Valutazione della prima fase di un prototipo di sistema di avviso di distrazione del conducente con interfaccia uomo-macchina

Proponiamo uno studio pubblicato dal Journal of Road Safety.

Risultati chiave

– Quattro varianti dell’interfaccia uomo-macchina (HMI) di un sistema di avviso di distrazione del conducente multimodale
sviluppato dagli autori sono state valutate in un simulatore nei mazzi pesanti;
– L’accettazione delle HMI da parte del conducente è stata valutata usando la System Acceptance Scale; e la salienza, la comprensione
e l’efficacia percepita dei componenti delle HMI (modalità, intensità dell’avvertimento) sono stati valutati usando scale likert
– I partecipanti hanno accettato le HMI e hanno compreso le componenti di avvertimento e le hanno considerate efficaci;
– Si raccomandano ulteriori test per convalidare i risultati e valutare il loro impatto sulla sicurezza stradale.

Abstract

I recenti progressi nella tecnologia dei veicoli permettono il monitoraggio in tempo reale dello stato del conducente per ridurre gli incidenti legati alla distrazione, in particolare nell’industria dei veicoli pesanti. Relativamente poche ricerche pubblicate hanno valutato il design dell’interfaccia uomo-macchina (HMI) per questi sistemi. Tuttavia, l’efficacia della tecnologia a bordo del veicolo dipende in gran parte dall’accettabilità dell’interfaccia del sistema da parte dei conducenti. Quattro varianti dell’HMI di un prototipo di sistema di avvertimento multimodale sviluppato dagli autori per la distrazione del conducente sono state valutate in un simulatore di camion con otto conducenti di auto e sei di camion. L’accettazione dell’HMI da parte dei conducenti è stata valutata usando la System Acceptability Scale; e la salienza, la comprensione e l’efficacia percepita dei componenti dell’HMI (modalità, intensità dell’avvertimento) sono state valutate usando scale likert. I risultati hanno mostrato che i partecipanti hanno considerato le HMI accettabili e utili, e che i componenti di avvertimento sono stati ampiamente notati, compresi correttamente e percepiti come efficaci. Anche se questo studio non ha identificato difetti di progettazione importanti con le HMI recentemente sviluppate, si raccomanda di effettuare ulteriori test al simulatore con un campione di dimensioni maggiori per convalidare i risultati. Le valutazioni su strada per valutare l’impatto delle interfacce HMI sulla sicurezza del mondo reale sono un prerequisito necessario per l’implementazione.

Introduzione

La disattenzione è un fattore significativo che contribuisce agli incidenti e si verifica quando un conducente non riesce a prestare sufficiente attenzione alle attività necessarie per una guida sicura (Lee, Young & Regan, 2009; Regan, Hallet & Gordon, 2011). I dati dell’Australian National Crash In-depth Study hanno rilevato che la disattenzione del conducente ha contribuito al 63% degli incidenti con vittime gravi in cui è stato identificato un fattore che contribuisce all’incidente (Beanland, Fitzharris, Young & Lenné, 2013).
Nel 25% di questi incidenti il conducente era distratto da un’attività concorrente, più comunemente un’attività non legata alla guida all’interno del veicolo. La distrazione è stata identificata come una sfida importante nel contesto della sicurezza dei veicoli commerciali, in particolare dato l’elevato chilometraggio che i conducenti di camion percorrono abitualmente e la maggiore gravità delle lesioni associate alle collisioni dei veicoli pesanti (BITRE, 2019).
Accanto alla regolamentazione e all’applicazione, i recenti progressi nella tecnologia dei veicoli consentono il monitoraggio in tempo reale dello stato del conducente per mitigare la compromissione del conducente (ad esempio, Lenné et al., 2018). L’evidenza suggerisce che i sistemi di monitoraggio del conducente (DMS) sono un approccio promettente per rilevare la distrazione del conducente (ad esempio, Liang, Reyes, & Lee, 2007; Miyaji, Kawanaka & Oguri, 2009), nonché altre forme di disattenzione del conducente, compresa la fatica (ad esempio, Fitzharris, Lui, Stephens & Lenné, 2017).
Dal punto di vista dell’utente finale, relativamente poche ricerche pubblicate hanno valutato la progettazione dell’interfaccia uomo-macchina (HMI) per la componente di avviso dei DMS. Questo rappresenta un’importante lacuna di conoscenza, poiché l’efficacia di qualsiasi tecnologia a bordo del veicolo dipende tanto dalla sua accettazione da parte del conducente quanto dalle prestazioni ottimali del sistema (van der Laan, Heino & de Waard, 1997; Regan, Stevens & Horberry, 2014). La ricerca suggerisce anche che i conducenti con opinioni favorevoli al DMS tendono a sperimentare maggiori o più grandi benefici per la sicurezza rispetto ai conducenti con atteggiamenti sfavorevoli (ad esempio, Blanco et al., 2009).
Sebbene l’accettazione sia stata variamente definita nella letteratura scientifica (si veda Regan et al., 2014 per una rassegna completa), il termine può essere definito a grandi linee come il grado in cui un conducente percepisce i benefici derivanti da un sistema come superiori ai costi (Blanco et al., 2009). Questo è importante perché è probabile che la tecnologia venga ignorata
o addirittura aggirata se i suoi benefici per la sicurezza sono superati da fattori quali il fastidio, la sfiducia o la mancanza di efficacia.
Una manciata di valutazioni di progettazione dell’interfaccia uomo-macchina per i sistemi di allarme, condotte in condizioni di distrazione del conducente, hanno esaminato varie dimensioni dell’accettazione dell’utente, tra cui: utilità percepita, fiducia, fastidio e distrazione (Anund & Nilsson, 2020; Biondi, Strayer, Rossi, Gastaldi & Mulatti, 2017; Donmez, Boyle & Lee, 2007; Kircher, Kircher & Ahlstrom, 2009; Kujala, Karvonen & Mäkelä, 2016; Lee, Hoffman & Hayes, 2004; Maltz & Shinar, 2007; Roberts, Ghazizadeh & Lee, 2012). Collettivamente, i risultati di questi studi suggeriscono livelli generalmente elevati di accettazione dei sistemi di allarme da parte dei conducenti. Tuttavia, mentre l’utilità percepita e la fiducia sono state valutate altamente nella maggior parte degli studi, i conducenti hanno ancora valutato i sistemi come fastidiosi o distraenti in circa la metà degli studi.

Tre di queste valutazioni includevano confronti tra diversi tipi di avvisi. Lee et al. (2004) hanno scoperto che i conducenti cognitivamente distratti avevano più fiducia negli avvisi visivi e tattili a più stadi che in quelli a stadio singolo. Maltz e Shinar (2007) hanno scoperto che i conducenti percepivano gli allarmi uditivi a più stadi come più fastidiosi e meno utili degli allarmi uditivi a uno stadio quando i conducenti erano distratti da un compito visivo-manuale. Biondi et al. (2017) hanno scoperto che gli allarmi uditivi-tattili multimodali non erano più frustranti degli avvisi uditivi o tattili a modalità singola quando i conducenti erano cognitivamente distratti.
Si sa meno sulle percezioni dei conducenti di specifici sottocomponenti degli avvisi come il tipo di modalità (visiva, aptica, uditiva), l’intensità dell’avviso e la tempistica degli avvisi. Questi fattori contribuiscono all’accettazione generale degli avvisi e sono importanti per ottimizzare il design del sistema per l’implementazione finale. Nel processo di ottimizzazione, capire la misura in cui i conducenti notano e comprendono gli avvisi è fondamentale. Questo è particolarmente importante nel contesto dei veicoli commerciali dove i conducenti devono occuparsi di molte altre tecnologie presenti nelle cabine dei camion moderni. Sorprendentemente, c’è stata poca ricerca fatta in quest’area per la distrazione del conducente.
Un obiettivo terziario del progetto Advanced Safe Truck Concept (Lenné et al., 2017) era quello di sviluppare un prototipo di sistema di avviso di distrazione del conducente. Il sistema prototipo è stato sviluppato dagli autori utilizzando i principi di human centred design (HCD) (Horberry et al., 2021) e ha emesso avvisi ai conducenti quando erano distratti da un compito secondario visivo-manuale. Per progettare il sistema prototipo è stato adottato un processo iterativo a più fasi. Questo includeva una revisione completa della letteratura e delle linee guida di progettazione HMI; interviste e workshop di progettazione con conducenti di camion e le parti interessate; studi di valutazione dell’interfaccia uomo-macchina e finalizzazione dei concetti dell’interfaccia uomo-macchina (vedi Horberry et al., 2021, per i dettagli completi di questo processo). Come parte di questo, un metodo di valutazione è stato formalizzato ed è descritto in questo documento.

Utilizzando i metodi di valutazione adottati, il presente documento fornisce un esame iniziale di quattro varianti dell’HMI di il prototipo del sistema di avviso di distrazione del conducente. L’HMI era un sistema a due livelli che comprendeva un (livello 1) seguito da un avviso urgente (livello 2) se la distrazione persisteva dopo l’avviso iniziale. Il sistema era multimodale con avvisi uditivi presentati simultaneamente a entrambi i livelli, comprendenti toni “bip”, un avviso parlato e una vibrazione tattile attraverso il sedile. Un allarme visivo è stato emesso anche nella fase di avviso urgente (cioè, livello 2).
L’obiettivo primario era quello di determinare se i conducenti consideravano accettabile ciascuna delle quattro interfacce elettroniche e di determinare quale fosse la più efficace per avvisare il conducente. Un obiettivo secondario era quello di determinare se i conducenti comprendevano e consideravano efficaci i vari componenti dell’interfaccia uomo-macchina (modalità, intensità dell’avvertimento) in modo da poter apportare dei miglioramenti per i test futuri.
Anche se il sistema di allarme è stato sviluppato principalmente per l’uso in un contesto di sicurezza dei veicoli commerciali, sono stati testati sia i conducenti di auto che di camion, data la probabile applicabilità del sistema in una gamma di tipi di veicoli.

In Allegato lo studio completo

Fonte The Journal of Road Safety Vol 32, Issue 4, 2021
https://doi.org/10.33492/JRS-32-4