Simple Science

Scienza all'avanguardia spiegata semplicemente

# Informatica# Interazione uomo-macchina

Collegare le simulazioni di laboratorio alla guida reale

I ricercatori usano la realtà mista per migliorare i test automobilistici sia in ambienti controllati che nel mondo reale.

― 5 leggere min


Sviluppo di Metodi diSviluppo di Metodi diTest Automobilisticidella ricerca sulla guida.La realtà mista aumenta l'efficacia
Indice

Nel campo del design e della sicurezza automobilistica, i ricercatori spesso testano nuove idee in ambienti controllati prima di passare alle strade vere. Un metodo comune è l'uso di simulatori di guida in laboratorio. Questi simulatori permettono ai ricercatori di creare varie situazioni di guida senza i rischi associati alla guida reale. Tuttavia, passare dai test in laboratorio alla guida nel mondo reale presenta delle sfide.

Il Ruolo della Realtà Mista nei Test

La tecnologia della realtà mista può aiutare a colmare il divario tra le simulazioni di laboratorio e le condizioni stradali reali. Combinando elementi reali e virtuali, i ricercatori cercano di creare ambienti in cui possono vedere come funzioneranno i nuovi sistemi di guida nel mondo reale. Nonostante i vantaggi, ci sono ancora difficoltà nel fare gli stessi test sia in laboratorio che sulle strade vere.

Presentiamo Portobello: Una Nuova Soluzione

Per affrontare queste sfide, è stato sviluppato un nuovo sistema chiamato Portobello. Questo sistema consente ai ricercatori di utilizzare gli stessi design di studio in entrambi gli ambienti. Portobello rende possibile eseguire i test in un laboratorio e poi replicarli in condizioni reali. L'idea è di creare un'immagine più precisa di come i nuovi sistemi di guida si comporteranno quando saranno effettivamente usati dalle persone sulla strada.

Lo Studio e il Suo Scopo

Per dimostrare quanto bene funziona questo sistema, i ricercatori hanno condotto uno studio coinvolgendo 32 Partecipanti. L'obiettivo era vedere quanto bene riuscissero ad adattarsi e completare compiti sia in un simulatore di laboratorio che in una simulazione su strada usando Portobello. L'attenzione era su come le persone interagivano con i veicoli autonomi alle strisce pedonali.

L'Impostazione dello Studio

I partecipanti si sono seduti in un'auto dotata del sistema Portobello. Hanno vissuto l'esperienza di guidare sia in un simulatore di laboratorio che in un'auto reale sulla strada. In entrambi i casi, l'auto doveva fermarsi automaticamente alle strisce pedonali. I partecipanti utilizzavano uno smartphone per indicare quando era sicuro per l'auto procedere, mimando le condizioni di guida reali.

Differenze tra Simulatori di Laboratorio e Strada

Anche se entrambi i simulatori miravano a creare un'esperienza simile, c'erano differenze notevoli. L'ambiente di laboratorio forniva un ambiente completamente controllato dove i ricercatori potevano facilmente manipolare vari fattori. D'altra parte, la simulazione su strada introduceva complessità reali, come altri conducenti, pedoni e condizioni atmosferiche, aggiungendo realismo ma anche imprevedibilità.

L'Attrezzatura Utilizzata

Nel simulatore di laboratorio, i partecipanti erano seduti in una Fiat 500 modificata davanti a grandi schermi che mostrano una scena di guida virtuale. L'impostazione consentiva un'alta precisione nella creazione di un ambiente virtuale. Il simulatore su strada, invece, utilizzava una Toyota Prius dotata di tecnologia speciale per sovrapporre pedoni virtuali a un feed video reale, consentendo ai partecipanti di vedere sia elementi reali che virtuali contemporaneamente.

Come Funziona Portobello

Il sistema Portobello incorpora tecnologie avanzate come il LiDAR per la navigazione. Questo consente al sistema di riconoscere la posizione dell'auto in tempo reale e rendere accuratamente gli oggetti virtuali in relazione a quella posizione. Utilizzando questa tecnologia, i ricercatori possono garantire che gli elementi virtuali appaiano nei luoghi corretti mentre i partecipanti guidano, indipendentemente dal fatto che si trovino in laboratorio o sulla strada.

Progettare e Condurre lo Studio

Per lo studio sulla cooperazione alle strisce pedonali, i ricercatori hanno sviluppato un piano dettagliato per garantire che gli eventi fossero messi in scena in modo accurato in entrambi i simulatori. Hanno utilizzato un percorso accuratamente mappato su Roosevelt Island che includeva un alto numero di strisce pedonali. Questo percorso ha permesso ai ricercatori di mettere in scena interazioni che avrebbero testato la capacità decisionale dei partecipanti e le risposte dell'auto in modo realistico.

Cosa Hanno Sperimentato i Partecipanti

Durante lo studio, i partecipanti hanno annotato le loro sensazioni e esperienze dopo ogni sessione. Hanno valutato vari aspetti come comfort, sicurezza e divertimento su una scala da uno a cinque. Queste valutazioni sono state analizzate per determinare quanto bene ciascun simulatore ha funzionato in termini di esperienza dell'utente.

Risultati dello Studio

Lo studio ha rivelato che i partecipanti si sentivano generalmente più al sicuro nel simulatore di laboratorio rispetto a quello su strada, probabilmente a causa della natura controllata dell'ambiente. Tuttavia, hanno anche riportato che il simulatore su strada sembrava più un'esperienza di guida reale. I partecipanti hanno mostrato movimenti naturali della testa mentre guidavano su strade reali, suggerendo che erano più coinvolti con il simulatore su strada.

Sfide Affrontate

Anche con i progressi fatti tramite Portobello, le sfide sono emerse. Ad esempio, la presenza di eventi imprevisti, come pedoni reali che attraversano la strada, ha complicato lo studio. Sebbene questi eventi abbiano aumentato il realismo, hanno anche reso più difficile per i ricercatori prevedere come avrebbero reagito i partecipanti.

Importanza della Ricerca

Il principale beneficio di questa ricerca è che evidenzia il potenziale per eseguire studi coordinati in diversi ambienti. Utilizzando Portobello, i ricercatori possono testare gli stessi concetti sia in ambienti di laboratorio controllati che nel mondo reale. Questo approccio non solo migliora la qualità della ricerca, ma fornisce anche preziose intuizioni su come i nuovi sistemi di guida potrebbero comportarsi in situazioni quotidiane.

Direzioni Future

I risultati di questo studio sottolineano l'importanza di avere sistemi di test versatili nella ricerca automobilistica. Con l'evoluzione continua delle tecnologie automobilistiche, garantire che le simulazioni riflettano accuratamente le condizioni del mondo reale sarà fondamentale. Le future innovazioni potrebbero ulteriormente affinare il sistema Portobello, consentendo transizioni ancora più fluide tra i test in laboratorio e su strada.

Conclusione

In generale, lo studio dimostra che l'uso della realtà mista e dei sistemi di simulazione avanzati può migliorare significativamente la ricerca automobilistica. Permettendo l'esecuzione degli stessi design di studio sia in ambienti virtuali che reali, i ricercatori possono raccogliere dati e intuizioni più ricche. Questo, a sua volta, può portare a tecnologie automobilistiche più sicure ed efficaci che beneficiano tutti sulla strada.

Fonte originale

Titolo: Portobello: Extending Driving Simulation from the Lab to the Road

Estratto: In automotive user interface design, testing often starts with lab-based driving simulators and migrates toward on-road studies to mitigate risks. Mixed reality (XR) helps translate virtual study designs to the real road to increase ecological validity. However, researchers rarely run the same study in both in-lab and on-road simulators due to the challenges of replicating studies in both physical and virtual worlds. To provide a common infrastructure to port in-lab study designs on-road, we built a platform-portable infrastructure, Portobello, to enable us to run twinned physical-virtual studies. As a proof-of-concept, we extended the on-road simulator XR-OOM with Portobello. We ran a within-subjects, autonomous-vehicle crosswalk cooperation study (N=32) both in-lab and on-road to investigate study design portability and platform-driven influences on study outcomes. To our knowledge, this is the first system that enables the twinning of studies originally designed for in-lab simulators to be carried out in an on-road platform.

Autori: Fanjun Bu, Stacey Li, David Goedicke, Mark Colley, Gyanendra Sharma, Hiroshi Yasuda, Wendy Ju

Ultimo aggiornamento: 2024-02-12 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2402.08061

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.08061

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

Altro dagli autori

Articoli simili