Bezpieczna jazda to kluczowa kwestia dla każdego z nas. Nowe technologie przyniosły nam autonomiczne samochody z nadzieją, że zmniejszą one liczbę wypadków spowodowanych błędami ludzkimi. Wprowadziły również funkcje, których celem jest sprawienie, aby jazda była bezpieczniejsza i przyjemniejsza. Funkcje te obejmują między innymi wyświetlacze przezierne (HUD) na przedniej szybie oraz systemy automatycznego hamowania.

Od 2010 roku liczba śmiertelnych ofiar wypadków drogowych na całym świecie spadła o 5%. Jednak każdego roku w wypadkach samochodowych nadal ginie 1,19 miliona osób. Ponadto wypadki drogowe powodują obrażenia u nawet 50 milionów ludzi rocznie1.

Niezależnie od tego, jak zaawansowany jest system samochodu, ludzki mózg jest najpotężniejszym komputerem. Zrozumienie rozproszenia poznawczego odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa na drodze.

Dlaczego rozproszenie uwagi jest śmiertelnie niebezpieczne

Ludzie zaczęli błędnie wierzyć, że potrafimy wykonywać wiele zadań jednocześnie. Badania dowodzą, że ludzki mózg nie potrafi efektywnie pracować w trybie wielozadaniowości bez znacznego spadku szybkości i dokładności2.

Rozmowa przez telefon komórkowy lub korzystanie z systemu multimedialnego podczas jazdy jest powszechne w dzisiejszym społeczeństwie. Może to być jednak niebezpieczne, ponieważ odwraca uwagę od drogi.

Przepisy dotyczące jazdy bez rozpraszania uwagi mają na celu poprawę bezpieczeństwa kierowców. Inżynierowie projektują samochody tak, aby były łatwiejsze w obsłudze bez użycia rąk, co pozwala ograniczyć czynniki rozpraszające. Niemniej jednak wypadki z udziałem rozproszonych kierowców wciąż powodują dziewięć zgonów dziennie w Stanach Zjednoczonych3.

Wysłanie szybkiej wiadomości tekstowej może wydawać się błyskawiczne, ale oderwanie wzroku od drogi z jakiegokolwiek powodu może być śmiertelne. CDC szacuje, że pisanie SMS-ów podczas jazdy z prędkością 55 mph jest jak przejechanie boiska do futbolu amerykańskiego z zamkniętymi oczami4. Rozproszenie uwagi podczas jazdy może mieć wiele przyczyn, takich jak zmęczenie, zdenerwowanie lub bycie pod wpływem narkotyków bądź alkoholu.

Bezprzewodowe zestawy słuchawkowe EEG mogą wykrywać rozproszenie uwagi podczas jazdy, pomagając zapobiegać wypadkom w czasie rzeczywistym. W 2013 roku Królewski Automobilklub Australii Zachodniej przetestował tę teorię, budując własny samochód sterowany falami mózgowymi.

Samochód sterowany uwagą wystawia jazdę bez koncentracji na próbę. Źródło: RAC

Samochody sterowane uwagą

Jak pokazuje przykład CDC, nasze mózgi nie potrafią świadomie przetwarzać pilnych informacji, gdy jesteśmy rozproszeni. RAC Australii Zachodniej odkrył, że 20% australijskich kierowców uczestniczących w wypadkach patrzyło na obiekt, w który uderzyli. Nie potrafili jednak pojąć, co się dzieje z powodu rozproszenia poznawczego.

„Mózg to w zasadzie maszyna do uwagi” – wyjaśnił Geoffrey Mackellar, współzałożyciel i dyrektor ds. technologii w Emotiv. „Przednia część mózgu musi być aktywna i bardzo zaangażowana w jazdę, ponieważ podświadomy mózg nie wie, że zjechanie z pasa ruchu spowoduje problem”.

Zrodził się pomysł: a co, gdyby Twój samochód wyczuwał, że jesteś rozproszony, i zwalniał? RAC współpracował z Emotiv, aby zmodyfikować Hyundaia i40, który potrafił dokładnie to zrobić. Kierowcy byli wyposażeni w 14-kanałowy zestaw słuchawkowy EEG EPOC Series, który komunikował się z pojazdem. Wydajność mózgu miała bezpośredni wpływ na prędkość samochodu.

Po wykonaniu pomiarów referencyjnych dla różnych stanów mózgu, w tym otwartych/zamkniętych oczu, częstotliwości mrugania, „odpływania myślami” itp., samochód EEG został zaprogramowany tak, aby zwalniał, gdy kierowca był rozproszony. Auto reagowało również, gdy kierowca odwracał głowę od drogi, co rejestrował wbudowany w urządzenie EPOC żyroskop.

RAC zabrał ten „sterowany uwagą” samochód w trasę, aby udowodnić, że brak koncentracji dotyka każdego6. Po tej podróży przeprowadzono serię eksperymentów na zamkniętym torze, aby dokładniej zbadać problem rozproszenia poznawczego, szczególnie na długich odcinkach drogi. Choć zmodyfikowany samochód nie wszedł do masowej produkcji, zwiększył on świadomość społeczną na temat tego, jak łatwo możemy się rozproszyć za kierownicą.

Zalety inteligentnego systemu komunikacji mózg-pojazd (B2V) zostały dostrzeżone przez producentów samochodów. W 2018 roku Nissan zaprezentował prototyp B2V, który potrafi dostosować się do preferencji użytkownika i szybko reagować w sytuacjach awaryjnych7.

„Dzięki przewidywaniu planowanego ruchu systemy mogą zareagować (skręcając kierownicą lub zwalniając samochód) od 0,2 do 0,5 sekundy szybciej niż wynosi średni czas reakcji człowieka, poprawiając czas reakcji w sposób niemal niezauważalny dla kierowcy” – wyjaśnił Nissan8.

Alerty w czasie rzeczywistym mogłyby ostrzegać kierowców przed osłabieniem koncentracji, zanim staną się zbyt zmęczeni, by prowadzić.

Alerty o senności

Uczucie senności jest bardziej oczywiste dla świadomego umysłu niż zwykły brak uwagi. Jednak do czasu, gdy kierowca zaczyna ziewać lub opada mu głowa, niebezpieczeństwo dla niego samego i innych jest już bliskie. Dlatego naukowcy badają możliwości wykorzystania bezprzewodowego EEG do przewidywania senności kierowcy, zanim będzie za późno.

Gdyby taki system wykrywania senności został wdrożony do systemu operacyjnego samochodu, kierowca mógłby zostać ostrzeżony przy pierwszych oznakach pogorszenia funkcji poznawczych. Koncepcja ta mogłaby być również korzystna w przypadku ogólnego rozproszenia uwagi.

W ramach jednego z badań uniwersyteckich stworzono framework oprogramowania i użyto zestawu słuchawkowego EPOC do wykrywania rozproszonej uwagi podczas wykładów. Gdy poziom czujności spadał, wysyłano wibrujące powiadomienia SMS na telefony komórkowe studentów, co pozwoliło 75% uczestników odzyskać i utrzymać koncentrację9.

Senność danej osoby można zidentyfikować na podstawie kilku wskazówek wizualnych, takich jak opadanie głowy, zamykanie oczu i ziewanie. W badaniu przeprowadzonym przez Li i in. z Pukyong National University wykorzystano nagrania wideo oraz dane EEG do obserwacji czujności mózgu i jej zmian, a także ruchów głowy. Odnotowali oni dokładność wykrywania na poziomie 96,24% podczas obserwacji zdarzeń „lekkiej senności”10.

Idąc tym tropem, w badaniu z 2017 roku zaprojektowano i wdrożono algorytm odpytywania w celu pomiaru różnych poziomów głębokości senności. Celem jest wczesne wychwytywanie senności w czasie rzeczywistym, aby zapobiec niebezpiecznym sytuacjom podczas jazdy. Do pomiaru aktywności mózgu podczas eksperymentu użyto urządzenia Emotiv EPOC. Autorzy donieśli o 82% skuteczności w rozróżnianiu fazy senności od stanu czuwania11.

EEG jest mierzone wraz ze wskazówkami wizualnymi, takimi jak ziewanie, w celu dokładnego określenia utraty czujności u badanego podczas jazdy. Źródło: Li i in., 2015

Zachowaj spokój i jedź dalej

Cel ONZ zakłada zmniejszenie liczby ofiar śmiertelnych i rannych w wypadkach drogowych o połowę do 2030 r.12. Naukowcy i inżynierowie mogą uczyć się tego, jak myślą rozproszeni kierowcy, i projektować pojazdy, aby im pomagać. Jest to możliwe dzięki cenie i dostępności bezprzewodowych, mobilnych urządzeń EEG.

Badacze wykorzystują mobilne EEG do analizowania rozproszonej jazdy – od uważności po wykrywanie senności – aby zapobiegać wypadkom na drogach.

Piśmiennictwo

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

2Madore, Kevin P. i Anthony D. Wagner. (2019, 1 kwietnia). 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. (b.d.). https://www.cdc.gov/distracted-driving/about/

5Stinson, L. (2013, 8 listopada). 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, 17 listopada). RAC Attention Powered Car Road Trip TVC [Wideo]. YouTube. https://youtu.be/D8WHS0T4N08

7CNET Cars. (2018, 8 stycznia). CES 2018: Nissan's brain-to-vehicle technology can sort of read your mind [Wideo]. YouTube. https://youtu.be/pEthcB-P5Qw

8Brain-to-Vehicle | Innovation |. (b.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.
(2021, 6 grudnia). UN News. Pobrano 27 marca 2024 r., https://news.un.org/en/story/2021/12/1107152