كيف يمكن لتخطيط كهربائية الدماغ المحمول أن يمنع القيادة المشتتة
هايدي دوران
تم التحديث في
01/04/2024
كيف يمكن لتخطيط كهربائية الدماغ المحمول أن يمنع القيادة المشتتة
هايدي دوران
تم التحديث في
01/04/2024
كيف يمكن لتخطيط كهربائية الدماغ المحمول أن يمنع القيادة المشتتة
هايدي دوران
تم التحديث في
01/04/2024
تعد القيادة الآمنة مصدر قلق كبير للجميع. لقد جلبت لنا التكنولوجيا الجديدة السيارات ذاتية القيادة على أمل أن تقلل من الحوادث الناجمة عن الأخطاء البشرية. كما قدمت 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، تؤدي حوادث السيارات إلى إصابة ما يصل إلى 50 مليون شخص سنوياً1.
مهما كان نظام السيارة متطوراً، فإن الدماغ البشري هو أقوى جهاز كمبيوتر. ويلعب فهم التشتت الذهني دوراً حاسماً في ضمان السلامة على الطريق.
لماذا يعد التشتت مميتاً
لقد خدعنا نحن البشر أنفسنا بالاعتقاد بأننا قادرون على القيام بمهام متعددة. وتثبت الدراسات أن الدماغ البشري لا يمكنه القيام بمهام متعددة بفعالية دون انخفاض كبير في السرعة والدقة2.
يعد التحدث على الهاتف الخليوي أو استخدام نظام المعلومات والترفيه أثناء القيادة أمراً شائعاً في مجتمع اليوم. ومع ذلك، يمكن أن يكون هذا خطيراً لأنه يشتت انتباهك عن الطريق.
تحاول قوانين القيادة المشتتة تحسين سلامة السائقين. ويصمم المهندسون السيارات بحيث يسهل استخدامها دون استخدام اليدين لتقليل التشتت. ومع ذلك، لا تزال الحوادث التي تشمل سائقين مشتتين تتسبب في تسع وفيات يومياً في الولايات المتحدة3.
قد يبدو إرسال رسالة نصية سريعة أمراً فورياً، لكن رفع عينيك عن الطريق لأي سبب قد يكون مميتاً. وتقدر مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) أن إرسال الرسائل النصية أثناء القيادة بسرعة 55 ميلاً في الساعة يعادل قيادة سيارة عبر ملعب كرة قدم وعيناك مغمضتان4. ويمكن أن يحدث تشتت الانتباه أثناء القيادة لأسباب عديدة، مثل التعب، أو الانزعاج، أو تعاطي المخدرات أو الكحول.
سماعات الرأس اللاسلكية لتخطيط أمواج الدماغ (EEG) يمكنها اكتشاف تشتت الانتباه أثناء القيادة، مما يساعد على منع الحوادث في الوقت الفعلي. وفي عام 2013، اختبر نادي السيارات الملكي في غرب أستراليا هذه النظرية.
السيارة التي تعمل بقوة الانتباه تضع القيادة المشتتة تحت الاختبار. المصدر: RAC
سيارات تعمل بقوة الانتباه
كما يظهر مثال مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC)، لا تستطيع أدمغتنا معالجة المعلومات العاجلة بوعي عندما نكون مشتتين. واكتشف نادي السيارات الملكي في غرب أستراليا (RAC) أن 20٪ من السائقين الأستراليين المتورطين في حوادث اصطدام كانوا ينظرون إلى الشيء الذي اصطدموا به. ومع ذلك، لم يتمكنوا من استيعاب ما كان يحدث بسبب التشتت الذهني.
وأوضح جيفري ماكيلار، الشريك المؤسس والمدير التكنولوجي لشركة Emotiv: "إن الدماغ في الأساس هو آلة انتباه. ويجب أن يكون الجزء الأمامي من الدماغ نشطاً ومشاركاً للغاية في القيادة لأن العقل الباطن لا يعرف أن الخروج عن المسار سيتسبب في حدوث مشكلة".
الفكرة: ماذا لو كانت سيارتك تستطيع الشعور عندما تكون مشتتاً وتبطئ من سرعتها؟ عملت RAC مع Emotiv على تعديل سيارة هيونداي i40 يمكنها القيام بذلك تماماً. وتم تزويد السائقين بـ سماعة رأس EPOC Series ذات 14 قناة لتخطيط أمواج الدماغ (EEG) 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 التحديق، و"السرحان الذهني" الخ، تمت برمجة السيارة لتبطئ من سرعتها عندما يكون الشخص مشتتاً. كما تفاعلت السيارة عندما يدير السائق رأسه بعيداً عن الطريق، كما أشار الجيروسكوب المدمج في سماعة EPOC.
أخذت RAC السيارة "التي تعمل بقوة الانتباه" في رحلة على الطريق لإثبات أن قلة الانتباه تؤثر على الجميع6. وأعقبت الرحلة البرية سلسلة من التجارب في حلبة مغلقة لمزيد من استكشاف مشكلة التشتت الذهني، خاصة على الطرق الطويلة. ورغم أن السيارة المعدلة لم يتم إنتاجها بشكل تجاري، إلا أنها أثارت الوعي العام 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 (توجيه عجلة القيادة أو إبطاء السيارة) بشكل أسرع بمقدار 0.2 إلى 0.5 ثانية من متوسط وقت الاستجابة البشرية، مما يحسن أوقات رد الفعل مع كونها غير محسوسة إلى حد كبير بالنسبة للسائق"8.
يمكن للتنبيهات في الوقت الفعلي أن تنبه السائقين من الضعف الإدراكي قبل أن يصابوا بالتعب الشديد الذي يمنعهم من القيادة.
تنبيهات النعاس
يعد الشعور بالنعاس أكثر وضوحاً للعقل الواعي من قلة الانتباه. ومع ذلك، بحلول الوقت الذي يبدأ فيه السائق في التثاؤب أو إيماءة رأسه، يكون الخطر عليه وعلى الآخرين وثيقاً بالفعل. ولهذا السبب يستكشف الباحثون استخدام تخطيط أمواج الدماغ اللاسلكي للتنبؤ بالقيادة في حالة النعاس قبل فوات الأوان.
وإذا تم دمج نظام الكشف عن النعاس هذا في نظام تشغيل السيارة، فقد يتم تنبيه السائق عند أول بادرة من بوادر الضعف الإدراكي. ويمكن أن يكون هذا المفهوم مفيداً للتشتت العام أيضاً.
وقد وضعت إحدى الدراسات الجامعية إطار عمل برمجياً واستخدمت سماعة رأس EPOC لاكتشاف تشتت الانتباه أثناء المحاضرات. وتم إرسال تنبيهات برسائل نصية واهتزازية 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 إيماءة الرأس، وإغلاق العينين، والتثاؤب. واستخدمت دراسة أجراها لي وآخرون من جامعة بوكيونغ الوطنية بيانات الفيديو وتخطيط أمواج الدماغ لمراقبة حالات الدماغ اليقظة والتغيرات وحركات الرأس. وسجلوا دقة كشف بلغت 96.24% عند مراقبة حالات "النعاس الخفيف"10.
وتحقيقاً لهذه الفكرة على نطاق أوسع، صممت دراسة أجريت عام 2017 خوارزمية استطلاع وطبقتها لقياس مستويات مختلفة من النعاس. والهدف هو اكتشاف النعاس في وقت مبكر وفي الوقت الفعلي لمنع تحوله إلى أمر خطير أثناء القيادة. واستُخدم جهاز Emotiv EPOC لقياس نشاط الدماغ أثناء التجربة. وأفاد المؤلفون بنسبة نجاح بلغت 82% في الفصل بين مرحلتي النعاس واليقظة11.
يتم قياس تخطيط أمواج الدماغ إلى جانب الإشارات البصرية مثل التثاؤب لتحديد فقدان اليقظة لدى الشخص أثناء القيادة. المصدر: لي وآخرون، 2015
حافظ على هدوئك وواصل القيادة
تهدف الأمم المتحدة إلى خفض الوفيات والإصابات الناجمة عن حوادث الطرق في العالم إلى النصف بحلول عام 203012. ويمكن للعلماء والمهندسين معرفة كيف يفكر السائقون المشتتون وتصميم مركبات لمساعدتهم. وهذا ممكن بسبب سعر وتوافر أجهزة تخطيط أمواج الدماغ اللاسلكية والمتنقلة.
ويستخدم الباحثون أجهزة تخطيط أمواج الدماغ المحمولة لدراسة القيادة المشتتة من اليقظة الذهنية إلى اكتشاف النعاس، لمنع وقوع الحوادث على الطريق.
المراجع
1الإصابات الناجمة عن حوادث المرور على الطرق. (13 ديسمبر 2023). منظمة الصحة العالمية: WHO. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2مادور، كيفن ب. وأنتوني د. واجنر. (1 أبريل 2019). التكاليف المتعددة لتعدد المهام. ببمد سنترال (PMC).
3القيادة المشتتة للانتباه. (2023). الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة (NHTSA). https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4القيادة المشتتة للانتباه | سلامة النقل | مركز الإصابات | مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC). (دون تاريخ). https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5ستينسون، ل. (8 نوفمبر 2013). هذه السيارة تشعر عندما لا تكون منتبهاً وتبطئ سرعتها. وايرد (WIRED). https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6RAC WA. (17 نوفمبر 2013). إعلان تلفزيوني لرحلة سيارة RAC التي تعمل بالانتباه [فيديو]. يوتيوب. https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7CNET Cars. (8 يناير 2018). CES 2018: تقنية نيسان من الدماغ إلى السيارة يمكنها قراءة عقلك نوعاً ما [فيديو]. يوتيوب. https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8من الدماغ إلى السيارة | الابتكار |. (دون تاريخ). نيسان العالمية. https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9شاريثا، 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
10لي، ج.،وتشونغ، و. (2015). نظام سماعة رأس تخطيط أمواج الدماغ المستشعر للسياق للكشف المبكر عن نعاس السائق. المستشعرات، 15(8)، 20873-20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
11شين، ج.، لي، ب.، وشي، خ. (2017). الكشف في الوقت الفعلي عن نعاس الإنسان عبر واجهة الدماغ والكمبيوتر المحمولة. المجلة المفتوحة للعلوم التطبيقية، 07(03)، 98-113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
12مع وجود 1.3 مليون وفاة سنوية 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 السيارات ذاتية القيادة على أمل أن تقلل من الحوادث الناجمة عن الأخطاء البشرية. كما قدمت 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، تؤدي حوادث السيارات إلى إصابة ما يصل إلى 50 مليون شخص سنوياً1.
مهما كان نظام السيارة متطوراً، فإن الدماغ البشري هو أقوى جهاز كمبيوتر. ويلعب فهم التشتت الذهني دوراً حاسماً في ضمان السلامة على الطريق.
لماذا يعد التشتت مميتاً
لقد خدعنا نحن البشر أنفسنا بالاعتقاد بأننا قادرون على القيام بمهام متعددة. وتثبت الدراسات أن الدماغ البشري لا يمكنه القيام بمهام متعددة بفعالية دون انخفاض كبير في السرعة والدقة2.
يعد التحدث على الهاتف الخليوي أو استخدام نظام المعلومات والترفيه أثناء القيادة أمراً شائعاً في مجتمع اليوم. ومع ذلك، يمكن أن يكون هذا خطيراً لأنه يشتت انتباهك عن الطريق.
تحاول قوانين القيادة المشتتة تحسين سلامة السائقين. ويصمم المهندسون السيارات بحيث يسهل استخدامها دون استخدام اليدين لتقليل التشتت. ومع ذلك، لا تزال الحوادث التي تشمل سائقين مشتتين تتسبب في تسع وفيات يومياً في الولايات المتحدة3.
قد يبدو إرسال رسالة نصية سريعة أمراً فورياً، لكن رفع عينيك عن الطريق لأي سبب قد يكون مميتاً. وتقدر مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) أن إرسال الرسائل النصية أثناء القيادة بسرعة 55 ميلاً في الساعة يعادل قيادة سيارة عبر ملعب كرة قدم وعيناك مغمضتان4. ويمكن أن يحدث تشتت الانتباه أثناء القيادة لأسباب عديدة، مثل التعب، أو الانزعاج، أو تعاطي المخدرات أو الكحول.
سماعات الرأس اللاسلكية لتخطيط أمواج الدماغ (EEG) يمكنها اكتشاف تشتت الانتباه أثناء القيادة، مما يساعد على منع الحوادث في الوقت الفعلي. وفي عام 2013، اختبر نادي السيارات الملكي في غرب أستراليا هذه النظرية.
السيارة التي تعمل بقوة الانتباه تضع القيادة المشتتة تحت الاختبار. المصدر: RAC
سيارات تعمل بقوة الانتباه
كما يظهر مثال مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC)، لا تستطيع أدمغتنا معالجة المعلومات العاجلة بوعي عندما نكون مشتتين. واكتشف نادي السيارات الملكي في غرب أستراليا (RAC) أن 20٪ من السائقين الأستراليين المتورطين في حوادث اصطدام كانوا ينظرون إلى الشيء الذي اصطدموا به. ومع ذلك، لم يتمكنوا من استيعاب ما كان يحدث بسبب التشتت الذهني.
وأوضح جيفري ماكيلار، الشريك المؤسس والمدير التكنولوجي لشركة Emotiv: "إن الدماغ في الأساس هو آلة انتباه. ويجب أن يكون الجزء الأمامي من الدماغ نشطاً ومشاركاً للغاية في القيادة لأن العقل الباطن لا يعرف أن الخروج عن المسار سيتسبب في حدوث مشكلة".
الفكرة: ماذا لو كانت سيارتك تستطيع الشعور عندما تكون مشتتاً وتبطئ من سرعتها؟ عملت RAC مع Emotiv على تعديل سيارة هيونداي i40 يمكنها القيام بذلك تماماً. وتم تزويد السائقين بـ سماعة رأس EPOC Series ذات 14 قناة لتخطيط أمواج الدماغ (EEG) 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 التحديق، و"السرحان الذهني" الخ، تمت برمجة السيارة لتبطئ من سرعتها عندما يكون الشخص مشتتاً. كما تفاعلت السيارة عندما يدير السائق رأسه بعيداً عن الطريق، كما أشار الجيروسكوب المدمج في سماعة EPOC.
أخذت RAC السيارة "التي تعمل بقوة الانتباه" في رحلة على الطريق لإثبات أن قلة الانتباه تؤثر على الجميع6. وأعقبت الرحلة البرية سلسلة من التجارب في حلبة مغلقة لمزيد من استكشاف مشكلة التشتت الذهني، خاصة على الطرق الطويلة. ورغم أن السيارة المعدلة لم يتم إنتاجها بشكل تجاري، إلا أنها أثارت الوعي العام 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 (توجيه عجلة القيادة أو إبطاء السيارة) بشكل أسرع بمقدار 0.2 إلى 0.5 ثانية من متوسط وقت الاستجابة البشرية، مما يحسن أوقات رد الفعل مع كونها غير محسوسة إلى حد كبير بالنسبة للسائق"8.
يمكن للتنبيهات في الوقت الفعلي أن تنبه السائقين من الضعف الإدراكي قبل أن يصابوا بالتعب الشديد الذي يمنعهم من القيادة.
تنبيهات النعاس
يعد الشعور بالنعاس أكثر وضوحاً للعقل الواعي من قلة الانتباه. ومع ذلك، بحلول الوقت الذي يبدأ فيه السائق في التثاؤب أو إيماءة رأسه، يكون الخطر عليه وعلى الآخرين وثيقاً بالفعل. ولهذا السبب يستكشف الباحثون استخدام تخطيط أمواج الدماغ اللاسلكي للتنبؤ بالقيادة في حالة النعاس قبل فوات الأوان.
وإذا تم دمج نظام الكشف عن النعاس هذا في نظام تشغيل السيارة، فقد يتم تنبيه السائق عند أول بادرة من بوادر الضعف الإدراكي. ويمكن أن يكون هذا المفهوم مفيداً للتشتت العام أيضاً.
وقد وضعت إحدى الدراسات الجامعية إطار عمل برمجياً واستخدمت سماعة رأس EPOC لاكتشاف تشتت الانتباه أثناء المحاضرات. وتم إرسال تنبيهات برسائل نصية واهتزازية 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 إيماءة الرأس، وإغلاق العينين، والتثاؤب. واستخدمت دراسة أجراها لي وآخرون من جامعة بوكيونغ الوطنية بيانات الفيديو وتخطيط أمواج الدماغ لمراقبة حالات الدماغ اليقظة والتغيرات وحركات الرأس. وسجلوا دقة كشف بلغت 96.24% عند مراقبة حالات "النعاس الخفيف"10.
وتحقيقاً لهذه الفكرة على نطاق أوسع، صممت دراسة أجريت عام 2017 خوارزمية استطلاع وطبقتها لقياس مستويات مختلفة من النعاس. والهدف هو اكتشاف النعاس في وقت مبكر وفي الوقت الفعلي لمنع تحوله إلى أمر خطير أثناء القيادة. واستُخدم جهاز Emotiv EPOC لقياس نشاط الدماغ أثناء التجربة. وأفاد المؤلفون بنسبة نجاح بلغت 82% في الفصل بين مرحلتي النعاس واليقظة11.
يتم قياس تخطيط أمواج الدماغ إلى جانب الإشارات البصرية مثل التثاؤب لتحديد فقدان اليقظة لدى الشخص أثناء القيادة. المصدر: لي وآخرون، 2015
حافظ على هدوئك وواصل القيادة
تهدف الأمم المتحدة إلى خفض الوفيات والإصابات الناجمة عن حوادث الطرق في العالم إلى النصف بحلول عام 203012. ويمكن للعلماء والمهندسين معرفة كيف يفكر السائقون المشتتون وتصميم مركبات لمساعدتهم. وهذا ممكن بسبب سعر وتوافر أجهزة تخطيط أمواج الدماغ اللاسلكية والمتنقلة.
ويستخدم الباحثون أجهزة تخطيط أمواج الدماغ المحمولة لدراسة القيادة المشتتة من اليقظة الذهنية إلى اكتشاف النعاس، لمنع وقوع الحوادث على الطريق.
المراجع
1الإصابات الناجمة عن حوادث المرور على الطرق. (13 ديسمبر 2023). منظمة الصحة العالمية: WHO. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2مادور، كيفن ب. وأنتوني د. واجنر. (1 أبريل 2019). التكاليف المتعددة لتعدد المهام. ببمد سنترال (PMC).
3القيادة المشتتة للانتباه. (2023). الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة (NHTSA). https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4القيادة المشتتة للانتباه | سلامة النقل | مركز الإصابات | مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC). (دون تاريخ). https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5ستينسون، ل. (8 نوفمبر 2013). هذه السيارة تشعر عندما لا تكون منتبهاً وتبطئ سرعتها. وايرد (WIRED). https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6RAC WA. (17 نوفمبر 2013). إعلان تلفزيوني لرحلة سيارة RAC التي تعمل بالانتباه [فيديو]. يوتيوب. https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7CNET Cars. (8 يناير 2018). CES 2018: تقنية نيسان من الدماغ إلى السيارة يمكنها قراءة عقلك نوعاً ما [فيديو]. يوتيوب. https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8من الدماغ إلى السيارة | الابتكار |. (دون تاريخ). نيسان العالمية. https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9شاريثا، 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
10لي، ج.،وتشونغ، و. (2015). نظام سماعة رأس تخطيط أمواج الدماغ المستشعر للسياق للكشف المبكر عن نعاس السائق. المستشعرات، 15(8)، 20873-20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
11شين، ج.، لي، ب.، وشي، خ. (2017). الكشف في الوقت الفعلي عن نعاس الإنسان عبر واجهة الدماغ والكمبيوتر المحمولة. المجلة المفتوحة للعلوم التطبيقية، 07(03)، 98-113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
12مع وجود 1.3 مليون وفاة سنوية 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 السيارات ذاتية القيادة على أمل أن تقلل من الحوادث الناجمة عن الأخطاء البشرية. كما قدمت 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، تؤدي حوادث السيارات إلى إصابة ما يصل إلى 50 مليون شخص سنوياً1.
مهما كان نظام السيارة متطوراً، فإن الدماغ البشري هو أقوى جهاز كمبيوتر. ويلعب فهم التشتت الذهني دوراً حاسماً في ضمان السلامة على الطريق.
لماذا يعد التشتت مميتاً
لقد خدعنا نحن البشر أنفسنا بالاعتقاد بأننا قادرون على القيام بمهام متعددة. وتثبت الدراسات أن الدماغ البشري لا يمكنه القيام بمهام متعددة بفعالية دون انخفاض كبير في السرعة والدقة2.
يعد التحدث على الهاتف الخليوي أو استخدام نظام المعلومات والترفيه أثناء القيادة أمراً شائعاً في مجتمع اليوم. ومع ذلك، يمكن أن يكون هذا خطيراً لأنه يشتت انتباهك عن الطريق.
تحاول قوانين القيادة المشتتة تحسين سلامة السائقين. ويصمم المهندسون السيارات بحيث يسهل استخدامها دون استخدام اليدين لتقليل التشتت. ومع ذلك، لا تزال الحوادث التي تشمل سائقين مشتتين تتسبب في تسع وفيات يومياً في الولايات المتحدة3.
قد يبدو إرسال رسالة نصية سريعة أمراً فورياً، لكن رفع عينيك عن الطريق لأي سبب قد يكون مميتاً. وتقدر مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) أن إرسال الرسائل النصية أثناء القيادة بسرعة 55 ميلاً في الساعة يعادل قيادة سيارة عبر ملعب كرة قدم وعيناك مغمضتان4. ويمكن أن يحدث تشتت الانتباه أثناء القيادة لأسباب عديدة، مثل التعب، أو الانزعاج، أو تعاطي المخدرات أو الكحول.
سماعات الرأس اللاسلكية لتخطيط أمواج الدماغ (EEG) يمكنها اكتشاف تشتت الانتباه أثناء القيادة، مما يساعد على منع الحوادث في الوقت الفعلي. وفي عام 2013، اختبر نادي السيارات الملكي في غرب أستراليا هذه النظرية.
السيارة التي تعمل بقوة الانتباه تضع القيادة المشتتة تحت الاختبار. المصدر: RAC
سيارات تعمل بقوة الانتباه
كما يظهر مثال مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC)، لا تستطيع أدمغتنا معالجة المعلومات العاجلة بوعي عندما نكون مشتتين. واكتشف نادي السيارات الملكي في غرب أستراليا (RAC) أن 20٪ من السائقين الأستراليين المتورطين في حوادث اصطدام كانوا ينظرون إلى الشيء الذي اصطدموا به. ومع ذلك، لم يتمكنوا من استيعاب ما كان يحدث بسبب التشتت الذهني.
وأوضح جيفري ماكيلار، الشريك المؤسس والمدير التكنولوجي لشركة Emotiv: "إن الدماغ في الأساس هو آلة انتباه. ويجب أن يكون الجزء الأمامي من الدماغ نشطاً ومشاركاً للغاية في القيادة لأن العقل الباطن لا يعرف أن الخروج عن المسار سيتسبب في حدوث مشكلة".
الفكرة: ماذا لو كانت سيارتك تستطيع الشعور عندما تكون مشتتاً وتبطئ من سرعتها؟ عملت RAC مع Emotiv على تعديل سيارة هيونداي i40 يمكنها القيام بذلك تماماً. وتم تزويد السائقين بـ سماعة رأس EPOC Series ذات 14 قناة لتخطيط أمواج الدماغ (EEG) 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 التحديق، و"السرحان الذهني" الخ، تمت برمجة السيارة لتبطئ من سرعتها عندما يكون الشخص مشتتاً. كما تفاعلت السيارة عندما يدير السائق رأسه بعيداً عن الطريق، كما أشار الجيروسكوب المدمج في سماعة EPOC.
أخذت RAC السيارة "التي تعمل بقوة الانتباه" في رحلة على الطريق لإثبات أن قلة الانتباه تؤثر على الجميع6. وأعقبت الرحلة البرية سلسلة من التجارب في حلبة مغلقة لمزيد من استكشاف مشكلة التشتت الذهني، خاصة على الطرق الطويلة. ورغم أن السيارة المعدلة لم يتم إنتاجها بشكل تجاري، إلا أنها أثارت الوعي العام 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 (توجيه عجلة القيادة أو إبطاء السيارة) بشكل أسرع بمقدار 0.2 إلى 0.5 ثانية من متوسط وقت الاستجابة البشرية، مما يحسن أوقات رد الفعل مع كونها غير محسوسة إلى حد كبير بالنسبة للسائق"8.
يمكن للتنبيهات في الوقت الفعلي أن تنبه السائقين من الضعف الإدراكي قبل أن يصابوا بالتعب الشديد الذي يمنعهم من القيادة.
تنبيهات النعاس
يعد الشعور بالنعاس أكثر وضوحاً للعقل الواعي من قلة الانتباه. ومع ذلك، بحلول الوقت الذي يبدأ فيه السائق في التثاؤب أو إيماءة رأسه، يكون الخطر عليه وعلى الآخرين وثيقاً بالفعل. ولهذا السبب يستكشف الباحثون استخدام تخطيط أمواج الدماغ اللاسلكي للتنبؤ بالقيادة في حالة النعاس قبل فوات الأوان.
وإذا تم دمج نظام الكشف عن النعاس هذا في نظام تشغيل السيارة، فقد يتم تنبيه السائق عند أول بادرة من بوادر الضعف الإدراكي. ويمكن أن يكون هذا المفهوم مفيداً للتشتت العام أيضاً.
وقد وضعت إحدى الدراسات الجامعية إطار عمل برمجياً واستخدمت سماعة رأس EPOC لاكتشاف تشتت الانتباه أثناء المحاضرات. وتم إرسال تنبيهات برسائل نصية واهتزازية 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 إيماءة الرأس، وإغلاق العينين، والتثاؤب. واستخدمت دراسة أجراها لي وآخرون من جامعة بوكيونغ الوطنية بيانات الفيديو وتخطيط أمواج الدماغ لمراقبة حالات الدماغ اليقظة والتغيرات وحركات الرأس. وسجلوا دقة كشف بلغت 96.24% عند مراقبة حالات "النعاس الخفيف"10.
وتحقيقاً لهذه الفكرة على نطاق أوسع، صممت دراسة أجريت عام 2017 خوارزمية استطلاع وطبقتها لقياس مستويات مختلفة من النعاس. والهدف هو اكتشاف النعاس في وقت مبكر وفي الوقت الفعلي لمنع تحوله إلى أمر خطير أثناء القيادة. واستُخدم جهاز Emotiv EPOC لقياس نشاط الدماغ أثناء التجربة. وأفاد المؤلفون بنسبة نجاح بلغت 82% في الفصل بين مرحلتي النعاس واليقظة11.
يتم قياس تخطيط أمواج الدماغ إلى جانب الإشارات البصرية مثل التثاؤب لتحديد فقدان اليقظة لدى الشخص أثناء القيادة. المصدر: لي وآخرون، 2015
حافظ على هدوئك وواصل القيادة
تهدف الأمم المتحدة إلى خفض الوفيات والإصابات الناجمة عن حوادث الطرق في العالم إلى النصف بحلول عام 203012. ويمكن للعلماء والمهندسين معرفة كيف يفكر السائقون المشتتون وتصميم مركبات لمساعدتهم. وهذا ممكن بسبب سعر وتوافر أجهزة تخطيط أمواج الدماغ اللاسلكية والمتنقلة.
ويستخدم الباحثون أجهزة تخطيط أمواج الدماغ المحمولة لدراسة القيادة المشتتة من اليقظة الذهنية إلى اكتشاف النعاس، لمنع وقوع الحوادث على الطريق.
المراجع
1الإصابات الناجمة عن حوادث المرور على الطرق. (13 ديسمبر 2023). منظمة الصحة العالمية: WHO. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2مادور، كيفن ب. وأنتوني د. واجنر. (1 أبريل 2019). التكاليف المتعددة لتعدد المهام. ببمد سنترال (PMC).
3القيادة المشتتة للانتباه. (2023). الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة (NHTSA). https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4القيادة المشتتة للانتباه | سلامة النقل | مركز الإصابات | مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC). (دون تاريخ). https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5ستينسون، ل. (8 نوفمبر 2013). هذه السيارة تشعر عندما لا تكون منتبهاً وتبطئ سرعتها. وايرد (WIRED). https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6RAC WA. (17 نوفمبر 2013). إعلان تلفزيوني لرحلة سيارة RAC التي تعمل بالانتباه [فيديو]. يوتيوب. https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7CNET Cars. (8 يناير 2018). CES 2018: تقنية نيسان من الدماغ إلى السيارة يمكنها قراءة عقلك نوعاً ما [فيديو]. يوتيوب. https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8من الدماغ إلى السيارة | الابتكار |. (دون تاريخ). نيسان العالمية. https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9شاريثا، 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
10لي، ج.،وتشونغ، و. (2015). نظام سماعة رأس تخطيط أمواج الدماغ المستشعر للسياق للكشف المبكر عن نعاس السائق. المستشعرات، 15(8)، 20873-20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
11شين، ج.، لي، ب.، وشي، خ. (2017). الكشف في الوقت الفعلي عن نعاس الإنسان عبر واجهة الدماغ والكمبيوتر المحمولة. المجلة المفتوحة للعلوم التطبيقية، 07(03)، 98-113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
12مع وجود 1.3 مليون وفاة سنوية 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