Исследования человеческого поведения помогают автономным автомобилям предсказывать переход пешеходов

Исследования Университета Лидса могут помочь самоходным автомобилям стать более дружественными к человеку. Изучая, как лучше понять человеческое поведение в дорожном движении, нейробиологические теории о том, как мозг принимает решения, могут позволить технологии автоматических транспортных средств предсказывать, когда пешеходы собираются перейти дорогу.

Модель дрейфа-диффузии

Модель принятия решений, изучаемая командой исследователей, называется моделью дрейфа-диффузии, и она может быть использована в сценариях, когда автомобиль уступает дорогу пешеходу, с сигналами или без них. Благодаря этой возможности предсказания, самоходный автомобиль сможет более эффективно общаться с пешеходами. Он сможет лучше понять их движения в дорожном движении и внешние сигналы, такие как мигающие огни, что поможет максимизировать поток движения и уменьшить неопределенность.

Модели дрейфа-диффузии основаны на предположении, что люди принимают решения после накопления сенсорных данных до определенного порога, после которого решение принимается.

Профессор Густав Марккула из Института транспортных исследований Университета Лидса является ведущим автором исследования.

«Когда пешеходы принимают решение перейти дорогу, они, кажется, складывают множество различных источников информации, не только связанных с расстоянием и скоростью автомобиля, но и используя коммуникативные сигналы от автомобиля в виде замедления и мигания фар», – сказал профессор Марккула.

«Когда автомобиль уступает дорогу, пешеходы часто чувствуют себя довольно неуверенно, будет ли автомобиль действительно уступать, и часто ждут, пока автомобиль почти полностью не остановится, прежде чем начать переходить», – продолжил он. «Наша модель четко показывает это состояние неопределенности, что означает, что она может быть использована для помощи в проектировании поведения автоматических транспортных средств вокруг пешеходов, чтобы ограничить неопределенность, что может улучшить как безопасность движения, так и поток движения».

«Это интересно видеть, что эти теории из когнитивной нейробиологии могут быть применены в этом реальном контексте и найти практическое применение».

Тестирование модели

Команда исследователей решила протестировать модель с помощью виртуальной реальности. Участники испытаний были помещены в различные сценарии пересечения дороги в пешеходном симуляторе HIKER (Highly Immersive Kinematic Experimental Research) университета. Их движения отслеживались во время свободной ходьбы внутри стереоскопической 3D-сцены, которая представляла приближающийся транспорт. Участникам было сказано переходить дорогу, когда они чувствуют себя достаточно безопасно.

Исследователи протестировали несколько разных сценариев, включая приближающийся автомобиль, поддерживающий постоянную скорость, и замедляющийся, чтобы пешеход мог перейти дорогу. Автомобиль иногда мигал фарами, чтобы сигнализировать о переходе.

Испытания показали, что участники, кажется, складывали сенсорные данные от расстояния, скорости, ускорения и коммуникативных сигналов автомобиля, прежде чем принять решение о том, когда перейти дорогу. Это указало команде на то, что модель дрейфа-диффузии может предсказать, когда пешеходы, скорее всего, перейдут дорогу.

«Эти результаты могут помочь лучше понять человеческое поведение в дорожном движении, что необходимо как для улучшения безопасности движения, так и для разработки автоматических транспортных средств, которые могут сосуществовать с человеческими участниками дорожного движения», – сказал профессор Марккула.

«Безопасное и приемлемое для человека взаимодействие с пешеходами является серьезной проблемой для разработчиков автоматических транспортных средств, и лучшее понимание того, как пешеходы себя ведут, будет ключом к реализации этого».

Согласно ведущему автору исследования доктору Ями Пекканену, «предсказание решений и неопределенности пешеходов может быть использовано для оптимизации того, когда и как автомобиль должен замедлиться и сигнализировать, чтобы сообщить, что безопасно перейти, что сэкономит время и усилия для обоих».