Wie mobile EEGs abgelenktes Fahren verhindern können
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Sichere Fahrweise ist ein großes Anliegen für alle. Neue Technologien haben uns selbstfahrende Autos gebracht, in der Hoffnung, dass sie Unfälle, die durch menschliches Versagen verursacht werden, reduzieren. Zudem wurden Funktionen eingeführt, die darauf abzielen, das Fahren sicherer und angenehmer zu gestalten. Zu diesen Funktionen gehören Head-up-Displays auf Windschutzscheiben und automatische Bremssysteme, um nur einige zu nennen.
Seit 2010 sind die Verkehrstoten weltweit um 5 % gesunken. Dennoch sterben jährlich 1,19 Millionen Menschen bei Autounfällen. Außerdem verletzen Autounfälle bis zu 50 Millionen Menschen jährlich.
Unabhängig davon, wie fortschrittlich ein Autosystem ist, ist das menschliche Gehirn der leistungsstärkste Computer. Das Verständnis von kognitiver Ablenkung spielt eine entscheidende Rolle für die Sicherheit auf der Straße.
Warum Ablenkungen tödlich sind
Menschen haben sich in den Glauben getäuscht, dass wir Multitasking können. Studien beweisen, dass das menschliche Gehirn ohne signifikante Geschwindigkeits- und Genauigkeitsverluste nicht effektiv multitaskingfähig ist.
Das Telefonieren mit einem Handy oder Infotainmentsystem während des Fahrens ist in der heutigen Gesellschaft weit verbreitet. Dies kann jedoch gefährlich sein, da es von der Straße ablenkt.
Gesetze zum abgelenkten Fahren versuchen, die Sicherheit der Fahrer zu verbessern. Ingenieure entwerfen Autos so, dass sie einfacher ohne Hände zu bedienen sind, um Ablenkungen zu reduzieren. Dennoch verursachen Unfälle mit abgelenkten Fahrern täglich neun Todesfälle in den Vereinigten Staaten.
Eine schnelle Textnachricht zu senden, mag sofort erscheinen, doch das Abwenden des Blicks von der Straße aus irgendeinem Grund kann tödlich sein. Die CDC schätzt, dass das Texten beim Fahren mit 55 Meilen pro Stunde so ist, als würde man ein Fußballfeld mit geschlossenen Augen überqueren. Ablenkungen beim Fahren können aus verschiedenen Gründen auftreten, wie Müdigkeit, Unruhe oder dem Konsum von Drogen oder Alkohol.
Drahtlose EEG-Headsets können Ablenkungen während des Fahrens erkennen und so dazu beitragen, Unfälle in Echtzeit zu verhindern. Im Jahr 2013 testete der Royal Automobile Club von Westaustralien diese Theorie.
Das auf Aufmerksamkeit basierende 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 Westaustralien stellte fest, dass 20 % der australischen Fahrer, die in Unfälle verwickelt waren, auf das Objekt schauten, das sie getroffen haben. Sie konnten jedoch nicht begreifen, was geschah, aufgrund kognitiver Ablenkung.
„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 stark am Fahren beteiligt sein, da das unterbewusste Gehirn nicht weiß, dass das Verlassen der Fahrspur ein Problem verursachen wird.“
Die Idee: Was wäre, wenn Ihr Auto erkennen könnte, wenn Sie abgelenkt sind und langsamer werden? Der RAC arbeitete mit EMOTIV zusammen, um einen Hyundai i40 zu modifizieren, der genau das tun konnte. Fahrern wurde ein EPOC Series 14-Kanal EEG-Headset angepasst, das mit dem Fahrzeug kommunizierte. Die Gehirnleistung beeinflusste direkt die Geschwindigkeit des Autos.
Nachdem Benchmark-Messungen für verschiedene Gehirnzustände wie Augen offen/geschlossen, Blickrate, „Abschweifen“ usw. erfasst wurden, 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 abwendete, wie es von EPOCs eingebautem Gyroskop angezeigt wurde.
Der RAC unternahm mit dem „aufmerksamkeitsgesteuerten“ Auto einen Roadtrip, um zu beweisen, dass Unaufmerksamkeit jeden betrifft. Der Roadtrip wurde mit einer Reihe von Experimenten in geschlossenen Kreisen gefolgt, um das Problem der kognitiven Ablenkung, insbesondere auf langen Straßenabschnitten, weiter zu untersuchen. Obwohl das modifizierte Auto nicht in Massenproduktion hergestellt wurde, schuf es ein öffentliches Bewusstsein dafür, wie leicht wir hinter dem Steuer abgelenkt werden können.
Die Anziehungskraft eines intelligenten Gehirn-zu-Fahrzeug (B2V) Systems ist den Autoherstellern nicht entgangen. Im Jahr 2018 präsentierte Nissan einen B2V-Prototyp, der sich an die Vorlieben eines Nutzers anpassen und schnell auf Notfälle reagieren kann.
„Durch die Vorwegnahme beabsichtigter Bewegungen können Systeme 0,2 bis 0,5 Sekunden schneller aktiv werden (das Lenkrad drehen oder das Auto langsamer machen) als die durchschnittliche Reaktionszeit eines Menschen, wodurch die Reaktionszeiten verbessert werden und dies für den Fahrer weitgehend unmerklich bleibt“, erklärte Nissan.
Echtzeitwarnungen könnten Fahrer vor einer Beeinträchtigung warnen, bevor sie zu müde zum Fahren sind.
Müdigkeitswarnungen
Schläfrig zu sein, ist dem bewussten Geist offensichtlich mehr als Unaufmerksamkeit. Wenn ein Fahrer jedoch anfängt zu gähnen oder den Kopf zu nicken, ist die Gefahr für sich selbst und andere bereits immanent. Deshalb untersuchen Forscher die Nutzung drahtloser EEG-Systeme, um müdes Fahren vorherzusagen, bevor es zu spät ist.
Wenn ein solches Müdigkeitserkennungssystem in das Betriebssystem eines Autos implementiert würde, könnte ein Fahrer beim ersten Anzeichen kognitiver Beeinträchtigung gewarnt werden. Dieses Konzept könnte auch für allgemeine Ablenkungen von Nutzen sein.
Eine Universitätsstudie entwickelte ein Software-Framework und verwendete ein EPOC-Headset, um wandernde Aufmerksamkeit während Vorlesungen zu erkennen. Vibrationsnachrichten wurden an die Mobiltelefone der Studenten gesendet, wenn die Wachsamkeit sank, sodass 75 % der Teilnehmer ihre Konzentration zurückgewinnen und aufrechterhalten konnten.
Die Müdigkeit einer Person kann durch verschiedene visuelle Hinweise identifiziert werden, wie Kopfnicken, Augenschließen und Gähnen. Eine Studie von Li et al. der Pukyong National University verwendete Video- und EEG-Daten, um aufmerksame Gehirnzustände und Veränderungen sowie Kopfbewegungen zu beobachten. Sie berichteten von einer Erkennungsgenauigkeit von 96,24 %, als sie „leicht müde“ Ereignisse beobachteten.
Die Idee weiter verfolgend, entwarf und implementierte eine Studie von 2017 einen Abstimmungsalgorithmus zur Messung verschiedener Tiefen der Müdigkeit. Ziel ist es, Müdigkeit frühzeitig in Echtzeit zu erkennen, um zu verhindern, dass sie beim Fahren 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 der müden und wachen Phasen.
EEG wird neben visuellen Hinweisen wie Gähnen gemessen, um einen Verlust an Wachsamkeit bei dem Subjekt während des Fahrens zu bestimmen. Quelle: Li et al., 2015
Ruhe bewahren und weiterfahren
Die UN hat sich zum Ziel gesetzt, die Verkehrstoten und -verletzten bis 2030 um die Hälfte zu reduzieren. Wissenschaftler und Ingenieure können lernen, wie ablenkte Fahrer denken, und Fahrzeuge entwerfen, die ihnen helfen. Dies ist möglich aufgrund der Kosten und Verfügbarkeit von drahtlosen, mobilen EEG-Geräten.
Forscher nutzen mobile EEGs, um abgelenktes Fahren von Achtsamkeit bis zur Erkennung von Müdigkeit zu untersuchen, um Unfälle auf der Straße zu verhindern.
Referenzen
1Verkehrsunfälle. (2023, 13. Dezember). Weltgesundheitsorganisation: WHO. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2Madore, Kevin P. und Anthony D. Wagner. (2019, 1. April). Die Kosten des Multitaskings. PubMed Central (PMC).
3Ablenkendes Fahren. (2023). NHTSA. https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4Ablenkendes Fahren | Verkehrssicherheit | Verletzungszentrum | CDC. (n.d.). https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5Stinson, L. (2013, 8. November). Dieses Auto erkennt, wenn Sie nicht aufmerksam sind und bremst. WIRED. https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6RAC WA. (2013, 17. November). RAC Aufmerksamkeitsgesteuertes Auto Road Trip TVC [Video]. YouTube. https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7CNET Autos. (2018, 8. Januar). CES 2018: Nissans Gehirn-zu-Fahrzeug-Technologie kann Ihre Gedanken teilweise lesen [Video]. YouTube. https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8Gehirn-zu-Fahrzeug | Innovation |. (n.d.). Nissan Global. https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9Charitha, S., Karunananda, A., & Philippe, G. (2017). Framework zur Modellierung der Wiedererlangung der Aufmerksamkeit. Journal of Applied and Physical Sciences, 3(2). https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1
10Li, G., & Chung, W. (2015). Ein kontextbewusstes EEG-Headset-System zur frühen Erkennung von Fahrermüdigkeit. Sensors, 15(8), 20873–20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
11Shen, J., Li, B., & Shi, X. (2017). Echtzeit-Erkennung von menschlicher Müdigkeit mittels einer tragbaren Gehirn-Computer-Schnittstelle. Open Journal of Applied Sciences, 07(03), 98–113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
12Mit 1,3 Millionen jährlichen Verkehrstoten möchte die UN die Zahl bis 2030 halbieren.
(2021, 6. Dezember). UN News. Abgerufen am 27. März 2024, https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152
Sichere Fahrweise ist ein großes Anliegen für alle. Neue Technologien haben uns selbstfahrende Autos gebracht, in der Hoffnung, dass sie Unfälle, die durch menschliches Versagen verursacht werden, reduzieren. Zudem wurden Funktionen eingeführt, die darauf abzielen, das Fahren sicherer und angenehmer zu gestalten. Zu diesen Funktionen gehören Head-up-Displays auf Windschutzscheiben und automatische Bremssysteme, um nur einige zu nennen.
Seit 2010 sind die Verkehrstoten weltweit um 5 % gesunken. Dennoch sterben jährlich 1,19 Millionen Menschen bei Autounfällen. Außerdem verletzen Autounfälle bis zu 50 Millionen Menschen jährlich.
Unabhängig davon, wie fortschrittlich ein Autosystem ist, ist das menschliche Gehirn der leistungsstärkste Computer. Das Verständnis von kognitiver Ablenkung spielt eine entscheidende Rolle für die Sicherheit auf der Straße.
Warum Ablenkungen tödlich sind
Menschen haben sich in den Glauben getäuscht, dass wir Multitasking können. Studien beweisen, dass das menschliche Gehirn ohne signifikante Geschwindigkeits- und Genauigkeitsverluste nicht effektiv multitaskingfähig ist.
Das Telefonieren mit einem Handy oder Infotainmentsystem während des Fahrens ist in der heutigen Gesellschaft weit verbreitet. Dies kann jedoch gefährlich sein, da es von der Straße ablenkt.
Gesetze zum abgelenkten Fahren versuchen, die Sicherheit der Fahrer zu verbessern. Ingenieure entwerfen Autos so, dass sie einfacher ohne Hände zu bedienen sind, um Ablenkungen zu reduzieren. Dennoch verursachen Unfälle mit abgelenkten Fahrern täglich neun Todesfälle in den Vereinigten Staaten.
Eine schnelle Textnachricht zu senden, mag sofort erscheinen, doch das Abwenden des Blicks von der Straße aus irgendeinem Grund kann tödlich sein. Die CDC schätzt, dass das Texten beim Fahren mit 55 Meilen pro Stunde so ist, als würde man ein Fußballfeld mit geschlossenen Augen überqueren. Ablenkungen beim Fahren können aus verschiedenen Gründen auftreten, wie Müdigkeit, Unruhe oder dem Konsum von Drogen oder Alkohol.
Drahtlose EEG-Headsets können Ablenkungen während des Fahrens erkennen und so dazu beitragen, Unfälle in Echtzeit zu verhindern. Im Jahr 2013 testete der Royal Automobile Club von Westaustralien diese Theorie.
Das auf Aufmerksamkeit basierende 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 Westaustralien stellte fest, dass 20 % der australischen Fahrer, die in Unfälle verwickelt waren, auf das Objekt schauten, das sie getroffen haben. Sie konnten jedoch nicht begreifen, was geschah, aufgrund kognitiver Ablenkung.
„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 stark am Fahren beteiligt sein, da das unterbewusste Gehirn nicht weiß, dass das Verlassen der Fahrspur ein Problem verursachen wird.“
Die Idee: Was wäre, wenn Ihr Auto erkennen könnte, wenn Sie abgelenkt sind und langsamer werden? Der RAC arbeitete mit EMOTIV zusammen, um einen Hyundai i40 zu modifizieren, der genau das tun konnte. Fahrern wurde ein EPOC Series 14-Kanal EEG-Headset angepasst, das mit dem Fahrzeug kommunizierte. Die Gehirnleistung beeinflusste direkt die Geschwindigkeit des Autos.
Nachdem Benchmark-Messungen für verschiedene Gehirnzustände wie Augen offen/geschlossen, Blickrate, „Abschweifen“ usw. erfasst wurden, 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 abwendete, wie es von EPOCs eingebautem Gyroskop angezeigt wurde.
Der RAC unternahm mit dem „aufmerksamkeitsgesteuerten“ Auto einen Roadtrip, um zu beweisen, dass Unaufmerksamkeit jeden betrifft. Der Roadtrip wurde mit einer Reihe von Experimenten in geschlossenen Kreisen gefolgt, um das Problem der kognitiven Ablenkung, insbesondere auf langen Straßenabschnitten, weiter zu untersuchen. Obwohl das modifizierte Auto nicht in Massenproduktion hergestellt wurde, schuf es ein öffentliches Bewusstsein dafür, wie leicht wir hinter dem Steuer abgelenkt werden können.
Die Anziehungskraft eines intelligenten Gehirn-zu-Fahrzeug (B2V) Systems ist den Autoherstellern nicht entgangen. Im Jahr 2018 präsentierte Nissan einen B2V-Prototyp, der sich an die Vorlieben eines Nutzers anpassen und schnell auf Notfälle reagieren kann.
„Durch die Vorwegnahme beabsichtigter Bewegungen können Systeme 0,2 bis 0,5 Sekunden schneller aktiv werden (das Lenkrad drehen oder das Auto langsamer machen) als die durchschnittliche Reaktionszeit eines Menschen, wodurch die Reaktionszeiten verbessert werden und dies für den Fahrer weitgehend unmerklich bleibt“, erklärte Nissan.
Echtzeitwarnungen könnten Fahrer vor einer Beeinträchtigung warnen, bevor sie zu müde zum Fahren sind.
Müdigkeitswarnungen
Schläfrig zu sein, ist dem bewussten Geist offensichtlich mehr als Unaufmerksamkeit. Wenn ein Fahrer jedoch anfängt zu gähnen oder den Kopf zu nicken, ist die Gefahr für sich selbst und andere bereits immanent. Deshalb untersuchen Forscher die Nutzung drahtloser EEG-Systeme, um müdes Fahren vorherzusagen, bevor es zu spät ist.
Wenn ein solches Müdigkeitserkennungssystem in das Betriebssystem eines Autos implementiert würde, könnte ein Fahrer beim ersten Anzeichen kognitiver Beeinträchtigung gewarnt werden. Dieses Konzept könnte auch für allgemeine Ablenkungen von Nutzen sein.
Eine Universitätsstudie entwickelte ein Software-Framework und verwendete ein EPOC-Headset, um wandernde Aufmerksamkeit während Vorlesungen zu erkennen. Vibrationsnachrichten wurden an die Mobiltelefone der Studenten gesendet, wenn die Wachsamkeit sank, sodass 75 % der Teilnehmer ihre Konzentration zurückgewinnen und aufrechterhalten konnten.
Die Müdigkeit einer Person kann durch verschiedene visuelle Hinweise identifiziert werden, wie Kopfnicken, Augenschließen und Gähnen. Eine Studie von Li et al. der Pukyong National University verwendete Video- und EEG-Daten, um aufmerksame Gehirnzustände und Veränderungen sowie Kopfbewegungen zu beobachten. Sie berichteten von einer Erkennungsgenauigkeit von 96,24 %, als sie „leicht müde“ Ereignisse beobachteten.
Die Idee weiter verfolgend, entwarf und implementierte eine Studie von 2017 einen Abstimmungsalgorithmus zur Messung verschiedener Tiefen der Müdigkeit. Ziel ist es, Müdigkeit frühzeitig in Echtzeit zu erkennen, um zu verhindern, dass sie beim Fahren 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 der müden und wachen Phasen.
EEG wird neben visuellen Hinweisen wie Gähnen gemessen, um einen Verlust an Wachsamkeit bei dem Subjekt während des Fahrens zu bestimmen. Quelle: Li et al., 2015
Ruhe bewahren und weiterfahren
Die UN hat sich zum Ziel gesetzt, die Verkehrstoten und -verletzten bis 2030 um die Hälfte zu reduzieren. Wissenschaftler und Ingenieure können lernen, wie ablenkte Fahrer denken, und Fahrzeuge entwerfen, die ihnen helfen. Dies ist möglich aufgrund der Kosten und Verfügbarkeit von drahtlosen, mobilen EEG-Geräten.
Forscher nutzen mobile EEGs, um abgelenktes Fahren von Achtsamkeit bis zur Erkennung von Müdigkeit zu untersuchen, um Unfälle auf der Straße zu verhindern.
Referenzen
1Verkehrsunfälle. (2023, 13. Dezember). Weltgesundheitsorganisation: WHO. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2Madore, Kevin P. und Anthony D. Wagner. (2019, 1. April). Die Kosten des Multitaskings. PubMed Central (PMC).
3Ablenkendes Fahren. (2023). NHTSA. https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4Ablenkendes Fahren | Verkehrssicherheit | Verletzungszentrum | CDC. (n.d.). https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5Stinson, L. (2013, 8. November). Dieses Auto erkennt, wenn Sie nicht aufmerksam sind und bremst. WIRED. https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6RAC WA. (2013, 17. November). RAC Aufmerksamkeitsgesteuertes Auto Road Trip TVC [Video]. YouTube. https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7CNET Autos. (2018, 8. Januar). CES 2018: Nissans Gehirn-zu-Fahrzeug-Technologie kann Ihre Gedanken teilweise lesen [Video]. YouTube. https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8Gehirn-zu-Fahrzeug | Innovation |. (n.d.). Nissan Global. https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9Charitha, S., Karunananda, A., & Philippe, G. (2017). Framework zur Modellierung der Wiedererlangung der Aufmerksamkeit. Journal of Applied and Physical Sciences, 3(2). https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1
10Li, G., & Chung, W. (2015). Ein kontextbewusstes EEG-Headset-System zur frühen Erkennung von Fahrermüdigkeit. Sensors, 15(8), 20873–20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
11Shen, J., Li, B., & Shi, X. (2017). Echtzeit-Erkennung von menschlicher Müdigkeit mittels einer tragbaren Gehirn-Computer-Schnittstelle. Open Journal of Applied Sciences, 07(03), 98–113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
12Mit 1,3 Millionen jährlichen Verkehrstoten möchte die UN die Zahl bis 2030 halbieren.
(2021, 6. Dezember). UN News. Abgerufen am 27. März 2024, https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152
Sichere Fahrweise ist ein großes Anliegen für alle. Neue Technologien haben uns selbstfahrende Autos gebracht, in der Hoffnung, dass sie Unfälle, die durch menschliches Versagen verursacht werden, reduzieren. Zudem wurden Funktionen eingeführt, die darauf abzielen, das Fahren sicherer und angenehmer zu gestalten. Zu diesen Funktionen gehören Head-up-Displays auf Windschutzscheiben und automatische Bremssysteme, um nur einige zu nennen.
Seit 2010 sind die Verkehrstoten weltweit um 5 % gesunken. Dennoch sterben jährlich 1,19 Millionen Menschen bei Autounfällen. Außerdem verletzen Autounfälle bis zu 50 Millionen Menschen jährlich.
Unabhängig davon, wie fortschrittlich ein Autosystem ist, ist das menschliche Gehirn der leistungsstärkste Computer. Das Verständnis von kognitiver Ablenkung spielt eine entscheidende Rolle für die Sicherheit auf der Straße.
Warum Ablenkungen tödlich sind
Menschen haben sich in den Glauben getäuscht, dass wir Multitasking können. Studien beweisen, dass das menschliche Gehirn ohne signifikante Geschwindigkeits- und Genauigkeitsverluste nicht effektiv multitaskingfähig ist.
Das Telefonieren mit einem Handy oder Infotainmentsystem während des Fahrens ist in der heutigen Gesellschaft weit verbreitet. Dies kann jedoch gefährlich sein, da es von der Straße ablenkt.
Gesetze zum abgelenkten Fahren versuchen, die Sicherheit der Fahrer zu verbessern. Ingenieure entwerfen Autos so, dass sie einfacher ohne Hände zu bedienen sind, um Ablenkungen zu reduzieren. Dennoch verursachen Unfälle mit abgelenkten Fahrern täglich neun Todesfälle in den Vereinigten Staaten.
Eine schnelle Textnachricht zu senden, mag sofort erscheinen, doch das Abwenden des Blicks von der Straße aus irgendeinem Grund kann tödlich sein. Die CDC schätzt, dass das Texten beim Fahren mit 55 Meilen pro Stunde so ist, als würde man ein Fußballfeld mit geschlossenen Augen überqueren. Ablenkungen beim Fahren können aus verschiedenen Gründen auftreten, wie Müdigkeit, Unruhe oder dem Konsum von Drogen oder Alkohol.
Drahtlose EEG-Headsets können Ablenkungen während des Fahrens erkennen und so dazu beitragen, Unfälle in Echtzeit zu verhindern. Im Jahr 2013 testete der Royal Automobile Club von Westaustralien diese Theorie.
Das auf Aufmerksamkeit basierende 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 Westaustralien stellte fest, dass 20 % der australischen Fahrer, die in Unfälle verwickelt waren, auf das Objekt schauten, das sie getroffen haben. Sie konnten jedoch nicht begreifen, was geschah, aufgrund kognitiver Ablenkung.
„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 stark am Fahren beteiligt sein, da das unterbewusste Gehirn nicht weiß, dass das Verlassen der Fahrspur ein Problem verursachen wird.“
Die Idee: Was wäre, wenn Ihr Auto erkennen könnte, wenn Sie abgelenkt sind und langsamer werden? Der RAC arbeitete mit EMOTIV zusammen, um einen Hyundai i40 zu modifizieren, der genau das tun konnte. Fahrern wurde ein EPOC Series 14-Kanal EEG-Headset angepasst, das mit dem Fahrzeug kommunizierte. Die Gehirnleistung beeinflusste direkt die Geschwindigkeit des Autos.
Nachdem Benchmark-Messungen für verschiedene Gehirnzustände wie Augen offen/geschlossen, Blickrate, „Abschweifen“ usw. erfasst wurden, 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 abwendete, wie es von EPOCs eingebautem Gyroskop angezeigt wurde.
Der RAC unternahm mit dem „aufmerksamkeitsgesteuerten“ Auto einen Roadtrip, um zu beweisen, dass Unaufmerksamkeit jeden betrifft. Der Roadtrip wurde mit einer Reihe von Experimenten in geschlossenen Kreisen gefolgt, um das Problem der kognitiven Ablenkung, insbesondere auf langen Straßenabschnitten, weiter zu untersuchen. Obwohl das modifizierte Auto nicht in Massenproduktion hergestellt wurde, schuf es ein öffentliches Bewusstsein dafür, wie leicht wir hinter dem Steuer abgelenkt werden können.
Die Anziehungskraft eines intelligenten Gehirn-zu-Fahrzeug (B2V) Systems ist den Autoherstellern nicht entgangen. Im Jahr 2018 präsentierte Nissan einen B2V-Prototyp, der sich an die Vorlieben eines Nutzers anpassen und schnell auf Notfälle reagieren kann.
„Durch die Vorwegnahme beabsichtigter Bewegungen können Systeme 0,2 bis 0,5 Sekunden schneller aktiv werden (das Lenkrad drehen oder das Auto langsamer machen) als die durchschnittliche Reaktionszeit eines Menschen, wodurch die Reaktionszeiten verbessert werden und dies für den Fahrer weitgehend unmerklich bleibt“, erklärte Nissan.
Echtzeitwarnungen könnten Fahrer vor einer Beeinträchtigung warnen, bevor sie zu müde zum Fahren sind.
Müdigkeitswarnungen
Schläfrig zu sein, ist dem bewussten Geist offensichtlich mehr als Unaufmerksamkeit. Wenn ein Fahrer jedoch anfängt zu gähnen oder den Kopf zu nicken, ist die Gefahr für sich selbst und andere bereits immanent. Deshalb untersuchen Forscher die Nutzung drahtloser EEG-Systeme, um müdes Fahren vorherzusagen, bevor es zu spät ist.
Wenn ein solches Müdigkeitserkennungssystem in das Betriebssystem eines Autos implementiert würde, könnte ein Fahrer beim ersten Anzeichen kognitiver Beeinträchtigung gewarnt werden. Dieses Konzept könnte auch für allgemeine Ablenkungen von Nutzen sein.
Eine Universitätsstudie entwickelte ein Software-Framework und verwendete ein EPOC-Headset, um wandernde Aufmerksamkeit während Vorlesungen zu erkennen. Vibrationsnachrichten wurden an die Mobiltelefone der Studenten gesendet, wenn die Wachsamkeit sank, sodass 75 % der Teilnehmer ihre Konzentration zurückgewinnen und aufrechterhalten konnten.
Die Müdigkeit einer Person kann durch verschiedene visuelle Hinweise identifiziert werden, wie Kopfnicken, Augenschließen und Gähnen. Eine Studie von Li et al. der Pukyong National University verwendete Video- und EEG-Daten, um aufmerksame Gehirnzustände und Veränderungen sowie Kopfbewegungen zu beobachten. Sie berichteten von einer Erkennungsgenauigkeit von 96,24 %, als sie „leicht müde“ Ereignisse beobachteten.
Die Idee weiter verfolgend, entwarf und implementierte eine Studie von 2017 einen Abstimmungsalgorithmus zur Messung verschiedener Tiefen der Müdigkeit. Ziel ist es, Müdigkeit frühzeitig in Echtzeit zu erkennen, um zu verhindern, dass sie beim Fahren 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 der müden und wachen Phasen.
EEG wird neben visuellen Hinweisen wie Gähnen gemessen, um einen Verlust an Wachsamkeit bei dem Subjekt während des Fahrens zu bestimmen. Quelle: Li et al., 2015
Ruhe bewahren und weiterfahren
Die UN hat sich zum Ziel gesetzt, die Verkehrstoten und -verletzten bis 2030 um die Hälfte zu reduzieren. Wissenschaftler und Ingenieure können lernen, wie ablenkte Fahrer denken, und Fahrzeuge entwerfen, die ihnen helfen. Dies ist möglich aufgrund der Kosten und Verfügbarkeit von drahtlosen, mobilen EEG-Geräten.
Forscher nutzen mobile EEGs, um abgelenktes Fahren von Achtsamkeit bis zur Erkennung von Müdigkeit zu untersuchen, um Unfälle auf der Straße zu verhindern.
Referenzen
1Verkehrsunfälle. (2023, 13. Dezember). Weltgesundheitsorganisation: WHO. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2Madore, Kevin P. und Anthony D. Wagner. (2019, 1. April). Die Kosten des Multitaskings. PubMed Central (PMC).
3Ablenkendes Fahren. (2023). NHTSA. https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4Ablenkendes Fahren | Verkehrssicherheit | Verletzungszentrum | CDC. (n.d.). https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5Stinson, L. (2013, 8. November). Dieses Auto erkennt, wenn Sie nicht aufmerksam sind und bremst. WIRED. https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6RAC WA. (2013, 17. November). RAC Aufmerksamkeitsgesteuertes Auto Road Trip TVC [Video]. YouTube. https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7CNET Autos. (2018, 8. Januar). CES 2018: Nissans Gehirn-zu-Fahrzeug-Technologie kann Ihre Gedanken teilweise lesen [Video]. YouTube. https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
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9Charitha, S., Karunananda, A., & Philippe, G. (2017). Framework zur Modellierung der Wiedererlangung der Aufmerksamkeit. Journal of Applied and Physical Sciences, 3(2). https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1
10Li, G., & Chung, W. (2015). Ein kontextbewusstes EEG-Headset-System zur frühen Erkennung von Fahrermüdigkeit. Sensors, 15(8), 20873–20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
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