Manteniendo a los conductores alerta en vehículos automatizados
Un estudio examina cómo los métodos de visualización mantienen la preparación del conductor en coches automatizados.
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Tabla de contenidos
Los vehículos automatizados se están convirtiendo en una realidad, transformando nuestra forma de pensar sobre conducir. A medida que estos vehículos se vuelven más avanzados, también cambia la manera en que los humanos interactúan con ellos. Este documento examina cómo diferentes métodos de visualización pueden ayudar a los conductores a mantenerse alerta y preparados para tomar el control cuando sea necesario. Nos enfocamos en la conducción automatizada condicional, donde el vehículo puede conducir por sí mismo en ciertas situaciones, pero el conductor debe estar listo para intervenir en cualquier momento.
El Desafío de la Atención Humana
En la conducción automatizada, la gente a menudo desvía su atención a actividades que no son de conducción, como ver videos o usar sus teléfonos. Esto puede provocar problemas de seguridad si un conductor no está preparado para recuperar el control del vehículo cuando se necesita. La investigación muestra que cuando los conductores participan en actividades no relacionadas con la conducción (NDRA), su Conciencia situacional puede disminuir, lo que lleva a peligros potenciales en la carretera.
A medida que la tecnología de conducción automatizada avanza, la naturaleza de la tarea de conducir está evolucionando. Se requiere que los conductores monitoreen el vehículo y estén listos para hacerse cargo en cualquier momento. Esto plantea una pregunta clave: ¿cómo podemos diseñar sistemas que mantengan a los conductores conscientes de su entorno mientras participan en otras actividades?
Objetivo del Estudio
Este estudio investiga cómo diferentes intervenciones de visualización pueden ayudar a los conductores a mantener la preparación mientras ven videos o participan en otras tareas que no son de conducción. Específicamente, analizamos tres tipos de intervenciones:
- Una visualización de la incertidumbre del vehículo.
- Interrumpir el contenido del video durante momentos críticos de conducción.
- Una combinación de la visualización de incertidumbre y la Interrupción del video.
Nuestro objetivo es explorar cómo estos diferentes métodos pueden impactar el comportamiento del conductor y la usabilidad, centrándonos en qué tan bien pueden los conductores monitorear su entorno mientras están involucrados en actividades no relacionadas con la conducción.
Métodos de Investigación
Realizamos un estudio utilizando un simulador de conducción de alta fidelidad con 215 participantes. El simulador proporcionó una experiencia inmersiva, replicando condiciones de conducción de la vida real. Los participantes participaron en una conducción simulada mientras veían una serie de clips de video cortos. A lo largo de la conducción, introdujimos diferentes intervenciones de visualización para observar sus efectos en la atención y el comportamiento de Monitoreo.
Diseño del Estudio
El estudio se organizó en cuatro grupos:
- Grupo Base (BL): Los participantes vieron los videos sin ninguna interrupción o visualización.
- Grupo de Visualización (T1): Los participantes recibieron una visualización que mostraba la incertidumbre del vehículo en el entorno de conducción.
- Grupo de Interrupción (T2): El video fue interrumpido durante momentos clave de conducción para redirigir la atención a la carretera.
- Grupo Combinado (T3): Este grupo experimentó tanto la visualización de incertidumbre como las interrupciones de video.
Se pidió a los participantes que monitorearan su entorno mientras veían los videos y respondieran a ciertos marcadores que aparecieron durante la conducción.
Observaciones y Hallazgos
Comportamiento de la Mirada
Monitoreamos de cerca a dónde miraban los participantes durante la simulación. Usamos un análisis de mapa de calor para visualizar hacia dónde estaba dirigida su mirada con el tiempo. Los hallazgos mostraron patrones distintos para cada grupo:
Los participantes en el Grupo de Visualización (T1) tendían a concentrarse más en el contenido del video en comparación con otros grupos. Este grupo mostró un retraso en desviar su mirada al entorno de conducción, especialmente durante momentos críticos como la incorporación o al encontrar obstáculos.
El Grupo de Interrupción (T2) tenía un patrón de mirada más disperso. A menudo cambiaban su atención entre la carretera y el video, lo que indica un mayor nivel de conciencia situacional.
El Grupo Combinado (T3) mostró el comportamiento más equilibrado. Respondieron rápidamente a las interrupciones y devolvieron su mirada al entorno de conducción rápidamente después de ver el video.
El análisis de mapa de calor reveló que tanto las interrupciones como las visualizaciones influenciaron cómo los participantes dirigieron su atención, con variaciones significativas según el tipo de intervención que experimentaron.
Conciencia Situacional
La conciencia situacional se refiere a la capacidad de una persona para percibir y comprender el entorno de conducción. Nuestro estudio encontró que participar en una tarea que no es de conducción sin apoyo disminuyó la conciencia situacional entre los participantes. Sin embargo, el uso de visualizaciones y interrupciones oportunas ayudó a mejorar la conciencia.
Los participantes en los Grupos de Interrupción y Combinado eran más propensos a mantenerse conscientes de su entorno, como lo indica su respuesta a los marcadores durante la conducción. El tiempo de estas respuestas varió, siendo el Grupo Combinado el que exhibió las reacciones más rápidas, lo que sugiere que la combinación de intervenciones los mantenía atentamente conectados a la tarea de conducción.
Usabilidad de las Intervenciones
Después de la simulación de conducción, los participantes completaron una encuesta de usabilidad para evaluar su experiencia. Sorprendentemente, no encontramos una diferencia significativa en las puntuaciones de usabilidad entre los grupos. Esto indica que, incluso con interrupciones o visualizaciones de información adicionales, los participantes no sintieron que su experiencia general se viera afectada negativamente.
Discusión
Los hallazgos sugieren que las intervenciones de visualización pueden afectar positivamente la forma en que los conductores interactúan con su entorno mientras participan en actividades que no son de conducción. Los puntos clave incluyen:
Las Visualizaciones Solas Pueden Distraer: Aunque las visualizaciones pueden ayudar a comunicar información crítica, también pueden desviar la atención de la tarea de conducción si no se implementan con cuidado.
Interrupciones como Recordatorios: Interrumpir la actividad no relacionada con la conducción demostró ser beneficioso para reenfocar la atención en la carretera. Los participantes devolvieron su mirada al entorno más rápido después de una interrupción bien cronometrada.
Combinando Estrategias: La combinación de visualizaciones y interrupciones mostró el mayor potencial. Este enfoque parece efectivo para equilibrar la necesidad de que los conductores se involucren en su actividad elegida mientras siguen estando preparados para intervenir cuando sea necesario.
Conclusión
A medida que los vehículos automatizados continúan evolucionando, es esencial encontrar maneras efectivas de mantener a los conductores informados y comprometidos. Este estudio resalta el valor de las intervenciones de visualización en la promoción de un comportamiento de conducción más seguro. Al usar una combinación de visualizaciones y interrupciones oportunas, podemos ayudar a los conductores a mantener un mayor nivel de conciencia situacional y preparación.
Futuros estudios deberían explorar más a fondo las sutilezas de la gestión de la atención en la conducción automatizada, incluyendo el impacto de diferentes tipos de actividades no relacionadas con la conducción en el comportamiento del conductor. Entender cómo crear sistemas de apoyo que mejoren la seguridad y la usabilidad será crucial a medida que avancemos hacia un futuro donde la conducción automatizada sea la norma.
En última instancia, crear sistemas de transporte seguros dependerá de qué tan bien diseñemos e implementemos las interacciones humano-máquina, asegurando que incluso cuando los conductores estén comprometidos en actividades no relacionadas con la conducción, todavía estén preparados para tomar el control cuando más importa.
Título: An Eye Gaze Heatmap Analysis of Uncertainty Head-Up Display Designs for Conditional Automated Driving
Resumen: This paper reports results from a high-fidelity driving simulator study (N=215) about a head-up display (HUD) that conveys a conditional automated vehicle's dynamic "uncertainty" about the current situation while fallback drivers watch entertaining videos. We compared (between-group) three design interventions: display (a bar visualisation of uncertainty close to the video), interruption (interrupting the video during uncertain situations), and combination (a combination of both), against a baseline (video-only). We visualised eye-tracking data to conduct a heatmap analysis of the four groups' gaze behaviour over time. We found interruptions initiated a phase during which participants interleaved their attention between monitoring and entertainment. This improved monitoring behaviour was more pronounced in combination compared to interruption, suggesting pre-warning interruptions have positive effects. The same addition had negative effects without interruptions (comparing baseline & display). Intermittent interruptions may have safety benefits over placing additional peripheral displays without compromising usability.
Autores: Michael A. Gerber, Ronald Schroeter, Daniel Johnson, Christian P. Janssen, Andry Rakotonirainy, Jonny Kuo, Mike G. Lenne
Última actualización: 2024-02-27 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2402.17751
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.17751
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
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