SPIN-OFF

Pneumatici hi-tech: così la napoletana Megaride sviluppa algoritmi per il loro controllo



MegaRide, spin-off dell’Università Federico II di Napoli, ha a sua volta dato vita a uno spin-off, VESevo (acronimo di Viscoelasticity Evaluation System Evolved), che produce un dispositivo di misura per l’analisi delle proprietà meccaniche delle mescole degli pneumatici. Prima applicazione: l’ambito motorsport

di Patrizia Licata

Pubblicato il 17 Gen 2023


Immagine di Illus_man da Shutterstock

Dalle performance alla sicurezza, lo pneumatico hi-tech è il perno su cui ruota il futuro dell’auto connessa e automatizzata. L’intuizione è di MegaRide, spin-off dell’Università Federico II di Napoli che sviluppa algoritmi per il controllo degli pneumatici. Le gomme “non sono un oggetto di tuning, ma un subcomponente vero e proprio”, afferma il co-fondatore e CTO Aleksandr Sakhnevych. “Costituiscono, letteralmente, la base del veicolo e la loro caratterizzazione è fondamentale”.

Se le subcomponenti dell’auto vengono caratterizzate con metriche precise, e modellate con formulazioni matematiche in grado di rappresentare fedelmente la realtà, si possono costruire dei doppioni digitali su cui iterare le fasi di prototipazione e sviluppo diminuendo il numero di prototipi fisici necessari, e minimizzando i tempi di sviluppo e i costi annessi. Gli stessi modelli così realizzati possono essere adoperati per analizzare il comportamento degli pneumatici in ogni potenziale condizione operativa del veicolo, consentendo di prototipare già in simulazione le logiche di controllo finalizzate all’ottimizzazione delle prestazioni e della sicurezza del veicolo, ci ha spiegato Sakhnevych.

Nel tempo MegaRide ha ampliato ulteriormente l’offerta, dando a sua volta vita allo spin-off VESevo (acronimo di Viscoelasticity Evaluation System Evolved), che produce un dispositivo di misura per l’analisi delle proprietà meccaniche delle mescole degli pneumatici. L’accuratezza e i vantaggi offerti dalla tecnica non distruttiva sviluppata sono tali che VESevo è già stato adottato da diversi team di Formula 1, Formula E, MotoGP e Nascar. “Con la ricerca e lo sviluppo che fungono da trait d’union tra MegaRide, il mondo accademico e il polo industriale, il tutto in uno scambio virtuoso, continuiamo a risolvere problemi tecnologici con un occhio che tende alla diffusione delle tecnologie associate alle smart road e alle auto driverless. Le stesse infatti – chiarisce Sakhnevych – restano il nostro punto di arrivo”.

Identikit di MegaRide

MegaRide nasce dalla necessità di riprodurre fedelmente in ambiente simulativo il comportamento degli pneumatici, con particolare riguardo al settore delle competizioni automobilistiche. Nel dettaglio, a partire dalla ricerca del gruppo di Meccanica Applicata alle Macchine dell’Università Federico II, i tre soci, ricercatori e docenti universitari, Francesco Timpone, Flavio Farroni e Aleksandr Sakhnevych, nel 2016 hanno fondato MegaRide. Ed invero, grazie al know-how e al network accademico, lo spin-off universitario ha cominciato a fatturare già dal primo giorno ed ha attratto clienti del calibro di Ferrari e Ducati. L’azienda, che ha vinto l’edizione 2020 dell’Italian Master Startup Award, è oramai una scaleup con ricavi che continuano a crescere a due cifre (+65% nel 2022).

“Con MegaRide abbiamo condensato la fisica dello pneumatico in un’efficiente formulazione matematica, in grado di tradurre in linguaggio digitale le caratteristiche degli pneumatici e di simulare fedelmente il contatto del veicolo con la strada”, spiega Sakhnevych. “Questo permette di prevedere e governare il comportamento dello pneumatico e dell’intero veicolo sia nella fase fisiologica che patologica del suo utilizzo”

L’intuizione di VESevo

VESevo rappresenta uno step ulteriore nella ricerca di MegaRide e del gruppo Vehicle Dynamics del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università Federico II. Lo spin-off utilizza una combinazione di hardware e software brevettato che raccoglie informazioni sulle caratteristiche meccaniche del battistrada e, tramite un algoritmo appositamente sviluppato, permette ai tecnici di ottenere una misura affidabile ed istantanea delle proprietà viscoelastiche della mescola tramite una prova non distruttiva.

“Gli pneumatici sono l’unico punto di contatto tra veicolo e fondo stradale e in questo spazio ristretto avvengono numerosi fenomeni fisici e chimici che influenzano il comportamento del veicolo”, afferma Sakhnevych. “VESevo si propone come l’unico sistema che consente di analizzare lo stato dei materiali viscoelastici, tra cui pneumatici, dando la possibilità di prevederne il comportamento e analizzarne l’evoluzione nel tempo, senza danneggiarle e senza alterarne le caratteristiche fisiche e chimiche”.

Le applicazioni motorsport

La tecnologia di VESevo ha avuto come prima applicazione l’ambito motorsport, dove il comportamento degli pneumatici può variare sensibilmente in un breve lasso di tempo.

“Quando i team ricevono gli pneumatici dai produttori, essi non hanno informazioni dettagliate”, spiega Sakhnevych, “in modo che il tyre maker resti neutrale. La nostra tecnologia, brevettata dal 2018, fotografa la natura viscoelastica delle mescole, misurandone in modo oggettivo i parametri ed agevolandone lo sfruttamento delle proprietà nella temperature window dello pneumatico in gara; tanto al fine di favorire la prestazione e, nello stesso tempo, governare il fenomeno del degrado e dell’usura. VESevo ha colmato una lacuna nel mercato, tanto che ormai è adottata dai team di racing in tutto il mondo, dalla Moto GP alle Formule E, 1 e 2, al Nascar fino al mondo rally. Di più, è un prodotto che si rivolge anche ai costruttori di pneumatici e alle industrie che fanno uso di materiali viscoelastici, i quali potranno beneficiare del monitoraggio delle caratteristiche dei materiali lungo le linee di produzione al fine di ottimizzare i processi di produzione, minimizzare gli scarti ed assicurare la maggiore sostenibilità dei propri prodotti”.

In tempi recenti, MegaRide ha cominciato ad adattare e rendere disponibili le proprie soluzioni tyre-based alle tecnologie embedded del comparto automotive, capaci di utilizzare i sensori installati di default a bordo dei veicoli al fine di ottenere una stima realistica dello stato del veicolo, pneumatico e fondo stradale. Anche noi automobilisti comuni possiamo beneficiarne: la soluzione embedded di questo tipo potrebbe avvisare il conducente sulle condizioni dell’asfalto (neve, ghiaccio, olio su strada, terreno scivoloso…) e, in futuro, avvisare l’intera infrastruttura V2X, favorendo al contempo la minimizzazione del consumo di energia delle flotte e la massimizzazione dell’efficienza delle smart cities. Del resto, il vero punto di arrivo delle venture nate dalla ricerca dell’Università Federico II è proprio il driveless.

Il valore del tech exchange

Il trasferimento tecnologico dall’Università resta la prima arma vincente di MegaRide e VESevo. Anzi, Sakhnevych preferisce parlare di technological exchange, uno scambio a due sensi tra università e industria con cui il mondo della ricerca trasforma le sue scoperte in applicazioni per il mercato e le imprese stimolano nuove scoperte presentando le loro esigenze.

“Mentre proseguiamo l’R&D, agiamo da collegamento tra la ricerca e l’industria”, spiega il CTO di MegaRide. “Per esempio, MegaRide finanzia dottorati e convenzioni di ricerca per approfondire specifiche tematiche prospettiche sulla scorta delle richieste avanzate dalle imprese; forma tirocinanti e tesisti provenienti dall’Italia e dall’estero; da ultimo, attraverso i dati raccolti con l’hardware VESevo, utilizzati anche in Formula 1, ben nascosti nei paddock, svolge un’indagine sul campo a fianco dei costruttori, applicando i nostri prodotti e al tempo stesso stimolandone nuovi avanzamenti”.

Il segreto del successo risiede anche nella scelta del linguaggio C/C++ per scrivere il codici dei prodotti, “un linguaggio semplice ed efficace, utilizzabile senza riconversioni nella maggior parte degli ambienti di sviluppo e delle applicazioni richieste, a partire dai più evoluti simulatori di guida e dalle postazioni di calcolo dei tecnici, fino alle applicazioni embedded a bordo veicolo, che ha permesso di creare un fondamento sempre valido su cui far evolvere la nostra tecnologia”, afferma Sakhnevych.

Verso la guida autonoma

Nel circolo virtuoso ricerca-industria rientra la partecipazione di MegaRide alla gara per auto driverless Indy Autonomous Challenge 2022 a fianco del team Euroracing promosso dall’Università di Modena e Reggio Emilia. La squadra Euroracing, capitanata dal professor Marko Bertogna, e che si è piazzata seconda, ha riunito ricercatori di diverse università italiane ed europee. Attraverso il suo spin-off HiPeRT, l’UniMoRe ha infatti contribuito con la competenza sulla guida autonoma, mentre l’Università di Pisa ha portato le conoscenze accumulate nelle partecipazioni alla RoboRace. Lo svizzero ETH ha partecipato allo sviluppo del veicolo driverless, mentre la Polish Academy of Sciences ha fornito il suo know-how sulle reti neurali per la real-time perception. MegaRide ci ha messo le sue tecnologie per l’ottimizzazione delle prestazioni dinamiche dell’auto, soprattutto per quanto riguarda l’interazione tra gomme, vettura e fondo stradale.

Nella prossima stagione di Formula E, annuncia Sakhnevych, MegaRide lavorerà con due team (nomi ancora top secret). Nel frattempo prosegue la partnership tecnica con l’auto senza pilota dell’Università di Modena e partecipa allo sviluppo delle tecnologie che fanno dialogare i veicoli e le infrastrutture, un altro passo fondamentale nello sviluppo della guida autonoma.

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