Mantendo os motoristas ligados em veículos automatizados
Estudo analisa como os métodos de exibição mantêm a prontidão do motorista em carros automatizados.
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Índice
Veículos automatizados estão se tornando uma realidade, mudando a forma como pensamos sobre dirigir. À medida que esses veículos ficam mais avançados, a maneira como os humanos interagem com eles também muda. Este artigo examina como diferentes métodos de exibição podem ajudar os motoristas a manterem-se alertas e prontos para assumir o controle quando necessário. Nosso foco é na condução automatizada condicional, onde o veículo pode dirigir sozinho em certas situações, mas o motorista deve estar pronto para intervir a qualquer momento.
O Desafio da Atenção Humana
Na condução automatizada, as pessoas costumam desviar a atenção para atividades não relacionadas à direção, como assistir a vídeos ou usar o celular. Isso pode causar problemas de segurança se o motorista não estiver preparado para retomar o controle do veículo quando necessário. Pesquisas mostram que quando os motoristas se envolvem em atividades não relacionadas à direção (NDRA), a percepção da situação pode diminuir, levando a perigos potenciais na estrada.
À medida que a tecnologia de condução automatizada avança, a natureza da tarefa de dirigir está evoluindo. Os motoristas precisam monitorar o veículo e estar prontos para assumir o controle a qualquer momento. Isso levanta uma questão chave: como podemos projetar sistemas que mantenham os motoristas cientes do que está acontecendo ao redor enquanto estão envolvidos em outras atividades?
Objetivo do Estudo
Este estudo investiga como diferentes intervenções de exibição podem ajudar os motoristas a manter a prontidão enquanto assistem a vídeos ou realizam outras tarefas não relacionadas à direção. Especificamente, analisamos três tipos de intervenções:
- Uma exibição Visual da incerteza do veículo.
- Interromper o conteúdo do vídeo durante momentos críticos de direção.
- Uma combinação de incerteza visual e Interrupção de vídeo.
Nosso objetivo é explorar como esses diferentes métodos podem impactar o comportamento e a usabilidade do motorista, focando em quão bem os motoristas podem monitorar seu ambiente enquanto estão envolvidos em atividades não relacionadas à direção.
Métodos de Pesquisa
Realizamos um estudo usando um simulador de direção de alta fidelidade com 215 participantes. O simulador proporcionou uma experiência imersiva, replicando condições reais de direção. Os participantes participaram de uma simulação de direção enquanto assistiam a uma série de clipes de vídeo curtos. Durante a simulação, introduzimos diferentes intervenções de exibição para observar seus efeitos na atenção e no comportamento de Monitoramento.
Design do Estudo
O estudo foi organizado em quatro grupos:
- Grupo Baseline (BL): Os participantes assistiram aos vídeos sem interrupções ou exibições visuais.
- Grupo de Exibição (T1): Os participantes receberam uma exibição visual mostrando a incerteza do veículo no ambiente de direção.
- Grupo de Interrupção (T2): O vídeo foi interrompido durante momentos-chave de direção para redirecionar a atenção para a estrada.
- Grupo de Combinação (T3): Esse grupo experimentou tanto a exibição de incerteza visual quanto as interrupções de vídeo.
Os participantes foram solicitados a monitorar o que estava ao seu redor enquanto assistiam aos vídeos e a responder a determinados marcadores que apareciam durante a condução.
Observações e Descobertas
Comportamento de Olhar
Monitoramos de perto para onde os participantes estavam olhando durante a simulação. Usamos análise de mapa de calor para visualizar onde seu olhar estava direcionado ao longo do tempo. As descobertas mostraram padrões distintos para cada grupo:
Participantes do Grupo de Exibição (T1) tendiam a focar mais no conteúdo do vídeo em comparação com outros grupos. Esse grupo mostrou um atraso em mudar seu olhar para o ambiente de direção, especialmente durante momentos críticos, como quando estavam fazendo uma conversão ou encontrando obstáculos.
O Grupo de Interrupção (T2) teve um padrão de olhar mais disperso. Eles frequentemente mudavam sua atenção entre a estrada e o vídeo, indicando um nível mais alto de Consciência Situacional.
O Grupo de Combinação (T3) exibiu o comportamento mais equilibrado. Eles responderam rapidamente às interrupções e retornaram seu olhar para o ambiente de direção prontamente após assistir ao vídeo.
A análise de mapa de calor revelou que tanto as interrupções quanto as exibições visuais influenciaram como os participantes direcionaram sua atenção, com variações significativas baseadas no tipo de intervenção experimentada.
Consciência Situacional
Consciência situacional refere-se à capacidade de uma pessoa perceber e entender o ambiente de direção. Nosso estudo descobriu que se envolver em uma tarefa não relacionada à direção sem suporte diminuiu a consciência situacional entre os participantes. No entanto, o uso de exibições visuais e interrupções oportunas ajudou a melhorar essa consciência.
Participantes tanto do Grupo de Interrupção quanto do Grupo de Combinação estavam mais propensos a manter-se cientes do que estava ao seu redor, conforme indicado por suas respostas a marcadores durante a condução. O tempo dessas respostas variou, com o Grupo de Combinação exibindo as reações mais rápidas, sugerindo que a combinação de intervenções os manteve atentamente conectados à tarefa de direção.
Usabilidade das Intervenções
Após a simulação de direção, os participantes completaram uma pesquisa de usabilidade para avaliar sua experiência. Surpreendentemente, não encontramos diferença significativa nas pontuações de usabilidade entre os grupos. Isso indica que mesmo com interrupções ou exibições de informações adicionais, os participantes não sentiram que sua experiência geral foi negativamente afetada.
Discussão
As descobertas sugerem que intervenções de exibição podem afetar positivamente a forma como os motoristas interagem com seu ambiente enquanto estão envolvidos em atividades não relacionadas à direção. As principais conclusões incluem:
Exibições Visuais Sozinhas Podem Distrair: Embora exibições visuais possam ajudar a comunicar informações críticas, elas também podem desviar a atenção da tarefa de direção se não forem implementadas com cuidado.
Interrupções Como Lembretes: Interromper a atividade não relacionada à direção provou ser benéfico para redirecionar a atenção para a estrada. Os participantes retornaram seu olhar para o ambiente mais rápido após uma interrupção bem cronometrada.
Combinando Estratégias: A combinação de exibições visuais e interrupções mostrou ter mais potencial. Essa abordagem parece eficaz em equilibrar a necessidade dos motoristas de se engajar na atividade escolhida enquanto ainda estão prontos para intervir quando necessário.
Conclusão
À medida que os veículos automatizados continuam a evoluir, é essencial encontrar maneiras eficazes de manter os motoristas informados e engajados. Este estudo destaca o valor das intervenções de exibição na promoção de um comportamento de direção mais seguro. Ao usar uma combinação de exibições visuais e interrupções oportunas, podemos ajudar os motoristas a manter um nível mais alto de consciência situacional e prontidão.
Estudos futuros devem explorar ainda mais as nuances da gestão da atenção na direção automatizada, incluindo o impacto de diferentes tipos de atividades não relacionadas à direção no comportamento do motorista. Entender como criar sistemas de suporte que aumentem a segurança e a usabilidade será crucial à medida que avançamos para um futuro onde a direção automatizada se torna a norma.
No final, criar sistemas de transporte seguros dependerá de como projetamos e implementamos as interações entre humanos e máquinas, garantindo que mesmo quando os motoristas estão envolvidos em atividades não relacionadas à direção, eles ainda estejam prontos para assumir o controle quando mais importa.
Título: An Eye Gaze Heatmap Analysis of Uncertainty Head-Up Display Designs for Conditional Automated Driving
Resumo: 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 atualização: 2024-02-27 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2402.17751
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.17751
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
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