كيف يمكن لتخطيط كهرباء الدماغ المحمول منع القيادة المشتتة
إتش بي دوران
تم التحديث في
10/04/2024
كيف يمكن لتخطيط كهرباء الدماغ المحمول منع القيادة المشتتة
إتش بي دوران
تم التحديث في
10/04/2024
كيف يمكن لتخطيط كهرباء الدماغ المحمول منع القيادة المشتتة
إتش بي دوران
تم التحديث في
10/04/2024
تعد القيادة الآمنة مصدر قلق كبير للجميع. لقد جلبت لنا التكنولوجيا الجديدة سيارات ذاتية القيادة على أمل أن تقلل من الحوادث الناجمة عن الأخطاء البشرية. كما أنها أدخلت ميزات تهدف إلى جعل القيادة أكثر أماناً ومتعة. وتشمل هذه الميزات شاشات العرض الأمامية على الزجاج الأمامي وأنظمة الكبح التلقائي، على سبيل المثال لا الحصر.
منذ عام 2010، انخفضت الوفيات الناجمة عن حوادث المرور في جميع أنحاء العالم بنسبة 5%. ومع ذلك، لا يزال 1.19 مليون شخص يموتون في حوادث السيارات كل عام. بالإضافة إلى ذلك، تتسبب حوادث السيارات في إصابة ما يصل إلى 50 مليون شخص سنوياً1.
مهما كان نظام السيارة متطوراً، فإن الدماغ البشري هو الكمبيوتر الأكثر قوة. ويلعب فهم التشتت الذهني دوراً حاسماً في ضمان السلامة على الطريق.
لماذا يعد التشتت مميتاً
لقد خدعنا أنفسنا كبشر بالاعتقاد بأننا نستطيع القيام بمهام متعددة في وقت واحد. وتثبت الدراسات أن الدماغ البشري لا يمكنه القيام بمهام متعددة بفعالية دون حدوث انخفاض كبير في السرعة والدقة2.
يعد التحدث عبر الهاتف المحمول أو نظام المعلومات والترفيه أثناء القيادة أمراً شائعاً في مجتمع اليوم. ومع ذلك، قد يكون هذا خطيراً لأنه يشتت انتباهك عن الطريق.
تحاول قوانين القيادة المشتتة تحسين سلامة السائقين. ويصمم المهندسون السيارات لتكون أسهل في الاستخدام دون استخدام اليدين لتقليل التشتت. ومع ذلك، فإن الحوادث التي تشمل سائقين مشتتين لا تزال تتسبب في تسع وفيات يومياً في الولايات المتحدة3.
قد يبدو إرسال رسالة نصية سريعة أمراً فورياً، لكن رفع عينيك عن الطريق لأي سبب كان قد يكون مميتاً. وتقدر مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) أن إرسال الرسائل النصية أثناء القيادة بسرعة 55 ميلاً في الساعة يشبه قيادة السيارة على طول ملعب كرة قدم وعيناك مغمضتان4. ويمكن أن يحدث التشتت أثناء القيادة لأسباب عديدة، مثل التعب، أو الانزعاج، أو تعاطي المخدرات أو الكحول.
سماعات تخطيط أمواج الدماغ (EEG) اللاسلكية يمكنها اكتشاف التشتت أثناء القيادة، مما يساعد على منع الحوادث في الوقت الفعلي. وفي عام 2013، اختبر نادي السيارات الملكي في غرب أستراليا هذه النظرية من خلال بناء سيارته الخاصة التي تعمل بتخطيط أمواج الدماغ.
السيارة التي تعمل بقوة الانتباه تضع القيادة المشتتة تحت الاختبار. المصدر: RAC
سيارات تعمل بقوة الانتباه
وكما يوضح مثال مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها، لا تستطيع أدمغتنا معالجة المعلومات العاجلة بوعي عندما نكون مشتتين. واكتشف نادي السيارات الملكي في غرب أستراليا أن 20% من السائقين الأستراليين المشاركين في حوادث كانوا ينظرون إلى الشيء الذي صدموه. ومع ذلك، لم يتمكنوا من استيعاب ما كان يحدث بسبب التشتت الذهني.
وأوضح جيفري ماكيلار، المشارك في التأسيس ومدير التكنولوجيا الرقمية في Emotiv: "الدماغ في الأساس هو آلة انتباه. يجب أن يكون الجزء الأمامي من الدماغ نشطاً ومشاركاً للغاية في القيادة لأن العقل الباطن لا يعرف أن الخروج عن المسار سيؤدي إلى مشكلة".
الفكرة: ماذا لو استطاعت سيارتك الشعور بتشتت انتباهك وإبطاء سرعتها؟ عمل نادي السيارات الملكي (RAC) مع Emotiv لتعديل سيارة هيونداي i40 يمكنها القيام بذلك تماماً. وتم تزويد السائقين بسماعة رأس EPOC Series ذات 14 قناة لتخطيط أمواج الدماغ التي تتواصل مع السيارة. وأثر أداء الدماغ بشكل مباشر على سرعة السيارة.
بعد أخذ قياسات مرجعية لمختلف حالات الدماغ بما في ذلك فتح/إغلاق العينين، ومعدلات النظر، و"الشرود الذهني"، وما إلى ذلك، تمت برمجة سيارة تخطيط أمواج الدماغ لتنقص من سرعتها عندما يكون الشخص مشتتاً. كما تفاعلت السيارة أيضاً عندما أدار السائق رأسه بعيداً عن الطريق، كما هو مبين في الجيروسكوب المدمج في جهاز EPOC.
أخذ نادي السيارات الملكي (RAC) السيارة "التي تعمل بقوة الانتباه" في رحلة برية لإثبات أن قلة الانتباه تؤثر على الجميع6. وأعقبت الرحلة البرية سلسلة من التجارب في مسارات مغلقة لدراسة مشكلة التشتت الذهني بشكل أكبر، خاصة على مسافات الطرق الطويلة. على الرغم من أن السيارة المعدلة لم يتم إنتاجها بكميات تجارية، إلا أنها خلقت وعياً عاماً بمدى سهولة تشتت انتباهنا خلف عجلة القيادة.
ولم يغب جاذبية نظام ذكي يربط الدماغ بالمركبة (B2V) عن الشركات المصنعة للسيارات. ففي عام 2018، كشفت نيسان عن نموذج أولي لنظام B2V يمكنه التكيف مع تفضيلات المستخدم والاستجابة بسرعة في حالات الطوارئ7.
وأوضحت نيسان: "من خلال توقع الحركة المقصودة، يمكن للأنظمة التدخل (تدوير عجلة القيادة أو إبطاء السيارة) بمعدل أسرع بنسبة 0.2 إلى 0.5 ثانية من متوسط وقت الاستجابة البشرية، مما يحسن أوقات رد الفعل في حين أنه لا يكاد يكون محسوساً بالنسبة للسائق"8.
يمكن للتنبيهات في الوقت الفعلي أن تنبه السائقين من ضعف التركيز قبل أن يصبحوا متعبين جداً لدرجة لا تسمح لهم بالقيادة.
تنبيهات النعاس
الشعور بالنعاس هو أكثر وضوحاً للعقل الواعي من تشتت الانتباه. ومع ذلك، بحلول الوقت الذي يبدأ فيه السائق في التثاؤب أو إيماء رأسه، يكون الخطر عليه وعلى الآخرين قد أصبح وشيكاً بالفعل. ولهذا السبب يستكشف الباحثون استخدام تخطيط أمواج الدماغ اللاسلكي للتنبؤ بنعاس القيادة قبل فوات الأوان.
إذا تم تطبيق مثل هذا النظام للكشف عن النعاس في نظام تشغيل السيارة، فقد يتم تنبيه السائق عند أول بادرة من بوادر التشتت الذهني. ويمكن أن يكون هذا المفهوم مفيداً أيضاً للتشتت العام.
أنشأت إحدى الدراسات الجامعية إطار عمل برمجياً واستخدمت سماعة رأس EPOC لاكتشاف تشتت الانتباه أثناء المحاضرات. وتم إرسال تنبيهات عبر رسائل نصية اهتزازية إلى الهواتف المحمولة للطلاب عندما انخفض مستوى اليقظة، مما سمح لـ 75% من المشاركين باستعادة التركيز والحفاظ عليه9.
ويمكن تحديد نعاس الشخص من خلال العديد من الإشارات البصرية، مثل إيماء الرأس، وإغلاق العينين، والتثاؤب. واستخدمت دراسة أجراها لي وآخرون من جامعة بوكيونغ الوطنية بيانات الفيديو وتخطيط أمواج الدماغ لمراقبة حالات الدماغ اليقظ والتغيرات وحركات الرأس. وسجلوا دقة كشف بلغت 96.24% عند مراقبة أحداث "النعاس الخفيف"10.
وتطويراً لهذه الفكرة، صممت دراسة أجريت عام 2017 خوارزمية استطلاع ونفذتها لقياس درجات النعاس المختلفة. والهدف هو رصد النعاس في وقت مبكر في الوقت الفعلي لمنعه من أن يصبح خطيراً أثناء القيادة. وتم استخدام جهاز Emotiv EPOC لقياس نشاط الدماغ أثناء التجربة. وأفاد المؤلفون بنسبة نجاح بلغت 82% في فصل مرحلتي النعاس واليقظة11.
يتم قياس تخطيط أمواج الدماغ جنباً إلى جنب مع الإشارات البصرية مثل التثاؤب لتحديد فقدان اليقظة لدى الشخص أثناء القيادة. المصدر: لي وآخرون، 2015
حافظ على هدوئك وتابع القيادة
تهدف الأمم المتحدة إلى خفض الوفيات والإصابات الناجمة عن حوادث المرور على الطرق إلى النصف بحلول عام 203012. ويمكن للعلماء والمهندسين معرفة كيف يفكر السائقون المشتتون وتصميم مركبات لمساعدتهم. وهذا أمر ممكن بفضل سعر وتوافر أجهزة تخطيط أمواج الدماغ المحمولة واللاسلكية.
يستخدم الباحثون تخطيط أمواج الدماغ المحمول لدراسة القيادة المشتتة من اليقظة الذهنية إلى الكشف عن النعاس، لمنع الحوادث على الطريق.
المراجع
1 إصابات حوادث المرور. (13 ديسمبر 2023). منظمة الصحة العالمية: WHO. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2 مادور، كيفن ب. وأنتوني د. واجنر. (1 أبريل 2019). التكاليف المتعددة لتعدد المهام. PubMed Central (PMC). www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7075496
3القيادة المشتتة. (2023). NHTSA. https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4القيادة المشتتة | سلامة النقل | مركز الإصابات | CDC. (د.ت.). https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5 ستينسون، ل. (8 نوفمبر 2013). هذه السيارة تشعر عندما لا تكون منتبهاً وتبطئ سرعتها. WIRED. https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6 RAC WA. (17 نوفمبر 2013). إعلان تلفزيوني لرحلة السيارة التي تعمل بقوة الانتباه من RAC [فيديو]. يوتيوب. https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7 سيارات CNET. (8 يناير 2018). معرض CES 2018: تقنية نيسان لربط الدماغ بالمركبة يمكنها قراءة أفكارك نوعاً ما [فيديو]. يوتيوب. https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8من الدماغ إلى المركبة | الابتكار |. (د.ت.). نيسان العالمية. https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9 شاريثا، س.، كاروناناندا، أ.، وفيلب، ج. (2017). إطار عمل لنمذجة استعادة الانتباه. مجلة العلوم التطبيقية والفيزيائية، 3(2). https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1
10 لي، ج.، وتشانغ، و. (2015). نظام سماعة رأس لتخطيط أمواج الدماغ يعتمد على السياق للكشف المبكر عن نعاس السائق. أجهزة الاستشعار، 15(8)، 20873–20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
11 شين، ج.، لي، ب.، وشي، خ. (2017). الكشف في الوقت الفعلي عن نعاس الإنسان عبر واجهة دماغ-كمبيوتر محمولة. المجلة المفتوحة للعلوم التطبيقية، 07(03)، 98–113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
12 مع وجود 1.3 مليون وفاة سنوياً على الطرق، تريد الأمم المتحدة خفض العدد إلى النصف بحلول عام 2030.
(6 ديسمبر 2021). أخبار الأمم المتحدة. تم الاسترجاع في 27 مارس 2024، https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152
تعد القيادة الآمنة مصدر قلق كبير للجميع. لقد جلبت لنا التكنولوجيا الجديدة سيارات ذاتية القيادة على أمل أن تقلل من الحوادث الناجمة عن الأخطاء البشرية. كما أنها أدخلت ميزات تهدف إلى جعل القيادة أكثر أماناً ومتعة. وتشمل هذه الميزات شاشات العرض الأمامية على الزجاج الأمامي وأنظمة الكبح التلقائي، على سبيل المثال لا الحصر.
منذ عام 2010، انخفضت الوفيات الناجمة عن حوادث المرور في جميع أنحاء العالم بنسبة 5%. ومع ذلك، لا يزال 1.19 مليون شخص يموتون في حوادث السيارات كل عام. بالإضافة إلى ذلك، تتسبب حوادث السيارات في إصابة ما يصل إلى 50 مليون شخص سنوياً1.
مهما كان نظام السيارة متطوراً، فإن الدماغ البشري هو الكمبيوتر الأكثر قوة. ويلعب فهم التشتت الذهني دوراً حاسماً في ضمان السلامة على الطريق.
لماذا يعد التشتت مميتاً
لقد خدعنا أنفسنا كبشر بالاعتقاد بأننا نستطيع القيام بمهام متعددة في وقت واحد. وتثبت الدراسات أن الدماغ البشري لا يمكنه القيام بمهام متعددة بفعالية دون حدوث انخفاض كبير في السرعة والدقة2.
يعد التحدث عبر الهاتف المحمول أو نظام المعلومات والترفيه أثناء القيادة أمراً شائعاً في مجتمع اليوم. ومع ذلك، قد يكون هذا خطيراً لأنه يشتت انتباهك عن الطريق.
تحاول قوانين القيادة المشتتة تحسين سلامة السائقين. ويصمم المهندسون السيارات لتكون أسهل في الاستخدام دون استخدام اليدين لتقليل التشتت. ومع ذلك، فإن الحوادث التي تشمل سائقين مشتتين لا تزال تتسبب في تسع وفيات يومياً في الولايات المتحدة3.
قد يبدو إرسال رسالة نصية سريعة أمراً فورياً، لكن رفع عينيك عن الطريق لأي سبب كان قد يكون مميتاً. وتقدر مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) أن إرسال الرسائل النصية أثناء القيادة بسرعة 55 ميلاً في الساعة يشبه قيادة السيارة على طول ملعب كرة قدم وعيناك مغمضتان4. ويمكن أن يحدث التشتت أثناء القيادة لأسباب عديدة، مثل التعب، أو الانزعاج، أو تعاطي المخدرات أو الكحول.
سماعات تخطيط أمواج الدماغ (EEG) اللاسلكية يمكنها اكتشاف التشتت أثناء القيادة، مما يساعد على منع الحوادث في الوقت الفعلي. وفي عام 2013، اختبر نادي السيارات الملكي في غرب أستراليا هذه النظرية من خلال بناء سيارته الخاصة التي تعمل بتخطيط أمواج الدماغ.
السيارة التي تعمل بقوة الانتباه تضع القيادة المشتتة تحت الاختبار. المصدر: RAC
سيارات تعمل بقوة الانتباه
وكما يوضح مثال مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها، لا تستطيع أدمغتنا معالجة المعلومات العاجلة بوعي عندما نكون مشتتين. واكتشف نادي السيارات الملكي في غرب أستراليا أن 20% من السائقين الأستراليين المشاركين في حوادث كانوا ينظرون إلى الشيء الذي صدموه. ومع ذلك، لم يتمكنوا من استيعاب ما كان يحدث بسبب التشتت الذهني.
وأوضح جيفري ماكيلار، المشارك في التأسيس ومدير التكنولوجيا الرقمية في Emotiv: "الدماغ في الأساس هو آلة انتباه. يجب أن يكون الجزء الأمامي من الدماغ نشطاً ومشاركاً للغاية في القيادة لأن العقل الباطن لا يعرف أن الخروج عن المسار سيؤدي إلى مشكلة".
الفكرة: ماذا لو استطاعت سيارتك الشعور بتشتت انتباهك وإبطاء سرعتها؟ عمل نادي السيارات الملكي (RAC) مع Emotiv لتعديل سيارة هيونداي i40 يمكنها القيام بذلك تماماً. وتم تزويد السائقين بسماعة رأس EPOC Series ذات 14 قناة لتخطيط أمواج الدماغ التي تتواصل مع السيارة. وأثر أداء الدماغ بشكل مباشر على سرعة السيارة.
بعد أخذ قياسات مرجعية لمختلف حالات الدماغ بما في ذلك فتح/إغلاق العينين، ومعدلات النظر، و"الشرود الذهني"، وما إلى ذلك، تمت برمجة سيارة تخطيط أمواج الدماغ لتنقص من سرعتها عندما يكون الشخص مشتتاً. كما تفاعلت السيارة أيضاً عندما أدار السائق رأسه بعيداً عن الطريق، كما هو مبين في الجيروسكوب المدمج في جهاز EPOC.
أخذ نادي السيارات الملكي (RAC) السيارة "التي تعمل بقوة الانتباه" في رحلة برية لإثبات أن قلة الانتباه تؤثر على الجميع6. وأعقبت الرحلة البرية سلسلة من التجارب في مسارات مغلقة لدراسة مشكلة التشتت الذهني بشكل أكبر، خاصة على مسافات الطرق الطويلة. على الرغم من أن السيارة المعدلة لم يتم إنتاجها بكميات تجارية، إلا أنها خلقت وعياً عاماً بمدى سهولة تشتت انتباهنا خلف عجلة القيادة.
ولم يغب جاذبية نظام ذكي يربط الدماغ بالمركبة (B2V) عن الشركات المصنعة للسيارات. ففي عام 2018، كشفت نيسان عن نموذج أولي لنظام B2V يمكنه التكيف مع تفضيلات المستخدم والاستجابة بسرعة في حالات الطوارئ7.
وأوضحت نيسان: "من خلال توقع الحركة المقصودة، يمكن للأنظمة التدخل (تدوير عجلة القيادة أو إبطاء السيارة) بمعدل أسرع بنسبة 0.2 إلى 0.5 ثانية من متوسط وقت الاستجابة البشرية، مما يحسن أوقات رد الفعل في حين أنه لا يكاد يكون محسوساً بالنسبة للسائق"8.
يمكن للتنبيهات في الوقت الفعلي أن تنبه السائقين من ضعف التركيز قبل أن يصبحوا متعبين جداً لدرجة لا تسمح لهم بالقيادة.
تنبيهات النعاس
الشعور بالنعاس هو أكثر وضوحاً للعقل الواعي من تشتت الانتباه. ومع ذلك، بحلول الوقت الذي يبدأ فيه السائق في التثاؤب أو إيماء رأسه، يكون الخطر عليه وعلى الآخرين قد أصبح وشيكاً بالفعل. ولهذا السبب يستكشف الباحثون استخدام تخطيط أمواج الدماغ اللاسلكي للتنبؤ بنعاس القيادة قبل فوات الأوان.
إذا تم تطبيق مثل هذا النظام للكشف عن النعاس في نظام تشغيل السيارة، فقد يتم تنبيه السائق عند أول بادرة من بوادر التشتت الذهني. ويمكن أن يكون هذا المفهوم مفيداً أيضاً للتشتت العام.
أنشأت إحدى الدراسات الجامعية إطار عمل برمجياً واستخدمت سماعة رأس EPOC لاكتشاف تشتت الانتباه أثناء المحاضرات. وتم إرسال تنبيهات عبر رسائل نصية اهتزازية إلى الهواتف المحمولة للطلاب عندما انخفض مستوى اليقظة، مما سمح لـ 75% من المشاركين باستعادة التركيز والحفاظ عليه9.
ويمكن تحديد نعاس الشخص من خلال العديد من الإشارات البصرية، مثل إيماء الرأس، وإغلاق العينين، والتثاؤب. واستخدمت دراسة أجراها لي وآخرون من جامعة بوكيونغ الوطنية بيانات الفيديو وتخطيط أمواج الدماغ لمراقبة حالات الدماغ اليقظ والتغيرات وحركات الرأس. وسجلوا دقة كشف بلغت 96.24% عند مراقبة أحداث "النعاس الخفيف"10.
وتطويراً لهذه الفكرة، صممت دراسة أجريت عام 2017 خوارزمية استطلاع ونفذتها لقياس درجات النعاس المختلفة. والهدف هو رصد النعاس في وقت مبكر في الوقت الفعلي لمنعه من أن يصبح خطيراً أثناء القيادة. وتم استخدام جهاز Emotiv EPOC لقياس نشاط الدماغ أثناء التجربة. وأفاد المؤلفون بنسبة نجاح بلغت 82% في فصل مرحلتي النعاس واليقظة11.
يتم قياس تخطيط أمواج الدماغ جنباً إلى جنب مع الإشارات البصرية مثل التثاؤب لتحديد فقدان اليقظة لدى الشخص أثناء القيادة. المصدر: لي وآخرون، 2015
حافظ على هدوئك وتابع القيادة
تهدف الأمم المتحدة إلى خفض الوفيات والإصابات الناجمة عن حوادث المرور على الطرق إلى النصف بحلول عام 203012. ويمكن للعلماء والمهندسين معرفة كيف يفكر السائقون المشتتون وتصميم مركبات لمساعدتهم. وهذا أمر ممكن بفضل سعر وتوافر أجهزة تخطيط أمواج الدماغ المحمولة واللاسلكية.
يستخدم الباحثون تخطيط أمواج الدماغ المحمول لدراسة القيادة المشتتة من اليقظة الذهنية إلى الكشف عن النعاس، لمنع الحوادث على الطريق.
المراجع
1 إصابات حوادث المرور. (13 ديسمبر 2023). منظمة الصحة العالمية: WHO. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2 مادور، كيفن ب. وأنتوني د. واجنر. (1 أبريل 2019). التكاليف المتعددة لتعدد المهام. PubMed Central (PMC). www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7075496
3القيادة المشتتة. (2023). NHTSA. https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4القيادة المشتتة | سلامة النقل | مركز الإصابات | CDC. (د.ت.). https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5 ستينسون، ل. (8 نوفمبر 2013). هذه السيارة تشعر عندما لا تكون منتبهاً وتبطئ سرعتها. WIRED. https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6 RAC WA. (17 نوفمبر 2013). إعلان تلفزيوني لرحلة السيارة التي تعمل بقوة الانتباه من RAC [فيديو]. يوتيوب. https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7 سيارات CNET. (8 يناير 2018). معرض CES 2018: تقنية نيسان لربط الدماغ بالمركبة يمكنها قراءة أفكارك نوعاً ما [فيديو]. يوتيوب. https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8من الدماغ إلى المركبة | الابتكار |. (د.ت.). نيسان العالمية. https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9 شاريثا، س.، كاروناناندا، أ.، وفيلب، ج. (2017). إطار عمل لنمذجة استعادة الانتباه. مجلة العلوم التطبيقية والفيزيائية، 3(2). https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1
10 لي، ج.، وتشانغ، و. (2015). نظام سماعة رأس لتخطيط أمواج الدماغ يعتمد على السياق للكشف المبكر عن نعاس السائق. أجهزة الاستشعار، 15(8)، 20873–20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
11 شين، ج.، لي، ب.، وشي، خ. (2017). الكشف في الوقت الفعلي عن نعاس الإنسان عبر واجهة دماغ-كمبيوتر محمولة. المجلة المفتوحة للعلوم التطبيقية، 07(03)، 98–113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
12 مع وجود 1.3 مليون وفاة سنوياً على الطرق، تريد الأمم المتحدة خفض العدد إلى النصف بحلول عام 2030.
(6 ديسمبر 2021). أخبار الأمم المتحدة. تم الاسترجاع في 27 مارس 2024، https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152
تعد القيادة الآمنة مصدر قلق كبير للجميع. لقد جلبت لنا التكنولوجيا الجديدة سيارات ذاتية القيادة على أمل أن تقلل من الحوادث الناجمة عن الأخطاء البشرية. كما أنها أدخلت ميزات تهدف إلى جعل القيادة أكثر أماناً ومتعة. وتشمل هذه الميزات شاشات العرض الأمامية على الزجاج الأمامي وأنظمة الكبح التلقائي، على سبيل المثال لا الحصر.
منذ عام 2010، انخفضت الوفيات الناجمة عن حوادث المرور في جميع أنحاء العالم بنسبة 5%. ومع ذلك، لا يزال 1.19 مليون شخص يموتون في حوادث السيارات كل عام. بالإضافة إلى ذلك، تتسبب حوادث السيارات في إصابة ما يصل إلى 50 مليون شخص سنوياً1.
مهما كان نظام السيارة متطوراً، فإن الدماغ البشري هو الكمبيوتر الأكثر قوة. ويلعب فهم التشتت الذهني دوراً حاسماً في ضمان السلامة على الطريق.
لماذا يعد التشتت مميتاً
لقد خدعنا أنفسنا كبشر بالاعتقاد بأننا نستطيع القيام بمهام متعددة في وقت واحد. وتثبت الدراسات أن الدماغ البشري لا يمكنه القيام بمهام متعددة بفعالية دون حدوث انخفاض كبير في السرعة والدقة2.
يعد التحدث عبر الهاتف المحمول أو نظام المعلومات والترفيه أثناء القيادة أمراً شائعاً في مجتمع اليوم. ومع ذلك، قد يكون هذا خطيراً لأنه يشتت انتباهك عن الطريق.
تحاول قوانين القيادة المشتتة تحسين سلامة السائقين. ويصمم المهندسون السيارات لتكون أسهل في الاستخدام دون استخدام اليدين لتقليل التشتت. ومع ذلك، فإن الحوادث التي تشمل سائقين مشتتين لا تزال تتسبب في تسع وفيات يومياً في الولايات المتحدة3.
قد يبدو إرسال رسالة نصية سريعة أمراً فورياً، لكن رفع عينيك عن الطريق لأي سبب كان قد يكون مميتاً. وتقدر مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) أن إرسال الرسائل النصية أثناء القيادة بسرعة 55 ميلاً في الساعة يشبه قيادة السيارة على طول ملعب كرة قدم وعيناك مغمضتان4. ويمكن أن يحدث التشتت أثناء القيادة لأسباب عديدة، مثل التعب، أو الانزعاج، أو تعاطي المخدرات أو الكحول.
سماعات تخطيط أمواج الدماغ (EEG) اللاسلكية يمكنها اكتشاف التشتت أثناء القيادة، مما يساعد على منع الحوادث في الوقت الفعلي. وفي عام 2013، اختبر نادي السيارات الملكي في غرب أستراليا هذه النظرية من خلال بناء سيارته الخاصة التي تعمل بتخطيط أمواج الدماغ.
السيارة التي تعمل بقوة الانتباه تضع القيادة المشتتة تحت الاختبار. المصدر: RAC
سيارات تعمل بقوة الانتباه
وكما يوضح مثال مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها، لا تستطيع أدمغتنا معالجة المعلومات العاجلة بوعي عندما نكون مشتتين. واكتشف نادي السيارات الملكي في غرب أستراليا أن 20% من السائقين الأستراليين المشاركين في حوادث كانوا ينظرون إلى الشيء الذي صدموه. ومع ذلك، لم يتمكنوا من استيعاب ما كان يحدث بسبب التشتت الذهني.
وأوضح جيفري ماكيلار، المشارك في التأسيس ومدير التكنولوجيا الرقمية في Emotiv: "الدماغ في الأساس هو آلة انتباه. يجب أن يكون الجزء الأمامي من الدماغ نشطاً ومشاركاً للغاية في القيادة لأن العقل الباطن لا يعرف أن الخروج عن المسار سيؤدي إلى مشكلة".
الفكرة: ماذا لو استطاعت سيارتك الشعور بتشتت انتباهك وإبطاء سرعتها؟ عمل نادي السيارات الملكي (RAC) مع Emotiv لتعديل سيارة هيونداي i40 يمكنها القيام بذلك تماماً. وتم تزويد السائقين بسماعة رأس EPOC Series ذات 14 قناة لتخطيط أمواج الدماغ التي تتواصل مع السيارة. وأثر أداء الدماغ بشكل مباشر على سرعة السيارة.
بعد أخذ قياسات مرجعية لمختلف حالات الدماغ بما في ذلك فتح/إغلاق العينين، ومعدلات النظر، و"الشرود الذهني"، وما إلى ذلك، تمت برمجة سيارة تخطيط أمواج الدماغ لتنقص من سرعتها عندما يكون الشخص مشتتاً. كما تفاعلت السيارة أيضاً عندما أدار السائق رأسه بعيداً عن الطريق، كما هو مبين في الجيروسكوب المدمج في جهاز EPOC.
أخذ نادي السيارات الملكي (RAC) السيارة "التي تعمل بقوة الانتباه" في رحلة برية لإثبات أن قلة الانتباه تؤثر على الجميع6. وأعقبت الرحلة البرية سلسلة من التجارب في مسارات مغلقة لدراسة مشكلة التشتت الذهني بشكل أكبر، خاصة على مسافات الطرق الطويلة. على الرغم من أن السيارة المعدلة لم يتم إنتاجها بكميات تجارية، إلا أنها خلقت وعياً عاماً بمدى سهولة تشتت انتباهنا خلف عجلة القيادة.
ولم يغب جاذبية نظام ذكي يربط الدماغ بالمركبة (B2V) عن الشركات المصنعة للسيارات. ففي عام 2018، كشفت نيسان عن نموذج أولي لنظام B2V يمكنه التكيف مع تفضيلات المستخدم والاستجابة بسرعة في حالات الطوارئ7.
وأوضحت نيسان: "من خلال توقع الحركة المقصودة، يمكن للأنظمة التدخل (تدوير عجلة القيادة أو إبطاء السيارة) بمعدل أسرع بنسبة 0.2 إلى 0.5 ثانية من متوسط وقت الاستجابة البشرية، مما يحسن أوقات رد الفعل في حين أنه لا يكاد يكون محسوساً بالنسبة للسائق"8.
يمكن للتنبيهات في الوقت الفعلي أن تنبه السائقين من ضعف التركيز قبل أن يصبحوا متعبين جداً لدرجة لا تسمح لهم بالقيادة.
تنبيهات النعاس
الشعور بالنعاس هو أكثر وضوحاً للعقل الواعي من تشتت الانتباه. ومع ذلك، بحلول الوقت الذي يبدأ فيه السائق في التثاؤب أو إيماء رأسه، يكون الخطر عليه وعلى الآخرين قد أصبح وشيكاً بالفعل. ولهذا السبب يستكشف الباحثون استخدام تخطيط أمواج الدماغ اللاسلكي للتنبؤ بنعاس القيادة قبل فوات الأوان.
إذا تم تطبيق مثل هذا النظام للكشف عن النعاس في نظام تشغيل السيارة، فقد يتم تنبيه السائق عند أول بادرة من بوادر التشتت الذهني. ويمكن أن يكون هذا المفهوم مفيداً أيضاً للتشتت العام.
أنشأت إحدى الدراسات الجامعية إطار عمل برمجياً واستخدمت سماعة رأس EPOC لاكتشاف تشتت الانتباه أثناء المحاضرات. وتم إرسال تنبيهات عبر رسائل نصية اهتزازية إلى الهواتف المحمولة للطلاب عندما انخفض مستوى اليقظة، مما سمح لـ 75% من المشاركين باستعادة التركيز والحفاظ عليه9.
ويمكن تحديد نعاس الشخص من خلال العديد من الإشارات البصرية، مثل إيماء الرأس، وإغلاق العينين، والتثاؤب. واستخدمت دراسة أجراها لي وآخرون من جامعة بوكيونغ الوطنية بيانات الفيديو وتخطيط أمواج الدماغ لمراقبة حالات الدماغ اليقظ والتغيرات وحركات الرأس. وسجلوا دقة كشف بلغت 96.24% عند مراقبة أحداث "النعاس الخفيف"10.
وتطويراً لهذه الفكرة، صممت دراسة أجريت عام 2017 خوارزمية استطلاع ونفذتها لقياس درجات النعاس المختلفة. والهدف هو رصد النعاس في وقت مبكر في الوقت الفعلي لمنعه من أن يصبح خطيراً أثناء القيادة. وتم استخدام جهاز Emotiv EPOC لقياس نشاط الدماغ أثناء التجربة. وأفاد المؤلفون بنسبة نجاح بلغت 82% في فصل مرحلتي النعاس واليقظة11.
يتم قياس تخطيط أمواج الدماغ جنباً إلى جنب مع الإشارات البصرية مثل التثاؤب لتحديد فقدان اليقظة لدى الشخص أثناء القيادة. المصدر: لي وآخرون، 2015
حافظ على هدوئك وتابع القيادة
تهدف الأمم المتحدة إلى خفض الوفيات والإصابات الناجمة عن حوادث المرور على الطرق إلى النصف بحلول عام 203012. ويمكن للعلماء والمهندسين معرفة كيف يفكر السائقون المشتتون وتصميم مركبات لمساعدتهم. وهذا أمر ممكن بفضل سعر وتوافر أجهزة تخطيط أمواج الدماغ المحمولة واللاسلكية.
يستخدم الباحثون تخطيط أمواج الدماغ المحمول لدراسة القيادة المشتتة من اليقظة الذهنية إلى الكشف عن النعاس، لمنع الحوادث على الطريق.
المراجع
1 إصابات حوادث المرور. (13 ديسمبر 2023). منظمة الصحة العالمية: WHO. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2 مادور، كيفن ب. وأنتوني د. واجنر. (1 أبريل 2019). التكاليف المتعددة لتعدد المهام. PubMed Central (PMC). www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7075496
3القيادة المشتتة. (2023). NHTSA. https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4القيادة المشتتة | سلامة النقل | مركز الإصابات | CDC. (د.ت.). https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5 ستينسون، ل. (8 نوفمبر 2013). هذه السيارة تشعر عندما لا تكون منتبهاً وتبطئ سرعتها. WIRED. https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6 RAC WA. (17 نوفمبر 2013). إعلان تلفزيوني لرحلة السيارة التي تعمل بقوة الانتباه من RAC [فيديو]. يوتيوب. https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7 سيارات CNET. (8 يناير 2018). معرض CES 2018: تقنية نيسان لربط الدماغ بالمركبة يمكنها قراءة أفكارك نوعاً ما [فيديو]. يوتيوب. https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8من الدماغ إلى المركبة | الابتكار |. (د.ت.). نيسان العالمية. https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9 شاريثا، س.، كاروناناندا، أ.، وفيلب، ج. (2017). إطار عمل لنمذجة استعادة الانتباه. مجلة العلوم التطبيقية والفيزيائية، 3(2). https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1
10 لي، ج.، وتشانغ، و. (2015). نظام سماعة رأس لتخطيط أمواج الدماغ يعتمد على السياق للكشف المبكر عن نعاس السائق. أجهزة الاستشعار، 15(8)، 20873–20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
11 شين، ج.، لي، ب.، وشي، خ. (2017). الكشف في الوقت الفعلي عن نعاس الإنسان عبر واجهة دماغ-كمبيوتر محمولة. المجلة المفتوحة للعلوم التطبيقية، 07(03)، 98–113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
12 مع وجود 1.3 مليون وفاة سنوياً على الطرق، تريد الأمم المتحدة خفض العدد إلى النصف بحلول عام 2030.
(6 ديسمبر 2021). أخبار الأمم المتحدة. تم الاسترجاع في 27 مارس 2024، https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152
تابع القراءة