Что влияет на поведение водителей при отключении функций автопилота в автомобиле

Сотрудники Института транспортных исследований (Institute for Transport Studies, ITS) Университета Лидса (Великобритания) изучили поведение людей в тех обстоятельствах, когда приходится отключить автопилот и перейти на ручное управление автомобилем. Дело в том, что использование машин с высокой степенью автоматизации считается безопасным только в определенных условиях. На дороге возникают ситуации, когда требуется участие водителя. При этом способность человека обратно вовлекаться в процесс вождения в автомобилях с автопилотом заметно снижается. Он теряет ситуационную осведомленность, и у него замедляется скорость реакции.

Исследователи из ITS ориентировались на шесть уровней автономности транспортных средств, которые выделяют в Обществе автомобильных инженеров (Society of Automotive Engineers, SAE). Так, на нулевом уровне автопилота нет. Автомобиль может быть оснащен системой автономного экстренного торможения, системами предупреждения о наличии препятствий в слепых зонах и об отклонении от полосы движения (Lane Departure Warning). Последний уровень автономности предполагает, что автомобиль может ехать самостоятельно.

При отключении полностью автономного управления некоторые элементы автоматизированной системы помогают водителю оставаться в центре полосы движения и лучше понимать ситуацию на дороге. Эту закономерность обнаружили авторы нового исследования, опубликованного в научном журнале Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behavior. Они провели эксперименты с участием 16 человек в возрасте от 27 до 45 лет. Испытуемые имели действующие водительские права на протяжении более чем трех лет и в среднем проезжали 13 тыс. км в год.

Испытания проводились на симуляторе вождения, работающем на основе специального программного обеспечения. Участники находились перед монитором диагональю 101,6 см, на котором изображалась дорога. К тренажеру был подключен руль с кнопкой — ее нажатие означало, что человек хочет начать управлять автомобилем. С левой стороны от водителя был расположен портативный компьютер. Пока автомобиль «ехал» автономно, испытуемый должен был смотреть на экран компьютера и выполнять не связанное с ездой задание на внимательность. В какой-то момент ему предстояло взяться за руль и сообщить о своем намерении вести машину.

Как только руки водителя оказывались на руле, степень автономности автомобиля снижалась до уровня, когда управление автоматизировано лишь частично и ситуацию на дороге контролирует водитель. Работающими оставались: функция Adaptive Cruise Control (ACC, позволяет поддерживать постоянную скорость и соблюдать дистанцию до движущейся впереди машины), система мониторинга слепых зон (Blind-spot Assist), система Lane Keeping Assist (LKA, предупреждает о сходе с полосы движения) или Lane Centering (LC, система удержания в центре полосы движения). После этого участникам эксперимента нужно было сменить полосу движения. В это время исследователи собирали данные о движении глаз и рук водителей, а также о динамике автомобиля.

Ученые обнаружили, что испытуемым требовалось от двух до десяти секунд (некоторым — около 28 секунд), чтобы перейти на ручное управление. Водителям хорошо удавалось удерживаться в полосе движения в том случае, если они получали помощь со стороны автоматики (в частности, LKA) в течение семи и более секунд. В это время они оценивали окружающую обстановку и только потом брали на себя контроль над транспортным средством. Во время смены полосы движения наиболее полезной оказалась функция Blind-spot Assist.

По мнению ученых, результаты исследования могут повлиять на будущее автономных и полуавтономных автомобилей. В частности, их выводы могут побудить производителей создавать новые системы, которые облегчат процесс передачи управления автомобилем от автоматизированной системы к человеку и тем самым помогут снизить риски возникновения аварийных ситуаций.

Что влияет на скорость реакции водителя и почему не стоит доверять автопилоту

Еще одно исследование особенностей взаимодействия человека с частично автоматизированными системами управления ранее провели исследователи из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT). Они изучили направление и продолжительность взгляда водителей, которые находились в автомобиле Tesla с автопилотом (ускорение, рулевое управление и торможение могут осуществляться автоматически, функционируют ACC и LC).

К слову, Tesla понимает, что место водителя занято благодаря датчику на руле. Если человек не держит руки на нем, машина предупреждает его визуальными и звуковыми сигналами, а затем отключает автопилот. В этом году эксперты издания Consumer Reports провели эксперимент и обманули систему. Специалист по тестированию автомобилей Джейк Фишер повесил на руль цепь, которая имитировала тяжесть рук водителя, и пересел на пассажирское сидение. Машина проехала по испытательному треку самостоятельно, не заметив отсутствия человека на переднем сидении. «Было немного страшно, когда мы осознали, насколько легко было обойти меры безопасности», — сказал Джейк Фишер. Недавно стало известно, что в некоторых моделях Tesla появятся камеры для отслеживания взгляда водителя.

На скорость реакции водителя могут влиять разные факторы, включая его физическое и психическое состояние. Об этом напоминает Антон Ангельгардт, исследователь вопросов человеко-машинного взаимодействия и доверия к искусственному интеллекту (ИИ) в Научно-учебной лаборатории когнитивной психологии пользователя цифровых интерфейсов НИУ ВШЭ. Так, сфокусированность на вождении может снижаться из-за недосыпа или проблем в семье. Значение имеет и общий эмоциональный фон: в состоянии грусти сложнее сосредоточиться, чем в состоянии радости, говорит эксперт.

Анастасия Афанасьева, врач-психиатр, психотерапевт, клинический директор сервиса по подбору психологов Alter, подтверждает, что скорость реакции водителя зависит от нескольких факторов — как внешних, так и внутренних. К внутренним относится в том числе способность человека фокусироваться и переключаться между задачами. «Мы перестаем реагировать на одни возбудители, чтобы сосредоточиться на том, что нам важно в данный момент. В этих процессах активно участвуют такие нейромедиаторы, как дофамин и норадреналин, и когда их не хватает, способность человека к концентрации снижается», — комментирует специалист.

«На состояние водителя влияет большое количество факторов: усталость, нервозность, физическое состояние, окружающая обстановка. На эту тему есть большое количество исследований. Часть факторов можно отслеживать. Например, в некоторые автоматизированные системы управления встроены датчики, которые по движениям руля и головы „понимают“, что водитель устал, и сигнализируют ему о необходимости отдохнуть. Решений для контроля за эмоциональным состоянием водителя на рынке пока нет, но не исключено, что в обозримом будущем они появятся».

Декан факультета инфокоммуникационных технологий Университета ИТМО Александр Капитонов

Важное значение, по мнению экспертов, имеет и уровень доверия человека к автоматизированным системам. «Риск кроется в неадекватном поведении водителя, когда он неправильно оценивает ситуацию и доверяет сложный маневр автоматике или когда, наоборот, мешает работе автопилота в быстро меняющейся обстановке», — говорит Александр Капитонов.

Анастасия Афанасьева тоже считает, что чрезмерная уверенность в автономных системах побуждает человека снимать с себя часть ответственности за управление машиной, и в результате он перестает реагировать на происходящее на дороге. По мнению Антона Ангельгардта, опасным может быть и недоверие. «Человек вполне может не заметить разницу между двумя похожими знаками, особенно если он уже долгое время в пути и вынужден удерживать внимание на сложной дорожной ситуации. Алгоритму же не важна длительность поездки и количество объектов, которое ему нужно анализировать — он в этом смысле более внимателен и точен, а значит, будет очень полезен водителю. Конечно, следует понимать, что мы говорим о хорошо обученных алгоритмах и достаточных вычислительных мощностях», — подчеркивает специалист.