Technologie jazdy autonomicznej zostały już zintegrowane z wieloma pojazdami produkowanymi masowo, zapewniając kierowcom pomoc w kierowaniu w zadaniach takich jak wycentrowanie pojazdu na pasie ruchu. Jednak niewielka ilość dostępnych danych na temat bezpieczeństwa zautomatyzowanej jazdy pokazuje, że oddanie zbyt dużej kontroli nad pojazdem w ręce automatyzacji może wyrządzić więcej szkody niż pożytku, ponieważ odłączenie się przez ludzkich kierowców może zwiększyć ryzyko wypadków.
„Obecnie dostępne na rynku pojazdy są manualne lub zautomatyzowane i nie ma jasnego sposobu, aby ich sterowanie było naprawdę wspólnym doświadczeniem. Jest to niebezpieczne, ponieważ prowadzi do nadmiernego polegania kierowców na automatyzacji” — wyjaśnia Jürg Schiffmann, szef Laboratorium Stosowanych Projektów Mechanicznych w Wyższej Szkole Inżynierskiej.
Teraz naukowcy z laboratorium współpracowali z japońskim dostawcą systemów kierowniczych, JTEKT Corporation, w celu opracowania i pomyślnego przetestowania na drodze zautomatyzowanego systemu jazdy opartego na dotyku, który integruje różne tryby interakcji człowiek-robot. Badacze mają nadzieję, że ich podejście zwiększy nie tylko bezpieczeństwo zautomatyzowanej jazdy, ale także społeczną akceptację dla niej.
„Badania te opierały się na założeniu, że systemy automatyki powinny dostosowywać się do ludzkich kierowców, a nie odwrotnie”, mówi doktorant EPFL i badacz JTEKT Tomohiro Nakade, który jest także pierwszym autorem niedawnego artykułu opisującego system opublikowanego w Nature czasopismo Inżynieria komunikacji.
Nakade dodaje, że dobrą metaforę nowego systemu można zaczerpnąć ze środka transportu, który istniał przed automatyzacją: „Pojazd musi być otwarty na negocjacje z ludzkim woźnicą, tak jak jeździec przekazuje koniowi swoje zamiary za pomocą lejców. ”.
Interakcja, arbitraż i integracja
W przeciwieństwie do obecnych zautomatyzowanych systemów jazdy, które wykorzystują tylko kamery do wprowadzania danych sensorycznych, bardziej holistyczne podejście naukowców integruje informacje z kolumny kierownicy samochodu. Zachęca również do ciągłego zaangażowania kierowcy i automatyki, w przeciwieństwie do obecnych zautomatyzowanych systemów, które zazwyczaj są włączane lub wyłączane.
„Ogólnie rzecz biorąc, w automatyce, kiedy ludzie tylko monitorują system, ale nie są aktywnie zaangażowani, tracą zdolność reagowania” — mówi Robert Fuchs, były doktorant EPFL, który obecnie jest dyrektorem generalnym ds. badań i rozwoju w JTEKT Corporation. „Dlatego chcieliśmy aktywnie poprawić zaangażowanie kierowców poprzez automatyzację”.
System naukowców osiąga to dzięki trzem funkcjonalnościom: interakcji, arbitrażowi i integracji. Po pierwsze system rozróżnia cztery rodzaje interakcji człowiek-robot: kooperacja (automatyzacja wspiera człowieka w osiąganiu celu); koaktywność (człowiek i automatyzacja mają różne cele, ale ich działania wpływają na siebie); współpraca (człowiek i automatyzacja pomagają sobie nawzajem w osiąganiu różnych celów); i konkurencji (działania człowieka i automatyzacji są w opozycji).
Następnie, gdy kierowca prowadzi pojazd, system rozstrzyga lub przechodzi między różnymi trybami interakcji w zależności od zmieniającej się sytuacji na drodze. Na przykład samochód może przełączyć się z trybu współpracy do trybu rywalizacji, aby uniknąć nagłego zagrożenia kolizją.
Wreszcie, wciąż w tych samych ramach kontrolnych, system integruje funkcję „włączenia”: ponownie oblicza trajektorię pojazdu za każdym razem, gdy kierowca interweniuje – na przykład obracając kierownicą – zamiast postrzegać to jako obejście i wyłączenie .
Praktyczne rozwiązanie
Aby przetestować swój system, naukowcy opracowali eksperymenty z udziałem symulowanego wirtualnego kierowcy i ludzkiego kierowcy przy użyciu odłączanego układu wspomagania kierownicy, pełnego symulatora jazdy, a nawet testów terenowych ze zmodyfikowanym pojazdem testowym. Testy terenowe przeprowadzono z udziałem pięciu kierowców na torze testowym JTEKT w japońskiej prefekturze Mie, łącząc system naukowców ze standardowym sedanem za pomocą zewnętrznego kontrolera.
Badacze dokładnie przetestowali wrażenia kierowców dotyczące płynności kierowania i łatwości zmiany pasa ruchu, a ich wyniki potwierdziły znaczny potencjał systemu w zakresie zwiększania komfortu i zmniejszania wysiłku kierowców dzięki wspólnemu sterowaniu.
„To bardzo praktyczna koncepcja – to nie tylko badania dla samych badań”, mówi Schiffmann, dodając, że system oparty na oprogramowaniu można zintegrować ze standardowymi samochodami produkowanymi masowo bez specjalnego wyposażenia. „To także piękny przykład owocnej współpracy między naszym laboratorium a firmą JTEKT, z którą EPFL współpracuje od 1998 roku”.