Veilig rijden is voor iedereen een grote zorg. Nieuwe technologie heeft ons zelfrijdende auto's gebracht, in de hoop dat dit het aantal crashes door menselijke fouten zal verminderen. Het heeft ook functies geïntroduceerd die erop gericht zijn het rijden veiliger en aangenamer te maken. Deze functies omvatten onder andere head-up displays op voorruiten en automatische remsystemen, om er maar een paar te noemen.

Sinds 2010 is het aantal verkeersdoden wereldwijd met 5% gedaald. Er komen echter nog steeds jaarlijks 1,19 miljoen mensen om bij auto-ongelukken. Daarnaast raken er jaarlijks tot wel 50 miljoen mensen gewond bij auto-ongelukken1.

Hoe geavanceerd het systeem van een auto ook is, het menselijk brein blijft de krachtigste computer. Het begrijpen van cognitieve afleiding speelt een cruciale rol bij het waarborgen van de veiligheid op de weg.

Waarom afleiding dodelijk is

Mensen hebben zichzelf wijsgemaakt dat we kunnen multitasken. Onderzoeken bewijzen dat het menselijk brein niet effectief kan multitasken zonder een aanzienlijke afname in snelheid en nauwkeurigheid2.

Bellen met een mobiele telefoon of het infotainmentsysteem gebruiken tijdens het rijden is heel normaal in de huidige samenleving. Dit kan echter gevaarlijk zijn omdat het je afleidt van de weg.

Wetten tegen afgeleid rijden proberen de veiligheid van bestuurders te verbeteren. Ingenieurs ontwerpen auto's zo dat ze gemakkelijker handsfree te bedienen zijn om afleiding te verminderen. Toch veroorzaken crashes waarbij afgeleide bestuurders betrokken zijn nog steeds dagelijks negen sterfgevallen in de Verenigde Staten3.

Een snel sms'je sturen voelt misschien als een fractie van een seconde, maar je ogen om welke reden dan ook van de weg halen kan dodelijk zijn. De CDC schat dat sms'en tijdens het rijden met 55 mph (ca. 88 km/u) vergelijkbaar is met het rijden over een heel voetbalveld met je ogen dicht4. Afgeleid rijden kan vele oorzaken hebben, zoals vermoeidheid, frustratie of het gebruik van drugs of alcohol.

Draadloze EEG-headsets kunnen afleiding tijdens het rijden detecteren, wat helpt om ongelukken in realtime te voorkomen. In 2013 testte de Royal Automobile Club of Western Australia deze theorie door een eigen EEG-auto te bouwen.

De door aandacht aangedreven auto test afgeleid rijden. Bron: RAC

Door aandacht aangedreven auto's

Zoals het voorbeeld van de CDC laat zien, kunnen onze hersenen urgente informatie niet bewust verwerken als we afgeleid zijn. De RAC van West-Australië ontdekte dat 20% van de Australische bestuurders die betrokken waren bij crashes, naar het object keken dat ze raakten. Door cognitieve afleiding konden ze echter niet bevatten wat er gebeurde.

"Het brein is in feite een aandachtsmachine," legt Geoffrey Mackellar uit, medeoprichter en Chief Technology Officer van Emotiv. "Het voorste deel van de hersenen moet actief zijn en nauw betrokken zijn bij het rijden, omdat het onderbewuste brein niet weet dat buiten de rijstrook rijden problemen gaat veroorzaken."

Het idee: wat als je auto zou kunnen voelen wanneer je afgeleid bent en vaart mindert? RAC werkte samen met Emotiv om een Hyundai i40 aan te passen die precies dat kon doen. Bestuurders werden uitgerust met een EPOC Series 14-kanaals EEG-headset die met het voertuig communiceerde. Hersenprestaties hadden direct invloed op de snelheid van de auto.

Na het uitvoeren van nulmetingen voor verschillende hersentoestanden, waaronder ogen open/dicht, bliksnelheden, "wegdromen," enz., werd de EEG-auto geprogrammeerd om vaart te minderen wanneer de persoon afgeleid was. De auto reageerde ook wanneer een bestuurder zijn hoofd wegdraaide van de weg, zoals aangegeven door de ingebouwde gyroscoop van de EPOC.

RAC nam de "door aandacht aangedreven" auto mee op een roadtrip om te bewijzen dat onoplettendheid iedereen treft6. De roadtrip werd opgevolgd met een reeks experimenten op een gesloten circuit om het probleem van cognitieve afleiding verder te onderzoeken, vooral op lange wegtrajecten. Hoewel de aangepaste auto niet in massaproductie is genomen, creëerde het wel publieke bewustwording over hoe gemakkelijk we achter het stuur afgeleid kunnen raken.

De aantrekkingskracht van een slim brain-to-vehicle (B2V)-systeem is autofabrikanten niet ontgaan. In 2018 onthulde Nissan een B2V-prototype dat zich kan aanpassen aan de voorkeuren van een gebruiker en snel kan reageren in noodgevallen7.

"Door te anticiperen op de beoogde beweging kunnen systemen 0,2 tot 0,5 seconden sneller ingrijpen (bijvoorbeeld door aan het stuur te draaien of de auto af te remmen) dan de gemiddelde menselijke reactietijd, wat de reactietijden verbetert terwijl het voor de bestuurder grotendeels onmerkbaar is," legde Nissan uit8.

Realtime waarschuwingen kunnen bestuurders waarschuwen voor verminderde alertheid voordat ze te moe zijn om te rijden.

Vermoeidheidswaarschuwingen

Zich slaperig voelen is duidelijker voor de bewuste geest dan onoplettendheid. Tegen de tijd dat een bestuurder echter begint te gapen of met zijn hoofd knikkebolt, is het gevaar voor hemzelf en anderen al direct aanwezig. Daarom onderzoeken onderzoekers het gebruik van draadloze EEG om slaperig rijden te voorspellen voordat het te laat is.

Als een dergelijk systeem voor vermoeidheidsdetectie zou worden geïmplementeerd in het besturingssysteem van een auto, zou een bestuurder bij het eerste teken van cognitieve achteruitgang kunnen worden gewaarschuwd. Dit concept zou ook nuttig kunnen zijn voor algemene afleiding.

Een universitaire studie creëerde een softwareframework en gebruikte een EPOC-headset om dwalende aandacht tijdens colleges te detecteren. Er werden trillende sms-waarschuwingen naar de mobiele telefoons van studenten gestuurd wanneer de alertheid daalde, waardoor 75% van de deelnemers de focus kon herpakken en behouden9.

De slaperigheid van een persoon kan worden geïdentificeerd aan de hand van verschillende visuele signalen, zoals jaknikken, de ogen sluiten en gapen. Een onderzoek door Li et al. van de Pukyong National University gebruikte video- en EEG-gegevens om alerte hersentoestanden en veranderingen in hoofdbewegingen te observeren. Ze rapporteerden een detectienauwkeurigheid van 96,24% bij het observeren van gebeurtenissen met "lichte slaperigheid"10.

Om dit idee verder te trekken, ontwierp en implementeerde een onderzoek uit 2017 een polling-algoritme om verschillende gradaties van slaperigheid te meten. Het doel is om slaperigheid in een vroeg stadium in realtime te ontdekken om te voorkomen dat het gevaarlijk wordt tijdens het rijden. Een Emotiv EPOC werd gebruikt om de hersenactiviteit tijdens het experiment te meten. De auteurs rapporteerden een succespercentage van 82% bij het scheiden van de slaperige en wakkere fasen11.

EEG wordt gemeten naast visuele signalen zoals gapen om een verlies van alertheid bij de proefpersoon tijdens het rijden te lokaliseren. Bron: Li et al., 2015

Blijf kalm en rijd door

De VN streeft ernaar om het aantal verkeersdoden en -gewonden tegen 2030 te halveren12. Wetenschappers en ingenieurs kunnen leren hoe afgeleide bestuurders denken en voertuigen ontwerpen om hen te helpen. Dit is mogelijk dankzij de prijs en beschikbaarheid van draadloze, mobiele EEG-apparaten.

Onderzoekers gebruiken mobiele EEG om afgeleid rijden te bestuderen, van mindfulness tot het detecteren van slaperigheid, om zo ongelukken op de weg te voorkomen.

Referenties

1Road traffic injuries. (13 december 2023). World Health Organization: WHO. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries

2Madore, Kevin P. en Anthony D. Wagner. (1 april 2019). Multicosts of Multitasking. PubMed Central (PMC). www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7075496

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. (8 november 2013). 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. (17 november 2013). RAC Attention Powered Car Road Trip TVC [Video]. YouTube. https://youtu.be/D8WHS0T4N08

7CNET Cars. (8 januari 2018). 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

10Li, 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

11Shen, 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

12With 1.3 million annual road deaths, UN wants to halve number by 2030.
(6 december 2021). UN News. Geraadpleegd op 27 maart 2024, https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152