Interazione vocale nella guida autonoma e parzialmente autonoma

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                                     SOMMARIO 
 
L’aumento sul mercato di veicoli a guida autonoma cambierà per sempre 
numerosi settori oltre quello automobilistico, tra cui economico, legislativo, 
assicurativo e relativo alle politiche cittadine riguardanti la viabilità.  
L’utilizzo di questi e delle moderne tecnologie, come gli assistenti vocali, 
arrecheranno numerosi vantaggi soprattutto per quanto concerne la possibilità di 
restituire un’indipendenza alle categorie più fragili, quali soggetti anziani e 
disabili.  
Affinché, dunque, le auto completamente automatizzate possano migliorare la 
qualità di vita delle persone, è necessario progettarle tenendo sempre come punto 
di riferimento le esigenze e le aspettative degli utenti.  
Allo stesso modo anche la prototipazione di interfacce utente, in particolar modo 
quelle ad input vocali, che ne stanno rivoluzionando il panorama, andando a 
costituire un cambio di paradigma per ciò che concerne l’interazione con gli 
utenti, dovrà seguire gli stessi principi. 
 Nel presente elaborato verranno, dunque, discussi i metodi ed i requisiti di 
progettazione da seguire per garantire una User Experience di valore all’interno 
dei veicoli completamente automatizzati e nell’interazione con le interfacce 
vocali all’interno di questi. 
 Le conclusioni riguardanti le opportunità che l’utilizzo di tali veicoli e 
tecnologie apporterebbero alla società intera, prendendo sempre in 
considerazione le sfide ed i rischi che tale rilascio comporterebbe, potranno 
essere un’ulteriore base per l’accettazione e la fiducia verso l’introduzione delle 
auto a guida autonoma.  
 
  
PAROLE CHIAVE: Esperienza utente; Guida Autonoma; Interfacce Vocali; 
Interazione Uomo-Macchina; Intelligenza Artificiale; Machine Learning; 
Natural Language Processing; Usabilità; Dialogo multimodale; Carico 
cognitivo; Distrazione; Accessibilità; Design Universale; Disabilità; Tecnologie 
assistive; Personalizzazione.
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INTRODUZIONE 
 
La società moderna è sempre più influenzata dall’avvento                                                      
dell’informatica, campo di studi giovane che, tuttavia, ne è divenuta 
l’infrastruttura fondamentale per il suo sviluppo economico e culturale.  
 
L’informatica può essere definita come la scienza della risoluzione dei problemi 
tramite l’uso degli elaboratori, strumenti tramite cui si gestiscono e si 
memorizzano le informazioni, i quali mettono a disposizione dell’utente una 
vasta gamma di funzionalità in grado di rispondere ad ogni attività umana.  
Con l’avvento di Internet, poi, grazie a cui ogni tipo di barriera culturale, sociale 
e tecnologica è stata abbattuta, ciò si è massimizzato e le funzionalità per cui 
erano originariamente nati degli artefatti, sono cambiate ed evolute. 
 
In seno all’informatica, si è sviluppata una disciplina che abbraccia un grande 
numero di campi di studi, quali matematica, ingegneria informatica, economia, 
neuroscienze, psicologia, teoria del controllo e della cibernetica, linguistica e 
filosofia, battezzata come “Intelligenza Artificiale”. Essa nasce per comprendere 
i processi cognitivi umani e trasferirli alle macchine con l’obiettivo di migliorare 
la qualità della vita dell’uomo. Essa si occupa, dunque, di sistematizzare ed 
automatizzare abilità intellettive quali il decision-making, il problem-solving e 
l’apprendimento, e può essere potenzialmente applicata ad ogni attività umana. 
Per far ciò una macchina deve possedere sufficienti informazioni riguardo 
l’ambiente in cui esplica le sue funzioni e tramite l’elaborazione di queste, può 
apprendere e compiere azioni appropriate, migliorando le sue prestazioni 
autonomamente.  
Negli anni L’IA è evoluta enormemente e i dispositivi tecnologici offrono più 
funzionalità e parallelamente più semplicità d’uso all’utente. 
 
Ad oggi, ci troviamo nell’era dell’ubiquitous computing, teorizzato da Mark 
Weiser, ricercatore allo Xerox PARC, con cui si intende il dissolversi 
dell’interfaccia: l’utente e l’ambiente si fondono al punto tale che le tecnologie
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divengono trasparenti, si miniaturizzano, sparendo e distribuendosi 
nell’ambiente, con il dissolversi della GUI.   
L’espressione “ubiquitous computing” può avere diverse accezioni, tra cui: 
pervasività di sistemi che offrono capacità di elaborazione locale; capacità 
elaborativa in molteplici oggetti intorno all’uomo; accesso da qualsiasi punto a 
capacità elaborativa in grado di soddisfare quasi tutte le esigenze umane; 
informazioni completamente integrate negli oggetti e nelle attività di tutti i 
giorni. 
Ed effettivamente, l’informatica distribuita pervasiva sta divenendo reale: 
molteplici funzioni sono già disponibili nei touch screen, gesti 3D, voce, audio, 
cruscotti delle auto ed altri. 
Gli utenti iniziano così a crearsi aspettative riguardo le possibili modalità di 
interazione e funzionalità degli artefatti, proiettandole su ogni tipo di oggetto 
d’uso quotidiano, comprese le automobili. 
 
La guida autonoma, argomento di discussione del presente elaborato, è frutto, 
quindi, dell’applicazione dell’Intelligenza artificiale al settore automotive e 
rappresenta il futuro dei trasporti privati e pubblici, la cui introduzione avrà un 
impatto non solo sull’industria automobilistica ma anche sui molteplici aspetti 
della società in cui viviamo, in particolar modo, offrendo la possibilità agli utenti 
più fragili di ritrovare la loro indipendenza e garantendo un aumento della 
produttività ai passeggeri che vi si trovano a bordo, i quali, non dovendo 
impiegare le loro risorse nella guida, avranno l’opportunità di dedicarsi  alle più 
disparate attività.  
 
Nel primo capitolo, dunque, dopo una rassegna dell’evoluzione dell’industria 
automobilistica, dal primo ‘900 in cui le automobili anno erano frutto del lavoro 
della manodopera artigianale, passando alla produzione in massa promossa da 
Henry Ford, fino alla nascita dei primi prototipi di automobili a guida autonoma, 
verranno illustrate le evoluzioni tecnologiche che hanno promosso lo sviluppo 
di tali veicoli.
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Questi, tramite sensori che monitorano l’ambiente e computer dotati di un 
enorme potenza di calcolo, sono in grado di muoversi nello spazio in completa 
o parziale autonomia.  
Come è ovvio che sia il loro si è susseguito attraverso delle tappe che riguardano 
il raggiungimento di un certo stadio di autonomia, che riguarda il grado di 
partecipazione attiva dell’utente a bordo. Nello specifico, sono stati proposti, 
dalla SAE 6 livelli, che verranno trattati in seguito.  
Infine, sono stati menzionati i provvedimenti legislativi promossi in favore del 
rilascio sul mercato e della regolamentazione della viabilità stradale di queste 
automobili e, inoltre, sono state sollevate importanti questioni etiche sul 
comportamento che questi veicoli dovranno adottare in vari casi d’uso. 
 
Dopo tale premessa, tenendo presente che il contenuto dell’elaborato riguarda 
l’interazione vocale degli utenti alla guida con questi speciali veicoli, è stata 
svolta una rassegna storica simile a quella menzionata nel primo capitolo, volta 
ad identificare cosa fossero le interfacce vocali. 
Queste speciali tecnologie interagiscono con l’utente tramite il linguaggio 
parlato, grazie al contributo dell’Intelligenza Artificiale, del Natural Language 
processing, del Machine Learning e del Cloud Service.  
Esse sono in grado di apprendere informazioni da coloro con cui interagiscono, 
al fine di personalizzarne l’interazione. Per cui è stato ritenuto emblematico e 
approfondire i campi disciplinari citati. 
Dopo una revisione della storia di tali tecnologie e una illustrazione dei modelli 
presenti sul mercato, ci si è focalizzati sulle estensioni di tali di tali tecnologie 
nelle automobili presentando gli assistenti vocali più in voga del momento quali 
Carplay di Apple, Echo Auto di Amazon e Google Assistant di Google.  
 
Nel terzo capitolo, dopo aver osservato da vicino sia i veicoli completamente 
automatizzati che le interfacce vocali in tutte le loro componenti, ci si è 
soffermati sull’interazione tra questi e l’utente. 
Nello specifico è stato sottolineato come, se l’obiettivo iniziale di interazione 
multimodale all’interno del veicolo fosse rivolto al compito primario del
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conducente alla guida e della sicurezza sua e degli altri utenti della strada, ad 
oggi i progettisti fanno della User Experience alla guida il baricentro delle loro 
ricerche.  
Essi sono mossi, nelle loro sperimentazioni, dalle esigenze degli utenti 
soprattutto per le attività secondarie e terziarie da poter svolgere in questi veicoli, 
le quali non sono strettamente legate alla guida. 
Sono stati chiariti, dunque, il significato di esperienza e di usabilità e di tutte le 
nozioni appartenenti alla disciplina di cui fanno parte vale a dire l’Interazione 
Uomo-macchina. 
È stato mostrato come, con l’introduzione delle interfacce utente sia stato 
possibile alleggerire il carico cognitivo del conducente, non impattando sulla sua 
attività di guida, distraendolo. 
Quindi, sono stati illustrati i concetti di carico cognitivo e di risorse attenzionali 
con l’approfondimento di due studi condotti rispettivamente da Braun M. e 
colleghi, e da Lee S.C e colleghi, che hanno illustrato come la personalizzazione 
degli assistenti vocali e la realizzazione di una tassonomia di design basata su 
requisiti di progettazione che trovano il loro fondamento nelle aspettative degli 
utenti possano fornire una User Experience di valore. 
 
Infine, nel quarto capitolo, sono stati discussi i vantaggi che si possono trarre da 
tale interazione e, in generale, dall’utilizzo delle automobili completamente 
automatizzate e delle interfacce vocali in riferimento alle categorie più fragili. 
Si è voluto sottolineare come le tecnologie di questo tipo siano un emblematico 
esempio di accessibilità e di progettazione che arreca benefici a tutti gli utenti 
appartenenti a differenti categorie di popolazione.  
Per tale motivo, dopo aver chiarito l’etimologia ed il significato della parola 
disabilità, sono state mostrate applicazioni concrete di automobili 
completamente automatizzate comandabili attraverso le interfacce vocali 
progettate ad hoc per tali utenti.
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CAPITOLO 1. 
 SELF DRIVING CARS 
 
L’intelligenza artificiale interessa ed influenza trasversalmente numerosi 
settori, tra cui quello automotive. 
Tale settore è stato caratterizzato sin dalle sue origini, da continue evoluzioni, e 
lo è ancor di più nell’attuale società caratterizzata dalle innovazioni tecnologiche 
e da internet. 
Pertanto, in questo campo le applicazioni dell’Intelligenza artificiale sono 
numerosissime: dal design, allo sviluppo, dalla produzione alla 
commercializzazione dei veicoli; ci sono applicazioni che riguardano la 
realizzazione di piattaforme in grado di mettere in contatto i 
conducenti/passeggeri con i servizi che si trovano in prossimità dell’automobile; 
sistemi di assistenza volti a migliorare e semplificare l’esperienza del 
conducente alla guida come i controlli di velocità intelligenti, gli allarmi di 
riconoscimento di pedoni e ciclisti ed i sistemi di frenata automatica;  nonché  
strumenti volti ad analizzare i dati relativi al traffico e alla scelta del percorso 
migliore.  
La guida autonoma è, dunque, una delle applicazioni più attese dell’IA e la sua 
applicazione impatterà non solo i trasporti pubblici e privati, ma anche 
autotrasportatori, navi merci, camion, macchine agricole, aerei e veicoli militari.  
 
Questo capitolo, però, sarà incentrato sull’analisi delle automobili 
automatizzate,  veri e propri data center su ruote, mirati a garantire la sicurezza 
stradale, a ridurre il carico cognitivo dell’utente alla guida e realizzare per questi 
un’User Experience di valore, ma anche ridurre l’emissione di sostanze 
inquinanti e l’utilizzo di carburante, decongestionare il traffico stradale, offrire 
a gruppi sociali più fragili la possibilità di viaggiare comodamente e senza rischi, 
ridimensionare le aree destinate ai parcheggi e, di conseguenza,  trasformare i 
centri urbani ed extra-urbani, garantire un aumento del tempo a disposizione  per 
i passeggeri che vi si trovano a bordo, i quali, non dovendo impegnare le proprie