چگونه EEG موبایل میتواند از رانندگی با حواسپرت جلوگیری کند
هایدی دوران
بهروزرسانی در
۱۳ فروردین ۱۴۰۳
چگونه EEG موبایل میتواند از رانندگی با حواسپرت جلوگیری کند
هایدی دوران
بهروزرسانی در
۱۳ فروردین ۱۴۰۳
چگونه EEG موبایل میتواند از رانندگی با حواسپرت جلوگیری کند
هایدی دوران
بهروزرسانی در
۱۳ فروردین ۱۴۰۳
رانندگی ایمن یکی از دغدغههای اصلی همه افراد است. فناوریهای جدید خودروهای خودران را با این امید به ما هدیه دادهاند که تصادفات ناشی از خطای انسانی را کاهش دهند. این فناوریها همچنین ویژگیهایی را معرفی کردهاند که هدف آنها ایمنتر و لذتبخشتر کردن رانندگی است. این ویژگیها شامل نمایشگرهای هاد (HUD) روی شیشه جلو و سیستمهای ترمز خودکار میشوند، که تنها به چند نمونه از آنها اشاره شد.
از سال ۲۰۱۰، تلفات جادهای در سراسر جهان ۵٪ کاهش یافته است. با این حال، هنوز سالانه ۱.۱۹ میلیون نفر در تصادفات رانندگی جان خود را از دست میدهند. علاوه بر این، تصادفات رانندگی سالانه تا ۵۰ میلیون نفر را مجروح میکند1.
هر چقدر هم که سیستم یک خودرو پیشرفته باشد، مغز انسان قویترین کامپیوتر است. درک حواسپرتی شناختی نقش حیاتی در تضمین ایمنی در جادهها ایفا میکند.
چرا حواسپرتی مرگبار است
ما انسانها خود را فریب دادهایم که فکر کنیم میتوانیم چند کار را همزمان انجام دهیم (multitask). مطالعات ثابت میکنند که مغز انسان نمیتواند بدون کاهش چشمگیر در سرعت و دقت، چند کار را به طور همزمان و به طور موثر انجام دهد2.
صحبت کردن با تلفن همراه یا کار با سیستم اطلاعات و سرگرمی (infotainment) در حین رانندگی در جامعه امروز بسیار رایج است. با این حال، این کار میتواند خطرناک باشد زیرا تمرکز شما را از جاده منحرف میکند.
قوانین مربوط به حواسپرتی در رانندگی تلاش میکنند تا ایمنی راننده را بهبود بخشند. مهندسان خودروها را به گونهای طراحی میکنند که استفاده از آنها بدون نیاز به دست آسانتر باشد تا حواسپرتی کاهش یابد. با این حال، تصادفات مربوط به رانندگان حواسپرت همچنان روزانه باعث مرگ نه نفر در ایالات متحده میشود3.
ارسال یک پیام متنی سریع ممکن است آنی به نظر برسد، اما چشم برداشتن از جاده به هر دلیلی میتواند مرگبار باشد. مرکز کنترل و پیشگیری از بیماریها (CDC) تخمین میزند که پیامک زدن در حین رانندگی با سرعت ۵۵ مایل در ساعت (حدود ۸۸ کیلومتر در ساعت) مانند این است که طول یک زمین فوتبال را با چشمان بسته رانندگی کنید4. حواسپرتی در رانندگی میتواند به دلایل زیادی مانند خستگی، ناراحتی یا مصرف دارو و الکل رخ دهد.
هدستهای بیسیم EEG میتوانند حواسپرتیهای حین رانندگی را تشخیص داده و به پیشگیری از تصادفات در زمان واقعی (real-time) کمک کنند. در سال ۲۰۱۳، کلوپ سلطنتی اتومبیلرانی استرالیای غربی این نظریه را آزمایش کرد.
خودرویی که با قدرت توجه کار میکند، رانندگی با حواسپرتی را به آزمایش میگذارد. منبع: RAC
خودروهای مجهز به سیستم محرک توجه
همانطور که مثال CDC نشان میدهد، وقتی حواسمان پرت است، مغز ما نمیتواند اطلاعات حیاتی را به طور آگاهانه پردازش کند. موسسه RAC استرالیای غربی دریافت که ۲۰ درصد از رانندگان استرالیایی درگیر در تصادفات، به شیئی که با آن برخورد کرده بودند نگاه میکردند؛ با این حال، آنها به دلیل حواسپرتی شناختی نمیتوانستند آنچه در حال رخ دادن است را درک کنند.
جفری مککلار، یکی از بنیانگذاران و مدیر ارشد فناوری Emotiv توضیح داد: «مغز در اصل یک ماشین جلب توجه است. بخش جلویی مغز باید فعال باشد و به شدت در امر رانندگی دخالت داشته باشد، زیرا مغز ناخودآگاه نمیداند که انحراف از مسیر و خارج شدن از لاین قرار است مشکلی ایجاد کند.»
ایده این بود: چه میشود اگر خودروی شما بتواند حواسپرتی شما را حس کند و سرعت خود را کاهش دهد؟ موسسه RAC با همکاری Emotiv یک خودروی هیوندای i40 را اصلاح کردند که میتوانست دقیقاً همین کار را انجام دهد. رانندگان به یک هدست ۱۴ کاناله EEG سری EPOC مجهز شدند که با خودرو ارتباط برقرار میکرد. عملکرد مغز مستقیماً بر سرعت خودرو تأثیر میگذاشت.
پس از اندازهگیری معیارهای اولیه برای حالتهای مختلف مغز از جمله چشمان باز/بسته، میزان خیره شدن، «حواسپرتی و به فکر فرو رفتن» و غیره، خودرو به گونهای برنامهریزی شد که در صورت حواسپرتی فرد، سرعت خود را کاهش دهد. همچنین سیستم خودرو به چرخاندن سر راننده به سمتی خارج از جاده که توسط ژیروسکوپ داخلی EPOC تشخیص داده میشد، واکنش نشان میداد.
موسسه RAC این خودروی «مبتنی بر توجه» را به یک سفر جادهای برد تا ثابت کند بیتوجهی بر روی همه رانندگان تأثیر میگذارد6. این سفر جادهای با یک سری آزمایشهای پیست بسته برای بررسی بیشتر مشکل حواسپرتی شناختی، به ویژه در جادههای طولانی دنبال شد. اگرچه این خودروی اصلاحشده به تولید انبوه نرسیده است، اما آگاهی عمومی را در مورد اینکه چقدر آسان ممکن است پشت فرمان دچار حواسپرتی شویم، افزایش داد.
جذابیت سیستم هوشمند مغز به خودرو (B2V) از دید خودروسازان پنهان نمانده است. در سال ۲۰۱۸، نیسان از یک نمونه اولیه B2V رونمایی کرد که میتواند خود را با ترجیحات کاربر تطبیق داده و در مواقع اضطراری به سرعت واکنش نشان دهد7.
نیسان توضیح داد: «سیستمها با پیشبینی حرکت مورد نظر راننده، میتوانند بین ۰.۲ تا ۰.۵ ثانیه سریعتر از میانگین زمان عکسالعمل انسان وارد عمل شوند (چرخاندن فرمان یا کاهش سرعت خودرو) و زمان واکنش را بهبود بخشند، در حالی که این فرآیند برای راننده تا حد زیادی غیرقابل محسوس است»8.
هشدارهای آنی میتوانند پیش از آنکه رانندگان برای رانندگی خیلی خسته شوند، آنها را از افت هوشیاری آگاه کنند.
هشدارهای خوابآلودگی
احساس خوابآلودگی برای ذهن آگاه بسیار واضحتر از بیتوجهی ساده است. با این حال، زمانی که راننده شروع به خمیازه کشیدن یا چرت زدن میکند، خطر برای خود و دیگران بسیار نزدیک شده است. به همین دلیل است که محققان در حال بررسی استفاده از EEG بیسیم برای پیشبینی رانندگی در حالت خوابآلودگی، قبل از دیر شدن هستند.
اگر چنین سیستم تشخیص خوابآلودگی در سیستمعامل خودرو پیادهسازی شود، ممکن است با اولین نشانههای اختلال شناختی، به راننده هشدار داده شود. این مفهوم میتواند برای حواسپرتیهای عمومی نیز مفید باشد.
یک مطالعه دانشگاهی با ایجاد یک چارچوب نرمافزاری و استفاده از یک هدست EPOC، کاهش تمرکز و حواسپرتی را در طول سخنرانیها شناسایی کرد. زمانی که سطح هوشیاری دانشآموزان کاهش مییافت، هشدارهای پیامکی لرزشی به تلفن همراه آنها ارسال میشد که به ۷۵٪ از شرکتکنندگان اجازه داد تمرکز خود را مجدداً به دست آورده و حفظ کنند9.
خوابآلودگی راننده را میتوان از طریق چندین نشانه بصری مانند سنگین شدن سر، بستن چشمها و خمیازه کشیدن شناسایی کرد. مطالعهای توسط لی و همکاران در دانشگاه ملی پوکیونگ از دادههای ویدیویی و EEG برای بررسی حالات هوشیاری مغز و تغییرات حرکتی سر استفاده کرد. آنها دقت تشخیص ۹۶.۲۴ درصدی را هنگام بررسی علائم «خوابآلودگی خفیف» گزارش کردند10.
با بسط این ایده، مطالعهای در سال ۲۰۱۷ یک الگوریتم نظرسنجی را برای اندازهگیری سطوح مختلف خوابآلودگی طراحی و اجرا کرد. هدف این طرح، شناسایی زودهنگام خوابآلودگی در زمان واقعی است تا از خطرناک شدن آن در حین رانندگی جلوگیری کند. از یک دستگاه Emotiv EPOC برای اندازهگیری فعالیت مغز در طول این آزمایش استفاده شد. نویسندگان ۸۲٪ نرخ موفقیت در تفکیک مراحل خوابآلودگی و بیداری را گزارش کردند11.
سیستم EEG در کنار نشانههای بصری مانند خمیازه کشیدن برای تعیین دقیق میزان افت هوشیاری فرد در حین رانندگی اندازهگیری میشود. منبع: Li et al., 2015
آرام بمانید و به رانندگی ادامه دهید
سازمان ملل متحد قصد دارد تا سال ۲۰۳۰ آمار مرگ و میر و جراحات ناشی از حوادث جادهای را به نصف کاهش دهد12. دانشمندان و مهندسان به لطف قیمت مناسب و در دسترس بودن دستگاههای EEG موبایل و بیسیم، میتوانند نحوه تفکر رانندگان حواسپرت را مطالعه کرده و خودروهایی برای کمک به آنها طراحی کنند.
محققان از EEG قابل حمل برای مطالعه رانندگی با حواسپرتی، بهبود ذهنآگاهی و تشخیص خوابآلودگی جهت جلوگیری از تصادفات جادهای بهره میبرند.
منابع
1Road traffic injuries. (2023, December 13). World Health Organization: WHO. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2Madore, Kevin P. and Anthony D. Wagner. (2019, April 1). Multicosts of Multitasking. PubMed Central (PMC).
3Distracted Driving. (2023). NHTSA. https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4Distracted driving | Transportation Safety | Injury Center | CDC. (n.d.). https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5Stinson, L. (2013, November 8). This car senses when you’re not paying attention and slows down. WIRED. https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6RAC WA. (2013, November 17). RAC Attention Powered Car Road Trip TVC [Video]. YouTube. https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7CNET Cars. (2018, January 8). CES 2018: Nissan's brain-to-vehicle technology can sort of read your mind [Video]. YouTube. https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8Brain-to-Vehicle | Innovation |. (n.d.). Nissan Global. https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9Charitha, S., Karunananda, A., & Philippe, G. (2017). Framework for modeling of regaining the attention. Journal of Applied and Physical Sciences, 3(2). https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1
110Li, G., & Chung, W. (2015). A Context-Aware EEG headset system for early detection of driver drowsiness. Sensors, 15(8), 20873–20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
111Shen, J., Li, B., & Shi, X. (2017). Real-Time detection of human drowsiness via a portable Brain-Computer interface. Open Journal of Applied Sciences, 07(03), 98–113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
112With 1.3 million annual road deaths, UN wants to halve number by 2030.
(2021, December 6). UN News. Retrieved March 27, 2024, https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152
رانندگی ایمن یکی از دغدغههای اصلی همه افراد است. فناوریهای جدید خودروهای خودران را با این امید به ما هدیه دادهاند که تصادفات ناشی از خطای انسانی را کاهش دهند. این فناوریها همچنین ویژگیهایی را معرفی کردهاند که هدف آنها ایمنتر و لذتبخشتر کردن رانندگی است. این ویژگیها شامل نمایشگرهای هاد (HUD) روی شیشه جلو و سیستمهای ترمز خودکار میشوند، که تنها به چند نمونه از آنها اشاره شد.
از سال ۲۰۱۰، تلفات جادهای در سراسر جهان ۵٪ کاهش یافته است. با این حال، هنوز سالانه ۱.۱۹ میلیون نفر در تصادفات رانندگی جان خود را از دست میدهند. علاوه بر این، تصادفات رانندگی سالانه تا ۵۰ میلیون نفر را مجروح میکند1.
هر چقدر هم که سیستم یک خودرو پیشرفته باشد، مغز انسان قویترین کامپیوتر است. درک حواسپرتی شناختی نقش حیاتی در تضمین ایمنی در جادهها ایفا میکند.
چرا حواسپرتی مرگبار است
ما انسانها خود را فریب دادهایم که فکر کنیم میتوانیم چند کار را همزمان انجام دهیم (multitask). مطالعات ثابت میکنند که مغز انسان نمیتواند بدون کاهش چشمگیر در سرعت و دقت، چند کار را به طور همزمان و به طور موثر انجام دهد2.
صحبت کردن با تلفن همراه یا کار با سیستم اطلاعات و سرگرمی (infotainment) در حین رانندگی در جامعه امروز بسیار رایج است. با این حال، این کار میتواند خطرناک باشد زیرا تمرکز شما را از جاده منحرف میکند.
قوانین مربوط به حواسپرتی در رانندگی تلاش میکنند تا ایمنی راننده را بهبود بخشند. مهندسان خودروها را به گونهای طراحی میکنند که استفاده از آنها بدون نیاز به دست آسانتر باشد تا حواسپرتی کاهش یابد. با این حال، تصادفات مربوط به رانندگان حواسپرت همچنان روزانه باعث مرگ نه نفر در ایالات متحده میشود3.
ارسال یک پیام متنی سریع ممکن است آنی به نظر برسد، اما چشم برداشتن از جاده به هر دلیلی میتواند مرگبار باشد. مرکز کنترل و پیشگیری از بیماریها (CDC) تخمین میزند که پیامک زدن در حین رانندگی با سرعت ۵۵ مایل در ساعت (حدود ۸۸ کیلومتر در ساعت) مانند این است که طول یک زمین فوتبال را با چشمان بسته رانندگی کنید4. حواسپرتی در رانندگی میتواند به دلایل زیادی مانند خستگی، ناراحتی یا مصرف دارو و الکل رخ دهد.
هدستهای بیسیم EEG میتوانند حواسپرتیهای حین رانندگی را تشخیص داده و به پیشگیری از تصادفات در زمان واقعی (real-time) کمک کنند. در سال ۲۰۱۳، کلوپ سلطنتی اتومبیلرانی استرالیای غربی این نظریه را آزمایش کرد.
خودرویی که با قدرت توجه کار میکند، رانندگی با حواسپرتی را به آزمایش میگذارد. منبع: RAC
خودروهای مجهز به سیستم محرک توجه
همانطور که مثال CDC نشان میدهد، وقتی حواسمان پرت است، مغز ما نمیتواند اطلاعات حیاتی را به طور آگاهانه پردازش کند. موسسه RAC استرالیای غربی دریافت که ۲۰ درصد از رانندگان استرالیایی درگیر در تصادفات، به شیئی که با آن برخورد کرده بودند نگاه میکردند؛ با این حال، آنها به دلیل حواسپرتی شناختی نمیتوانستند آنچه در حال رخ دادن است را درک کنند.
جفری مککلار، یکی از بنیانگذاران و مدیر ارشد فناوری Emotiv توضیح داد: «مغز در اصل یک ماشین جلب توجه است. بخش جلویی مغز باید فعال باشد و به شدت در امر رانندگی دخالت داشته باشد، زیرا مغز ناخودآگاه نمیداند که انحراف از مسیر و خارج شدن از لاین قرار است مشکلی ایجاد کند.»
ایده این بود: چه میشود اگر خودروی شما بتواند حواسپرتی شما را حس کند و سرعت خود را کاهش دهد؟ موسسه RAC با همکاری Emotiv یک خودروی هیوندای i40 را اصلاح کردند که میتوانست دقیقاً همین کار را انجام دهد. رانندگان به یک هدست ۱۴ کاناله EEG سری EPOC مجهز شدند که با خودرو ارتباط برقرار میکرد. عملکرد مغز مستقیماً بر سرعت خودرو تأثیر میگذاشت.
پس از اندازهگیری معیارهای اولیه برای حالتهای مختلف مغز از جمله چشمان باز/بسته، میزان خیره شدن، «حواسپرتی و به فکر فرو رفتن» و غیره، خودرو به گونهای برنامهریزی شد که در صورت حواسپرتی فرد، سرعت خود را کاهش دهد. همچنین سیستم خودرو به چرخاندن سر راننده به سمتی خارج از جاده که توسط ژیروسکوپ داخلی EPOC تشخیص داده میشد، واکنش نشان میداد.
موسسه RAC این خودروی «مبتنی بر توجه» را به یک سفر جادهای برد تا ثابت کند بیتوجهی بر روی همه رانندگان تأثیر میگذارد6. این سفر جادهای با یک سری آزمایشهای پیست بسته برای بررسی بیشتر مشکل حواسپرتی شناختی، به ویژه در جادههای طولانی دنبال شد. اگرچه این خودروی اصلاحشده به تولید انبوه نرسیده است، اما آگاهی عمومی را در مورد اینکه چقدر آسان ممکن است پشت فرمان دچار حواسپرتی شویم، افزایش داد.
جذابیت سیستم هوشمند مغز به خودرو (B2V) از دید خودروسازان پنهان نمانده است. در سال ۲۰۱۸، نیسان از یک نمونه اولیه B2V رونمایی کرد که میتواند خود را با ترجیحات کاربر تطبیق داده و در مواقع اضطراری به سرعت واکنش نشان دهد7.
نیسان توضیح داد: «سیستمها با پیشبینی حرکت مورد نظر راننده، میتوانند بین ۰.۲ تا ۰.۵ ثانیه سریعتر از میانگین زمان عکسالعمل انسان وارد عمل شوند (چرخاندن فرمان یا کاهش سرعت خودرو) و زمان واکنش را بهبود بخشند، در حالی که این فرآیند برای راننده تا حد زیادی غیرقابل محسوس است»8.
هشدارهای آنی میتوانند پیش از آنکه رانندگان برای رانندگی خیلی خسته شوند، آنها را از افت هوشیاری آگاه کنند.
هشدارهای خوابآلودگی
احساس خوابآلودگی برای ذهن آگاه بسیار واضحتر از بیتوجهی ساده است. با این حال، زمانی که راننده شروع به خمیازه کشیدن یا چرت زدن میکند، خطر برای خود و دیگران بسیار نزدیک شده است. به همین دلیل است که محققان در حال بررسی استفاده از EEG بیسیم برای پیشبینی رانندگی در حالت خوابآلودگی، قبل از دیر شدن هستند.
اگر چنین سیستم تشخیص خوابآلودگی در سیستمعامل خودرو پیادهسازی شود، ممکن است با اولین نشانههای اختلال شناختی، به راننده هشدار داده شود. این مفهوم میتواند برای حواسپرتیهای عمومی نیز مفید باشد.
یک مطالعه دانشگاهی با ایجاد یک چارچوب نرمافزاری و استفاده از یک هدست EPOC، کاهش تمرکز و حواسپرتی را در طول سخنرانیها شناسایی کرد. زمانی که سطح هوشیاری دانشآموزان کاهش مییافت، هشدارهای پیامکی لرزشی به تلفن همراه آنها ارسال میشد که به ۷۵٪ از شرکتکنندگان اجازه داد تمرکز خود را مجدداً به دست آورده و حفظ کنند9.
خوابآلودگی راننده را میتوان از طریق چندین نشانه بصری مانند سنگین شدن سر، بستن چشمها و خمیازه کشیدن شناسایی کرد. مطالعهای توسط لی و همکاران در دانشگاه ملی پوکیونگ از دادههای ویدیویی و EEG برای بررسی حالات هوشیاری مغز و تغییرات حرکتی سر استفاده کرد. آنها دقت تشخیص ۹۶.۲۴ درصدی را هنگام بررسی علائم «خوابآلودگی خفیف» گزارش کردند10.
با بسط این ایده، مطالعهای در سال ۲۰۱۷ یک الگوریتم نظرسنجی را برای اندازهگیری سطوح مختلف خوابآلودگی طراحی و اجرا کرد. هدف این طرح، شناسایی زودهنگام خوابآلودگی در زمان واقعی است تا از خطرناک شدن آن در حین رانندگی جلوگیری کند. از یک دستگاه Emotiv EPOC برای اندازهگیری فعالیت مغز در طول این آزمایش استفاده شد. نویسندگان ۸۲٪ نرخ موفقیت در تفکیک مراحل خوابآلودگی و بیداری را گزارش کردند11.
سیستم EEG در کنار نشانههای بصری مانند خمیازه کشیدن برای تعیین دقیق میزان افت هوشیاری فرد در حین رانندگی اندازهگیری میشود. منبع: Li et al., 2015
آرام بمانید و به رانندگی ادامه دهید
سازمان ملل متحد قصد دارد تا سال ۲۰۳۰ آمار مرگ و میر و جراحات ناشی از حوادث جادهای را به نصف کاهش دهد12. دانشمندان و مهندسان به لطف قیمت مناسب و در دسترس بودن دستگاههای EEG موبایل و بیسیم، میتوانند نحوه تفکر رانندگان حواسپرت را مطالعه کرده و خودروهایی برای کمک به آنها طراحی کنند.
محققان از EEG قابل حمل برای مطالعه رانندگی با حواسپرتی، بهبود ذهنآگاهی و تشخیص خوابآلودگی جهت جلوگیری از تصادفات جادهای بهره میبرند.
منابع
1Road traffic injuries. (2023, December 13). World Health Organization: WHO. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2Madore, Kevin P. and Anthony D. Wagner. (2019, April 1). Multicosts of Multitasking. PubMed Central (PMC).
3Distracted Driving. (2023). NHTSA. https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4Distracted driving | Transportation Safety | Injury Center | CDC. (n.d.). https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5Stinson, L. (2013, November 8). This car senses when you’re not paying attention and slows down. WIRED. https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6RAC WA. (2013, November 17). RAC Attention Powered Car Road Trip TVC [Video]. YouTube. https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7CNET Cars. (2018, January 8). CES 2018: Nissan's brain-to-vehicle technology can sort of read your mind [Video]. YouTube. https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8Brain-to-Vehicle | Innovation |. (n.d.). Nissan Global. https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9Charitha, S., Karunananda, A., & Philippe, G. (2017). Framework for modeling of regaining the attention. Journal of Applied and Physical Sciences, 3(2). https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1
110Li, G., & Chung, W. (2015). A Context-Aware EEG headset system for early detection of driver drowsiness. Sensors, 15(8), 20873–20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
111Shen, J., Li, B., & Shi, X. (2017). Real-Time detection of human drowsiness via a portable Brain-Computer interface. Open Journal of Applied Sciences, 07(03), 98–113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
112With 1.3 million annual road deaths, UN wants to halve number by 2030.
(2021, December 6). UN News. Retrieved March 27, 2024, https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152
رانندگی ایمن یکی از دغدغههای اصلی همه افراد است. فناوریهای جدید خودروهای خودران را با این امید به ما هدیه دادهاند که تصادفات ناشی از خطای انسانی را کاهش دهند. این فناوریها همچنین ویژگیهایی را معرفی کردهاند که هدف آنها ایمنتر و لذتبخشتر کردن رانندگی است. این ویژگیها شامل نمایشگرهای هاد (HUD) روی شیشه جلو و سیستمهای ترمز خودکار میشوند، که تنها به چند نمونه از آنها اشاره شد.
از سال ۲۰۱۰، تلفات جادهای در سراسر جهان ۵٪ کاهش یافته است. با این حال، هنوز سالانه ۱.۱۹ میلیون نفر در تصادفات رانندگی جان خود را از دست میدهند. علاوه بر این، تصادفات رانندگی سالانه تا ۵۰ میلیون نفر را مجروح میکند1.
هر چقدر هم که سیستم یک خودرو پیشرفته باشد، مغز انسان قویترین کامپیوتر است. درک حواسپرتی شناختی نقش حیاتی در تضمین ایمنی در جادهها ایفا میکند.
چرا حواسپرتی مرگبار است
ما انسانها خود را فریب دادهایم که فکر کنیم میتوانیم چند کار را همزمان انجام دهیم (multitask). مطالعات ثابت میکنند که مغز انسان نمیتواند بدون کاهش چشمگیر در سرعت و دقت، چند کار را به طور همزمان و به طور موثر انجام دهد2.
صحبت کردن با تلفن همراه یا کار با سیستم اطلاعات و سرگرمی (infotainment) در حین رانندگی در جامعه امروز بسیار رایج است. با این حال، این کار میتواند خطرناک باشد زیرا تمرکز شما را از جاده منحرف میکند.
قوانین مربوط به حواسپرتی در رانندگی تلاش میکنند تا ایمنی راننده را بهبود بخشند. مهندسان خودروها را به گونهای طراحی میکنند که استفاده از آنها بدون نیاز به دست آسانتر باشد تا حواسپرتی کاهش یابد. با این حال، تصادفات مربوط به رانندگان حواسپرت همچنان روزانه باعث مرگ نه نفر در ایالات متحده میشود3.
ارسال یک پیام متنی سریع ممکن است آنی به نظر برسد، اما چشم برداشتن از جاده به هر دلیلی میتواند مرگبار باشد. مرکز کنترل و پیشگیری از بیماریها (CDC) تخمین میزند که پیامک زدن در حین رانندگی با سرعت ۵۵ مایل در ساعت (حدود ۸۸ کیلومتر در ساعت) مانند این است که طول یک زمین فوتبال را با چشمان بسته رانندگی کنید4. حواسپرتی در رانندگی میتواند به دلایل زیادی مانند خستگی، ناراحتی یا مصرف دارو و الکل رخ دهد.
هدستهای بیسیم EEG میتوانند حواسپرتیهای حین رانندگی را تشخیص داده و به پیشگیری از تصادفات در زمان واقعی (real-time) کمک کنند. در سال ۲۰۱۳، کلوپ سلطنتی اتومبیلرانی استرالیای غربی این نظریه را آزمایش کرد.
خودرویی که با قدرت توجه کار میکند، رانندگی با حواسپرتی را به آزمایش میگذارد. منبع: RAC
خودروهای مجهز به سیستم محرک توجه
همانطور که مثال CDC نشان میدهد، وقتی حواسمان پرت است، مغز ما نمیتواند اطلاعات حیاتی را به طور آگاهانه پردازش کند. موسسه RAC استرالیای غربی دریافت که ۲۰ درصد از رانندگان استرالیایی درگیر در تصادفات، به شیئی که با آن برخورد کرده بودند نگاه میکردند؛ با این حال، آنها به دلیل حواسپرتی شناختی نمیتوانستند آنچه در حال رخ دادن است را درک کنند.
جفری مککلار، یکی از بنیانگذاران و مدیر ارشد فناوری Emotiv توضیح داد: «مغز در اصل یک ماشین جلب توجه است. بخش جلویی مغز باید فعال باشد و به شدت در امر رانندگی دخالت داشته باشد، زیرا مغز ناخودآگاه نمیداند که انحراف از مسیر و خارج شدن از لاین قرار است مشکلی ایجاد کند.»
ایده این بود: چه میشود اگر خودروی شما بتواند حواسپرتی شما را حس کند و سرعت خود را کاهش دهد؟ موسسه RAC با همکاری Emotiv یک خودروی هیوندای i40 را اصلاح کردند که میتوانست دقیقاً همین کار را انجام دهد. رانندگان به یک هدست ۱۴ کاناله EEG سری EPOC مجهز شدند که با خودرو ارتباط برقرار میکرد. عملکرد مغز مستقیماً بر سرعت خودرو تأثیر میگذاشت.
پس از اندازهگیری معیارهای اولیه برای حالتهای مختلف مغز از جمله چشمان باز/بسته، میزان خیره شدن، «حواسپرتی و به فکر فرو رفتن» و غیره، خودرو به گونهای برنامهریزی شد که در صورت حواسپرتی فرد، سرعت خود را کاهش دهد. همچنین سیستم خودرو به چرخاندن سر راننده به سمتی خارج از جاده که توسط ژیروسکوپ داخلی EPOC تشخیص داده میشد، واکنش نشان میداد.
موسسه RAC این خودروی «مبتنی بر توجه» را به یک سفر جادهای برد تا ثابت کند بیتوجهی بر روی همه رانندگان تأثیر میگذارد6. این سفر جادهای با یک سری آزمایشهای پیست بسته برای بررسی بیشتر مشکل حواسپرتی شناختی، به ویژه در جادههای طولانی دنبال شد. اگرچه این خودروی اصلاحشده به تولید انبوه نرسیده است، اما آگاهی عمومی را در مورد اینکه چقدر آسان ممکن است پشت فرمان دچار حواسپرتی شویم، افزایش داد.
جذابیت سیستم هوشمند مغز به خودرو (B2V) از دید خودروسازان پنهان نمانده است. در سال ۲۰۱۸، نیسان از یک نمونه اولیه B2V رونمایی کرد که میتواند خود را با ترجیحات کاربر تطبیق داده و در مواقع اضطراری به سرعت واکنش نشان دهد7.
نیسان توضیح داد: «سیستمها با پیشبینی حرکت مورد نظر راننده، میتوانند بین ۰.۲ تا ۰.۵ ثانیه سریعتر از میانگین زمان عکسالعمل انسان وارد عمل شوند (چرخاندن فرمان یا کاهش سرعت خودرو) و زمان واکنش را بهبود بخشند، در حالی که این فرآیند برای راننده تا حد زیادی غیرقابل محسوس است»8.
هشدارهای آنی میتوانند پیش از آنکه رانندگان برای رانندگی خیلی خسته شوند، آنها را از افت هوشیاری آگاه کنند.
هشدارهای خوابآلودگی
احساس خوابآلودگی برای ذهن آگاه بسیار واضحتر از بیتوجهی ساده است. با این حال، زمانی که راننده شروع به خمیازه کشیدن یا چرت زدن میکند، خطر برای خود و دیگران بسیار نزدیک شده است. به همین دلیل است که محققان در حال بررسی استفاده از EEG بیسیم برای پیشبینی رانندگی در حالت خوابآلودگی، قبل از دیر شدن هستند.
اگر چنین سیستم تشخیص خوابآلودگی در سیستمعامل خودرو پیادهسازی شود، ممکن است با اولین نشانههای اختلال شناختی، به راننده هشدار داده شود. این مفهوم میتواند برای حواسپرتیهای عمومی نیز مفید باشد.
یک مطالعه دانشگاهی با ایجاد یک چارچوب نرمافزاری و استفاده از یک هدست EPOC، کاهش تمرکز و حواسپرتی را در طول سخنرانیها شناسایی کرد. زمانی که سطح هوشیاری دانشآموزان کاهش مییافت، هشدارهای پیامکی لرزشی به تلفن همراه آنها ارسال میشد که به ۷۵٪ از شرکتکنندگان اجازه داد تمرکز خود را مجدداً به دست آورده و حفظ کنند9.
خوابآلودگی راننده را میتوان از طریق چندین نشانه بصری مانند سنگین شدن سر، بستن چشمها و خمیازه کشیدن شناسایی کرد. مطالعهای توسط لی و همکاران در دانشگاه ملی پوکیونگ از دادههای ویدیویی و EEG برای بررسی حالات هوشیاری مغز و تغییرات حرکتی سر استفاده کرد. آنها دقت تشخیص ۹۶.۲۴ درصدی را هنگام بررسی علائم «خوابآلودگی خفیف» گزارش کردند10.
با بسط این ایده، مطالعهای در سال ۲۰۱۷ یک الگوریتم نظرسنجی را برای اندازهگیری سطوح مختلف خوابآلودگی طراحی و اجرا کرد. هدف این طرح، شناسایی زودهنگام خوابآلودگی در زمان واقعی است تا از خطرناک شدن آن در حین رانندگی جلوگیری کند. از یک دستگاه Emotiv EPOC برای اندازهگیری فعالیت مغز در طول این آزمایش استفاده شد. نویسندگان ۸۲٪ نرخ موفقیت در تفکیک مراحل خوابآلودگی و بیداری را گزارش کردند11.
سیستم EEG در کنار نشانههای بصری مانند خمیازه کشیدن برای تعیین دقیق میزان افت هوشیاری فرد در حین رانندگی اندازهگیری میشود. منبع: Li et al., 2015
آرام بمانید و به رانندگی ادامه دهید
سازمان ملل متحد قصد دارد تا سال ۲۰۳۰ آمار مرگ و میر و جراحات ناشی از حوادث جادهای را به نصف کاهش دهد12. دانشمندان و مهندسان به لطف قیمت مناسب و در دسترس بودن دستگاههای EEG موبایل و بیسیم، میتوانند نحوه تفکر رانندگان حواسپرت را مطالعه کرده و خودروهایی برای کمک به آنها طراحی کنند.
محققان از EEG قابل حمل برای مطالعه رانندگی با حواسپرتی، بهبود ذهنآگاهی و تشخیص خوابآلودگی جهت جلوگیری از تصادفات جادهای بهره میبرند.
منابع
1Road traffic injuries. (2023, December 13). World Health Organization: WHO. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries
2Madore, Kevin P. and Anthony D. Wagner. (2019, April 1). Multicosts of Multitasking. PubMed Central (PMC).
3Distracted Driving. (2023). NHTSA. https://www.nhtsa.gov/risky-driving/distracted-driving
4Distracted driving | Transportation Safety | Injury Center | CDC. (n.d.). https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/
5Stinson, L. (2013, November 8). This car senses when you’re not paying attention and slows down. WIRED. https://www.wired.com/2013/11/this-car-slows-down-when-youre-not-paying-attention/
6RAC WA. (2013, November 17). RAC Attention Powered Car Road Trip TVC [Video]. YouTube. https://youtu.be/D8WHS0T4N08
7CNET Cars. (2018, January 8). CES 2018: Nissan's brain-to-vehicle technology can sort of read your mind [Video]. YouTube. https://youtu.be/pEthcB-P5Qw
8Brain-to-Vehicle | Innovation |. (n.d.). Nissan Global. https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/B2V/
9Charitha, S., Karunananda, A., & Philippe, G. (2017). Framework for modeling of regaining the attention. Journal of Applied and Physical Sciences, 3(2). https://doi.org/10.20474/japs-3.2.1
110Li, G., & Chung, W. (2015). A Context-Aware EEG headset system for early detection of driver drowsiness. Sensors, 15(8), 20873–20893. https://doi.org/10.3390/s150820873
111Shen, J., Li, B., & Shi, X. (2017). Real-Time detection of human drowsiness via a portable Brain-Computer interface. Open Journal of Applied Sciences, 07(03), 98–113. https://doi.org/10.4236/ojapps.2017.73009
112With 1.3 million annual road deaths, UN wants to halve number by 2030.
(2021, December 6). UN News. Retrieved March 27, 2024, https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152
به خواندن ادامه دهید