Sicheres Fahren ist für jeden ein großes Anliegen. Neue Technologien haben uns selbstfahrende Autos beschert, in der Hoffnung, dass dadurch Unfälle, die durch menschliches Versagen verursacht werden, reduziert werden. Sie haben auch Funktionen eingeführt, die darauf abzielen, das Fahren sicherer und angenehmer zu machen. Zu diesen Funktionen gehören unter anderem Heads-up-Displays auf Windschutzscheiben und automatische Bremssysteme.

Seit 2010 ist die Zahl der Verkehrstoten weltweit um 5 % gesunken. Dennoch sterben jedes Jahr 1,19 Millionen Menschen bei Autounfällen. Darüber hinaus verletzen Autounfälle jährlich bis zu 50 Millionen Menschen.

Egal wie fortschrittlich das System eines Autos ist, das menschliche Gehirn ist der leistungsstärkste Computer. Das Verständnis von kognitiver Ablenkung spielt eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Sicherheit auf der Straße.

Warum Ablenkung tödlich ist

Wir Menschen haben uns selbst vorgemacht, dass wir Multitasking betreiben können. Studien belegen, dass das menschliche Gehirn nicht effektiv Multitasking betreiben kann, ohne dass die Geschwindigkeit und Genauigkeit erheblich abnehmen.

Das Telefonieren mit dem Handy oder die Nutzung des Infotainmentsystems während der Fahrt ist in der heutigen Gesellschaft üblich. Dies kann jedoch gefährlich sein, da es Sie von der Straße ablenkt.

Gesetze gegen abgelenktes Fahren versuchen, die Fahrersicherheit zu verbessern. Ingenieure entwickeln Autos so, dass sie einfacher ohne Hände zu bedienen sind, um Ablenkungen zu reduzieren. Dennoch fordern Unfälle unter Beteiligung abgelenkter Fahrer in den Vereinigten Staaten täglich neun Todesopfer.

Eine schnelle Textnachricht zu senden mag sich wie ein Augenblick anfühlen, aber die Augen aus irgendeinem Grund von der Straße abzuwenden, kann tödlich sein. Die CDC schätzt, dass das SMS-Schreiben während der Fahrt mit 55 Meilen pro Stunde so ist, als würde man die Länge eines Footballfeldes mit geschlossenen Augen befahren. Abgelenktes Fahren kann viele Ursachen haben, wie Müdigkeit, Verärgerung oder die Einnahme von Drogen oder Alkohol.

Kabellose EEG-Headsets können Ablenkungen während der Fahrt erkennen und so helfen, Unfälle in Echtzeit zu verhindern. Im Jahr 2013 testete der Royal Automobile Club of Western Australia diese Theorie.

Das aufmerksamkeitsgesteuerte Auto stellt abgelenktes Fahren auf die Probe. Quelle: RAC

Aufmerksamkeitsgesteuerte Autos

Wie das Beispiel der CDC zeigt, kann unser Gehirn dringende Informationen nicht bewusst verarbeiten, wenn wir abgelenkt sind. Der RAC von Western Australia stellte fest, dass 20 % der an Unfällen beteiligten australischen Fahrer auf das Objekt blickten, das sie anfuhren. Sie konnten jedoch aufgrund kognitiver Ablenkung nicht begreifen, was geschah.

„Das Gehirn ist im Grunde eine Aufmerksamkeitsmaschine“, erklärte Geoffrey Mackellar, Mitbegründer und Chief Technology Officer von Emotiv. „Der vordere Teil des Gehirns muss aktiv und sehr stark in das Fahren eingebunden sein, da das Unterbewusstsein nicht weiß, dass das Verlassen einer Fahrspur ein Problem verursachen wird.“

Die Idee: Was wäre, wenn Ihr Auto spüren könnte, wenn Sie abgelenkt sind, und langsamer würde? Der RAC arbeitete mit Emotiv zusammen, um einen Hyundai i40 zu modifizieren, der genau das tun konnte. Die Fahrer wurden mit einem EPOC Series 14-Kanal-EEG-Headset ausgestattet, das mit dem Fahrzeug kommunizierte. Die Gehirnleistung hatte direkten Einfluss auf die Geschwindigkeit des Autos.

Nach der Durchführung von Benchmark-Messungen für verschiedene Gehirnzustände, darunter Augen offen/geschlossen, Blickraten, „Abschalten“ usw., wurde das Fahrzeug so programmiert, dass es langsamer wurde, wenn die Person abgelenkt war. Das Auto reagierte auch, wenn ein Fahrer den Kopf von der Straße abwandte, was durch das im EPOC integrierte Gyroskop signalisiert wurde.

Der RAC unternahm mit dem „aufmerksamkeitsgesteuerten“ Auto eine Rundreise, um zu beweisen, dass Unaufmerksamkeit jeden betrifft. Auf die Rundreise folgte eine Reihe von Experimenten auf geschlossenen Strecken, um das Problem der kognitiven Ablenkung weiter zu erforschen, insbesondere auf langen Straßenabschnitten. Obwohl das modifizierte Auto nicht in Massenproduktion ging, schärfte es das öffentliche Bewusstsein dafür, wie leicht wir uns hinter dem Steuer ablenken lassen.

Der Reiz eines intelligenten Brain-to-Vehicle (B2V)-Systems ist auch den Automobilherstellern nicht entgangen. Im Jahr 2018 stellte Nissan einen B2V-Prototyp vor, der sich an die Vorlieben eines Nutzers anpassen und in Notfällen schnell reagieren kann.

„Durch die Vorwegnahme beabsichtigter Bewegungen können Systeme (das Lenkrad drehen oder das Auto abbremsen) 0,2 bis 0,5 Sekunden schneller reagieren als die durchschnittliche menschliche Reaktionszeit, was die Reaktionszeiten verbessert und für den Fahrer weitgehend unbemerkt bleibt“, erklärte Nissan.

Echtzeit-Warnungen könnten Fahrer vor einer Beeinträchtigung warnen, bevor sie zu müde zum Fahren sind.

Müdigkeitswarnungen

Sich schläfrig zu fühlen ist für das Bewusstsein offensichtlicher als Unaufmerksamkeit. Doch wenn ein Fahrer anfängt zu gähnen oder mit dem Kopf einzunicken, ist die Gefahr für sich und andere bereits unmittelbar gegeben. Aus diesem Grund erforschen Wissenschaftler den Einsatz von kabellosem EEG, um schläfriges Fahren vorherzusagen, bevor es zu spät ist.

Wenn ein solches System zur Erkennung von Müdigkeit im Betriebssystem eines Autos implementiert wäre, könnte ein Fahrer beim ersten Anzeichen einer kognitiven Beeinträchtigung gewarnt werden. Dieses Konzept könnte auch bei allgemeiner Ablenkung von Nutzen sein.

Eine Universitätsstudie entwickelte ein Software-Framework und nutzte ein EPOC-Headset, um abschweifende Aufmerksamkeit während Vorlesungen zu erkennen. Bei nachlassender Aufmerksamkeit wurden vibrierende SMS-Warnungen an die Mobiltelefone der Studenten gesendet, wodurch 75 % der Teilnehmer ihre Konzentration wiedererlangen und aufrechterhalten konnten.

Die Müdigkeit einer Person kann durch mehrere visuelle Hinweise wie Einnicken, Augenschließen und Gähnen identifiziert werden. Eine Studie von Li et al. von der Pukyong National University nutzte Video- und EEG-Daten, um aufmerksame Gehirnzustände sowie Veränderungen und Kopfbewegungen zu beobachten. Sie berichteten von einer Erkennungsgenauigkeit von 96,24 % bei der Beobachtung von Ereignissen mit „leichter Schläfrigkeit“.

Diese Idee weiterführend, entwarf und implementierte eine Studie aus dem Jahr 2017 einen Abfragealgorithmus, um verschiedene Stufen der Müdigkeit zu messen. Das Ziel ist es, Schläfrigkeit frühzeitig in Echtzeit zu erkennen, um zu verhindern, dass sie während der Fahrt gefährlich wird. Ein Emotiv EPOC wurde verwendet, um die Gehirnaktivität während des Experiments zu messen. Die Autoren berichteten von einer Erfolgsquote von 82 % bei der Trennung von schläfrigen und wachen Phasen.

Das EEG wird zusammen mit visuellen Hinweisen wie Gähnen gemessen, um einen Verlust der Aufmerksamkeit des Probanden während der Fahrt festzustellen. Quelle: Li et al., 2015

Ruhig bleiben und weiterfahren

Die UN hat sich zum Ziel gesetzt, die Zahl der Toten und Verletzten im Straßenverkehr bis 2030 um die Hälfte zu reduzieren. Wissenschaftler und Ingenieure können lernen, wie abgelenkte Fahrer denken, und Fahrzeuge entwickeln, die ihnen helfen. Dies ist dank des Preises und der Verfügbarkeit von kabellosen, mobilen EEG-Geräten möglich.

Forscher nutzen mobiles EEG, um abgelenktes Fahren zu untersuchen – von Achtsamkeit bis hin zur Erkennung von Schläfrigkeit –, um Unfälle auf der Straße zu verhindern.

Referenzen

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