Αναίρεση ‘Επιθετικής Οδήγησης’ Με Μηχανική Μάθηση και Υπολογισμό Περιφέρειας

Một πρόσφατη αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας έχει προτείνει ένα σύστημα για την αναγνώριση ‘επιθετικής οδήγησης’ σε διασταυρώσεις χρησιμοποιώντας αλγορίθμους μηχανικής μάθησης που αναπτύσσονται σε πολιτικές συσκευές υπολογισμού περιφέρειας.

Σε αντίθεση με τις πρόσφατες καινοτομίες της έρευνας της τεχνητής νοημοσύνης για την ανάλυση ‘οδικής μανίας’ внутри του οχήματος (πρωταρχικά προορισμένες για το όφελος των εταιρειών ασφάλισης), το σύστημα που προτείνεται είναι αντίθετα δημοτικό και θα μπορούσε να στοχεύει στην επιβολή ποινών στους οδηγούς που δεν συμμορφώνονται με τις περιβαλλοντικές νόρμες της ‘ασφαλούς’ οδήγησης. Επίσης, προορίζεται να παρέχει στους κακούς οδηγούς σχετικές ενημερώσεις ήχου και εικόνας μέσα στο αυτοκίνητο.

Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας κατατέθηκε στο Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας και Εμπορικών Σημάτων των ΗΠΑ στις 29 Απριλίου 2021, για λογαριασμό του Διοικητικού Συμβουλίου του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν και της εταιρείας Denso, ενός ιαπωνικού κατασκευαστή αυτοκινητικών εξαρτημάτων που ανήκει στην Toyota.

Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του UMich δεν είναι ένα ιδιωτικό, εσωτερικό σύστημα προορισμένο για την επιτήρηση της ασφάλισης, ούτε σχεδιασμένο αποκλειστικά για την παραγωγή νομικών δεδομένων, αλλά αντίθετα βασίζεται σε καλά εξοπλισμένα κόμβους υπολογισμού περιφέρειας που αναπτύσσονται σε διασταυρώσεις για να παρέχουν άμεση και ενεργό ανάδραση, συλλέγοντας δεδομένα από πόρους υπολογισμού περιφέρειας δρόμου και από αισθητήρες που εγκαθίστανται σε κοντινά οχήματα. Πηγή: https://pdfaiw.uspto.gov/76/2021/50/012/1.pdf

Το προτεινόμενο πλαίσιο δεν είναι απολύτως παθητικό ή εξαρτημένο από δημοτική εξοπλισμό, αλλά θα απαιτούσε επίσης τεχνολογίες εντός του οχήματος ικανές να μετατρέψουν τα αυτοκίνητα σε συνεισφέροντες αισθητήρες για το σύστημα. Αποτελεσματικά, αυτό θα μετέτρεπε κάθε εξοπλισμένο όχημα σε κόμβο παρακολούθησης της κυκλοφορίας, αν και η ίδια επιτήρηση θα στρεφόταν επίσης στον οδηγό, με το πρόσθετο όφελος της πρόσβασης στα ρεύματα δεδομένων του οχήματος.

Και οι εγκαταστάσεις δρόμου και οι εγκαταστάσεις εντός του οχήματος διαθέτουν CUDA-enabled GPU και τοπική αποθήκευση, και και οι δύο έχουν σύνδεση στο cloud.

Προειδοποιήσεις για Επιθετικούς Οδηγούς

Σύμφωνα με την αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, το σύστημα σχεδιάστηκε για να αλληλεπιδράσει με έναν επιθετικό οδηγό:

‘Όταν το σύστημα για την πρόβλεψη επιθετικής οδήγησης 1 προβλέπει επιθετική οδήγηση σε ένα όχημα, μπορεί να εκδοθεί ένα μήνυμα προειδοποίησης, όπως η προειδοποίηση στη Σχήμα 8Α, στο ηχητικό οπτικό σύστημα 413 στο όχημα για να προειδοποιήσει τον επιθετικό οδηγό να επιβραδύνει.’

Επιπλέον πιθανές προειδοποιήσεις περιλαμβάνουν ενημερώσεις ήχου και εικόνας μέσα στο αυτοκίνητο για ταχύτητα και ερχόμενα οχήματα:

Προειδοποιήσεις που απεικονίζονται στην αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Πηγή: https://pdfaiw.uspto.gov/fdd/76/2021/50/012/0.pdf

Η αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας αναφέρει ότι σε μια άλλη πιθανή περίπτωση, οποιαδήποτε διαθέσιμη ηχητική και οπτική συσκευή (συμπεριλαμβανομένων των smartphones που ανήκουν στον οδηγό) στο όχημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να παρέχει προειδοποιήσεις, συμπεριλαμβανομένων και προειδοποιήσεων ήχου.

Κόκκινα Φανάρια για Οδηγούς

Η αλλαγή των συχνοτήτων και της συμπεριφοράς των σηματοδοτών σε διασταυρώσεις έχει γνωστοποιηθεί ότι είναι ένας τρόπος για να μειώσει τα ατυχήματα, και το προτεινόμενο σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να παράγει δεδομένα που μπορεί να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν οι σηματοδότες σε διασταυρώσεις σε ένα πολύ ευρύ επίπεδο.

Ωστόσο, η βαθιά ολοκλήρωση της υποδομής και των δεδομένων του οχήματος που προβλέπεται στη πρόταση του Μίσιγκαν προσφέρει μια άλλη δυνατότητα: κόκκινα φανάρια που καθορίζονται από τη συμπεριφορά του οδηγού, αντί να λειτουργούν από ρουτίνα ή με πρόγραμμα (δείτε την περίπλοκη ενότητα [0157] στην αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας).

‘Επιπλέον, αν το μοτίβο οδήγησης σε μια διασταύρωση (π.χ. η διασταύρωση 200a) προβλέπει και/ή υποδεικνύει επιθετική οδήγηση στο όχημα 71, μπορεί να χρησιμοποιηθούν θεραπευτικά μέτρα, όπως ο έλεγχος των στοιχείων ελέγχου, στις επόμενες διασταυρώσεις (π.χ. διασταυρώσεις 200b και 200c) για να ελέγξουν και να μετριάσει την επιθετική οδήγηση. Για παράδειγμα, αν το σύστημα για την πρόβλεψη επιθετικής οδήγησης 1 προβλέπει ότι το όχημα 71 μπορεί να περάσει ένα κόκκινο φανάρι στη διασταύρωση 200a, το σύστημα για την πρόβλεψη επιθετικής οδήγησης 1 μπορεί να εκδόσει ένα σήμα ελέγχου για τον έλεγχο της κατάστασης/φάσης των σηματοδοτών 202b και 202c στις διασταυρώσεις 200b και 200c. Με αυτόν τον τρόπο, οι σηματοδότες 202b και 202c μπορούν να αλλάξουν σε κόκκινο, για παράδειγμα, πριν το όχημα 71 περάσει από τη διασταύρωση 200a για να ενθαρρύνει το όχημα 71 να επιβραδύνει και να μην προσπαθήσει να οδηγήσει μέσα από τις διασταυρώσεις 200b και 200c πριν οι σηματοδότες 202b και 202c αλλάξουν σε κόκκινο.’

Εισβολές στη Ιδιωτικότητα των Οδηγών

Προτάσεις για συστήματα παρακολούθησης οδηγών εντός του οχήματος τα τελευταία δέκα χρόνια έχουν εκμεταλλευτεί αλγορίθμους αναγνώρισης συναισθήματος και άλλους βιομετρικούς δείκτες για να παράγουν συστήματα που έχουν σχεδιαστεί για να έχουν ένα ‘ψυχροπορητικό’ αποτέλεσμα στους επιθετικούς οδηγούς,既然 η συμπεριφορά του οδηγού μπορεί να επηρεάσει τις ασφαλιστικές προμήθειες σε τέτοιους σχεδιασμούς, ή να χρησιμοποιηθεί ως απόδειξη σε μια έρευνα ατυχήματος.

Αντίθετα, η πρόταση του Μίσιγκαν/Ντένσο φαίνεται να προορίζεται για κάποια μορφή κρατικής συνεργασίας μέσω αλλαγών στους υποχρεωτικούς τυποποιημένους κανονισμούς οχημάτων. Ωστόσο, δεδομένης της κινητικότητας του πληθυσμού των ΗΠΑ σε κανονικές συνθήκες και του γεγονότος ότι ένα τέτοιο σύστημα θα ήταν πιο εφαρμόσιμο για μακροχρόνιους οδηγούς, όπως οι οδηγοί φορτηγών, είναι δύσκολο να δούμε πώς θα μπορούσε να εφαρμοστεί κάτι λιγότερο από μια ομοσπονδιακή εφαρμογή, εκτός αν το πλαίσιο έχει σχεδιαστεί να γίνει ανενεργό πάνω από τα σύνορα των μη συμμετεχουσών πολιτειών, ή σε κομητείες που δεν υποστηρίζουν το σχέδιο.

Αν και τέτοιες καινοτομίες γενικά οδηγούνται από την αυξανόμενη τάση για εταιρείες ασφάλισης να ανταποκριθούν σε policyholders που είναι πρόθυμοι να εγκαταστήσουν εξοπλισμό παρακολούθησης, η ανάγκη για δημοτική υποδομή δεν ταιριάζει ακριβώς σε αυτό το μοντέλο, υποδεικνύοντας ότι ένα τέτοιο σύστημα θα χρειαζόταν νομοθετική υποστήριξη και ομοσπονδιακή ή κρατική χρηματοδότηση.

Μια εικονογράφηση της αρχιτεκτονικής μηχανικής μάθησης που προτείνεται για το σύστημα, χρησιμοποιώντας Αναδρομικά Νευρωνικά Δίκτυα (RNN). Το πλαίσιο χρησιμοποιεί μη επιτηρούμενη μάθηση και παρέχει πραγματική ανάδραση, αλλά επίσης προβλέπει εκπαίδευση εκτός σύνδεσης για να βελτιώσει τους αλγορίθμους με βάση τα εισερχόμενα δεδομένα και τα γεγονότα. Η αναγνώριση της επιθετικής οδήγησης διευκολύνεται από τη Δυναμική Χρονική Μετατόπιση (DTW), έναν αλγόριθμο που χρησιμοποιείται στην ανάλυση σειρών χρόνου για να συγκρίνει δύο χρονικές σειρές ή ακολουθίες αντικειμένων που μπορεί να ποικίλλουν σε ταχύτητα.

Ροή Εισοδήματος

Το σύστημα που προτείνεται στην αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας θα μπορούσε να είναι το πρώτο του είδους του να προσφέρει πραγματική ανάλυση της συμπεριφοράς των οδηγών σε ένα δημοτικό πλαίσιο που είναι ικανό να εκδίδει αυτόματα πρόστιμα και ποινές, ή να ειδοποιεί τις αρχές, σε περίπτωση πραγματικά επικίνδυνων περιστατικών οδήγησης. Ωστόσο, οι εφευρέτες παραδέχονται ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί λανθασμένα ως πηγή εσόδων από τις municipal αρχές.

Η Νέντα Μασούντ, βοηθός καθηγητής στο Τμήμα Πολιτικών και Περιβαλλοντικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν, είπε στο The Academic Times ότι ‘Οι ψευδείς συναγερμοί είναι μια μικρή τιμή για να πληρώσουμε για το αυξημένο επίπεδο ασφάλειας που η τεχνολογία μπορεί να προσφέρει. Όμως, θα πρέπει πάντα να υπάρχει η ευκαιρία για τους λανθασμένα κατηγορουμένους να υπερασπιστούν τον εαυτό τους ενάντια σε οποιαδήποτε ψευδή ισχυρισμό για επιθετική οδήγηση,’.

Η αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας αναγνωρίζει την πιθανότητα επιθετικών οδηγικών συμβάντων που涉αζουν οχήματα που δεν είναι εξοπλισμένα με μονάδες εντός του οχήματος (OBUs), τα οποία μπορούν να αντιμετωπιστούν από εξωτερική παρατήρηση κοντινών ή γειτονικών οχημάτων που διαθέτουν τον εξοπλισμό, καθώς και από τις εγκαταστάσεις διασταυρώσεων. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η αναγνώριση θα υποδηλώνει άλλες μεθόδους, όπως η αυτόματη ανάγνωση πινακίδων κυκλοφορίας (αν και η αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας δεν ασχολείται με αυτό).

Διασταυρώσεις Υψηλού Ρίσκου

Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του Μίσιγκαν αντιμετωπίζει την απερίσκεπτη συμπεριφορά στις διασταυρώσεις,既然 αυτές είναι ένας τόπος κυκλοφοριακών περιστατικών και παραβάσεων, ενώ προηγούμενη κινεζική έρευνα σε παρόμοιες γραμμές έχει χρησιμοποιήσει ανάλυση υποστηρικτικών μηχανών (SVM) για να αναγνωρίσει γεγονότα κατά τη διάρκεια της μεταφοράς, όπως επικίνδυνες αλλαγές λωρίδας. Μια άλλη κινεζική έρευνα χρησιμοποίησε αισθητήρες σε smartphones για να ανακαλύψει παρατυπική συμπεριφορά κατά τη διάρκεια της μεταφοράς.

Η Εθνική Υπηρεσία Οδικής Ασφάλειας των ΗΠΑ εκτίμησε το 2010 ότι το 40% των ατυχημάτων που συνέβησαν στις Ηνωμένες Πολιτείες το 2008 σχετίζονταν με δραστηριότητες σε διασταυρώσεις.