovatività metodologica, uno degli aspetti interessanti è il fatto che il progetto metta in relazione la sharing economy, l’economia della condivisione, che è qualcosa che nasce dal basso e per interesse personale dei partecipanti, con le istituzioni e con la gestione di un bene pubblico nell’interesse collettivo. Approvando il progetto, la Commissione Europea riconosce, di fatto, il valore che la sharing economy ha nella gestione della cosa pubblica.

In questo vedo una ricaduta importante di principio ancora prima che pratica.

L’altro risultato evidente è che mettendo SmartRoadSense a disposizione di una comunità ampia di utilizzatori si prevede che si riescano a mappare, in modo rapido e a costo praticamente nullo, buona parte delle strade di intere nazioni, prime tra tutte le nazioni target, vale a dire Italia, Romania, Inghilterra e Francia che partecipano al progetto.

Un fatto che mi pare importante rilevale è che l’intero progetto triennale ha un costo di circa 1.500.000 euro. Non sono pochi, ma è l’ordine di grandezza di ciò che un comune di medie dimensioni deve spendere ogni anno per la manutenzione stradale, alla cui ottimizzazione i risultati di CROWD4ROADS contribuiranno in modo sostanziale, sia offrendo una visione d’insieme dinamica che nessun altro sistema offre, sia azzerando i costi del monitoraggio e consentendo di reinvestirli in manutenzione.

 

Comunicare l’iniziativa per valorizzarne gli esiti è azione fondamentale. Quali canali attraverserà la divulgazione del progetto e in che tempi?

Tutti i progetti europei hanno un task dedicato alla divulgazione e alla comunicazione. Noi senz’altro renderemo pubblici tutti i risultati non solo fra tre anni, ma in itinere attraverso siti web dedicati e social network. Tutti i partner faranno la loro parte impegnandosi a rendere note le notizie riguardanti il progetto. Teniamo conto, inoltre, che  BlaBlaCar è una grande comunità e pertanto anche dal punto di vista dell’informazione rappresenta un’ottima partenza perché offre un canale di comunicazione che raggiunge 20 milioni di persone sensibili al tema.