Migliorare la sicurezza dei pedoni con eHMIs interconnesse

I responsabili delle politiche stanno esaminando come i Veicoli autonomi (AV) possano comunicare meglio con le persone. Un grande aspetto di questo è utilizzare qualcosa chiamato interfacce uomo-macchina esterne (eHMIs). Questi sono sistemi che aiutano gli AV a mostrare le loro intenzioni o lo stato attuale ai pedoni. Tuttavia, ci sono preoccupazioni su quanto bene questi sistemi funzioneranno in aree affollate, dove potrebbero confondere le persone o rendere più difficile la comprensione dei segnali forniti.

Questo studio riguarda una nuova idea chiamata eHMIs interconnesse. Questi sistemi permettono a più AV di lavorare insieme per dare messaggi chiari ai pedoni. Volevamo scoprire se questo approccio può rendere più sicuro e facile attraversare la strada per le persone. Per saperne di più, abbiamo utilizzato la realtà virtuale per osservare come le persone reagiscono a diversi tipi di eHMIs.

#Lo scopo delle eHMIs

Tradizionalmente, quando i guidatori si avvicinavano ai pedoni, si affidavano a segnali non verbali, come il contatto visivo e i segnali manuali, per mostrare le loro intenzioni. Questo sta cambiando con gli AV, che non hanno un conducente umano per comunicare. Le eHMIs sono state create per colmare questa lacuna, utilizzando luci, suoni e altri segnali per mostrare ai pedoni cosa sta facendo il veicolo, come se si sta fermando o si sta muovendo.

L'obiettivo delle eHMIs è migliorare la sicurezza fornendo informazioni che aiutano i pedoni a decidere quando è sicuro attraversare la strada. La sfida sorge perché, man mano che vengono introdotti più AV, i messaggi di questi sistemi potrebbero diventare travolgenti. In spazi pubblici affollati, i pedoni potrebbero non sapere quali segnali seguire o potrebbero rimanere confusi dai messaggi contrastanti di diversi veicoli.

#eHMIs interconnesse: un nuovo approccio

Per affrontare i problemi con le eHMIs tradizionali, i ricercatori hanno proposto un concetto chiamato eHMIs interconnesse. Questa idea collega le eHMIs di più AV per condividere informazioni e creare un messaggio più chiaro per i pedoni. Ad esempio, se un AV rileva che si sta fermando, può comunicare con gli altri per assicurarsi che i pedoni sappiano che è sicuro attraversare.

La ricerca passata si è principalmente concentrata sull'idea delle eHMIs interconnesse in senso teorico, con studi pratici limitati. La nostra ricerca mira ad espandere questo testando un sistema eHMI interconnesso basato su visivi in un ambiente virtuale. Volevamo vedere quanto bene questo design influisca sulla sicurezza dei pedoni, sul loro carico di lavoro o sforzo mentale e sulla loro fiducia nel sistema.

#Domande di ricerca

Dal nostro studio sono emerse due domande principali:

1. Come influiscono le eHMIs interconnesse sulla sicurezza dei pedoni, sul Carico Cognitivo e sulla fiducia quando si attraversano strade affollate?
2. Come influisce la conoscenza pregressa di una persona sulle eHMIs interconnesse sulle loro percezioni di sicurezza, carico di lavoro e fiducia quando attraversano?

#Metodologia

#Progetto di studio

Abbiamo condotto uno studio di realtà virtuale con 32 partecipanti per testare i nostri concetti. Lo studio ha confrontato tre condizioni: una baseline senza eHMIs, eHMIs non collegate ed eHMIs interconnesse. Ogni partecipante ha sperimentato tutte e tre le condizioni in un ordine casuale.

#Simulazione di realtà virtuale

Abbiamo usato la realtà virtuale perché ci consente di creare un ambiente sicuro per osservare il comportamento dei pedoni senza i rischi del traffico reale. La simulazione consisteva in un layout di strada dove i partecipanti potevano provare ad attraversare mentre si confrontavano con diversi segnali di traffico. I partecipanti indossavano visori VR e si muovevano all'interno di un'area designata, attraversando la strada in una fermata dell'autobus virtuale.

#Reclutamento dei partecipanti

I partecipanti sono stati reclutati da diverse fonti, inclusi elenchi di distribuzione universitaria e social media. Lo studio richiedeva ai partecipanti di avere una visione normale o controllata con occhiali. Ogni partecipante ha ricevuto una carta regalo come piccolo incentivo per partecipare.

#Raccolta dati

Per la raccolta dei dati, abbiamo utilizzato sia metodi soggettivi che oggettivi:

• Metriche di sicurezza: Abbiamo tracciato le collisioni, quanto tempo ci è voluto ai partecipanti per iniziare ad attraversare e quanto tempo hanno trascorso attraversando ogni corsia.
• Sicurezza percepita: Abbiamo utilizzato questionari per valutare quanto i partecipanti si sentissero sicuri in diverse condizioni.
• Carico di lavoro: Abbiamo valutato quanto sforzo cognitivo i partecipanti percepivano mentre attraversavano utilizzando un indice standard.
• Fiducia: Abbiamo misurato la fiducia nei sistemi eHMI tramite questionari specifici.

#Metodi di analisi

Abbiamo utilizzato un mix di metodi statistici, concentrandoci sul confronto delle varie condizioni e osservando eventuali schemi o tendenze nel comportamento e nei feedback dei partecipanti.

#Risultati

#Misurazioni di sicurezza

Nei nostri risultati, sebbene le eHMIs interconnesse fossero destinate a migliorare le percezioni di sicurezza, hanno registrato il numero più alto di collisioni. Le principali cause di queste collisioni erano i partecipanti che giudicavano male la distanza necessaria per attraversare la strada o facevano supposizioni errate sul comportamento dei veicoli.

Le eHMIs non collegate hanno anche sollevato alcune preoccupazioni, poiché i partecipanti hanno interpretato i segnali più frequentemente in modo errato. Curiosamente, la condizione baseline, senza eHMIs, ha avuto il minor numero di collisioni, probabilmente perché i partecipanti erano più cauti senza alcun segnale.

#Sicurezza percepita

I partecipanti hanno riportato di sentirsi significativamente più sicuri con le eHMIs interconnesse e non collegate rispetto a quando non erano presenti eHMIs. Questo suggerisce che, anche se la sicurezza reale non è migliorata, la presenza di eHMIs ha dato alle persone più fiducia.

#Carico di lavoro e carico cognitivo

Curiosamente, le eHMIs interconnesse non hanno portato a una diminuzione del carico cognitivo. I partecipanti si sentivano altrettanto mentalmente gravati quando interagivano con questi sistemi rispetto a quelli non collegati o anche nella condizione baseline.

Le eHMIs non collegate hanno prodotto un'esperienza più coerente con minori richieste cognitive, mentre i partecipanti hanno trovato le eHMIs interconnesse più variabili nelle loro risposte. Questa variabilità potrebbe derivare dalla complessità dei segnali.

#Fiducia nei sistemi

I livelli di fiducia variavano tra le condizioni, con entrambi i sistemi eHMI che portavano a una fiducia maggiore rispetto alla baseline. I partecipanti sentivano che le eHMIs interconnesse fornivano informazioni più affidabili. Tuttavia, problemi come la confusione sui segnali potrebbero creare dubbi.

#Impatto della conoscenza

Sorprendentemente, i partecipanti che avevano conoscenze pregresse sulle eHMIs interconnesse percepivano la loro prevedibilità e comprensibilità inferiori rispetto a quelli senza conoscenze pregresse. Questo suggerisce che, mentre l'istruzione sulle eHMI può essere necessaria, potrebbe anche portare a una maggiore consapevolezza delle loro complessità, risultando in una riduzione della fiducia tra le persone informate.

#Discussione

#Principali intuizioni

I nostri risultati evidenziano l'importanza di una comunicazione chiara nei design delle eHMI. Sebbene le eHMIs interconnesse mirino a fornire informazioni complete per ridurre la confusione, introducono anche nuove sfide. L'interpretazione errata dei segnali rimane una preoccupazione, specialmente con la codifica rosso e verde, che potrebbe essere interpretata diversamente in base alle esperienze passate.

È cruciale che i design bilancino sicurezza e comfort dell'utente. Le risposte al passaggio pedonale rosso hanno mostrato che mentre alcuni partecipanti apprezzavano la cautela rappresentata, altri la trovavano confusa in combinazione con il significato tradizionale del rosso come "fermo".

#Raccomandazioni pratiche

1. Migliorare la chiarezza dei segnali: I futuri design potrebbero integrare simboli più universali o messaggi istruttivi che comunicano chiaramente l'intento di attraversare. Considerazioni come l'utilizzo di colori meno allarmanti del rosso potrebbero aiutare i pedoni a sentirsi informati senza indurre stress eccessivo.

2. Comunicazione centralizzata: Invece di far proiettare a ciascun veicolo la propria eHMI indipendentemente dagli altri, creare un sistema sincronizzato potrebbe fornire messaggi più coerenti ai pedoni.

3. Test nel mondo reale: È importante condurre ulteriori test in ambienti che imitano le condizioni del traffico reale. Questo aiuterà a garantire che i sistemi eHMI funzionino efficacemente in diverse situazioni, inclusi il traffico misto guidato da umani e da automobili.

#Conclusione

L'integrazione delle eHMIs nel traffico urbano presenta sia opportunità che sfide. Anche se le eHMIs interconnesse sembrano migliorare le percezioni di sicurezza, contribuiscono anche a confusione e un carico cognitivo maggiore. È chiaro che, mentre questi sistemi mirano ad aiutare i pedoni a navigare meglio nel traffico, i design devono essere chiari, intuitivi e testati in ambienti reali per massimizzare i loro benefici.

La nostra ricerca in corso continuerà a esplorare come raffinare questi sistemi, assicurandoci che soddisfino le esigenze dei pedoni nell'evoluzione del panorama della mobilità urbana.