Immagina di essere seduto al posto di guida di un'auto autonoma, percorrendo un'autostrada e fissando il tuo smartphone. Ad un tratto, l'auto rileva un alce che sta uscendo dal bosco e ti avvisa di prendere il volante. Una volta che guardi indietro alla strada, quanto tempo ti servirà per evitare in sicurezza la collisione?

I ricercatori del MIT hanno trovato una risposta in un nuovo studio che mostra che gli esseri umani hanno bisogno di circa 390-600 millisecondi per rilevare e reagire ai pericoli della strada, dato un solo sguardo alla strada, con i conducenti più giovani che rilevano i pericoli a una velocità quasi doppia rispetto ai guidatori più anziani. I risultati potrebbero aiutare gli sviluppatori di auto a guida autonoma a garantire che le persone abbiano abbastanza tempo per prendere i comandi in sicurezza ed evitare pericoli imprevisti.

Studi precedenti hanno esaminato i tempi di risposta ai pericoli mentre le persone tenevano gli occhi sulla strada e cercavano attivamente i pericoli nei video. In questo nuovo studio, recentemente pubblicato in Journal of Experimental Psychology:Generale , i ricercatori hanno esaminato la velocità con cui i conducenti possono riconoscere un pericolo stradale se hanno appena guardato indietro la strada. Questo è uno scenario più realistico per la prossima era di auto semiautonome che richiedono l'intervento umano e possono inaspettatamente trasferire il controllo ai conducenti umani di fronte a un pericolo imminente.

"Stai guardando lontano dalla strada, e quando guardi indietro, non hai idea di cosa sta succedendo intorno a te a prima vista, ", afferma l'autore principale Benjamin Wolfe, un postdoc presso il Laboratorio di Informatica e Intelligenza Artificiale (CSAIL). "Volevamo sapere quanto tempo ci vuole per dire, "Un alce sta camminando sulla strada laggiù, e se non faccio qualcosa al riguardo, Prenderò un alce in faccia.""

Per il loro studio, i ricercatori hanno creato un set di dati unico che include video dashcam di YouTube di conducenti che rispondono ai pericoli della strada, come oggetti che cadono dai pianali dei camion, alce che corre sulla strada, 18 ruote che si ribaltano, e lastre di ghiaccio che volano dai tetti delle auto e altri video senza pericoli per la strada. Ai partecipanti sono stati mostrati frammenti di frazioni di secondo dei video, tra schermi vuoti. In una prova, hanno indicato se hanno rilevato pericoli nei video. In un'altra prova, indicavano se avrebbero reagito girando a sinistra oa destra per evitare un pericolo.

I risultati indicano che i conducenti più giovani sono più veloci in entrambe le attività:i conducenti più anziani (dai 55 ai 69 anni) impiegano 403 millisecondi per rilevare i pericoli nei video, e 605 millisecondi per scegliere come evitare il pericolo. I conducenti più giovani (dai 20 ai 25 anni) avevano bisogno solo di 220 millisecondi per rilevare e 388 millisecondi per scegliere.

Questi risultati di età sono importanti, dice Wolfe. Quando i veicoli autonomi sono pronti a mettersi in viaggio, molto probabilmente saranno costosi. "E chi ha maggiori probabilità di acquistare veicoli costosi? I conducenti più anziani, " dice. "Se si costruisce un sistema di veicoli autonomi attorno alle presunte capacità di tempi di reazione dei giovani conducenti, che non riflette il tempo di cui hanno bisogno i driver più vecchi. In quel caso, hai creato un sistema che non è sicuro per i conducenti più anziani."

Insieme a Wolfe sul giornale ci sono:Bobbie Seppelt, Bruce Mehler, Bryan Reimer, del MIT AgeLab, e Ruth Rosenholtz del Dipartimento di Scienze Cerebrali e Cognitive e CSAIL.

Giocare al "peggior videogioco di sempre"

Nello studio, 49 partecipanti si sono seduti davanti a un grande schermo che corrispondeva da vicino all'angolo visivo e alla distanza di visione per un guidatore, e guardato 200 video dal set di dati Road Hazard Stimuli per ogni test. Gli fu data una ruota giocattolo, freno, e pedali del gas per indicare le loro risposte. "Pensalo come il peggior videogioco di sempre, "dice Wolfe.

Il set di dati include circa 500 video dashcam di otto secondi di una varietà di condizioni stradali e ambienti. Circa la metà dei video contiene eventi che portano a collisioni o quasi collisioni. L'altra metà cerca di corrispondere strettamente a ciascuna di queste condizioni di guida, ma senza alcun pericolo. Ogni video è annotato in due punti critici:il fotogramma quando un pericolo diventa evidente, e il primo fotogramma della risposta del conducente, come frenare o sterzare.

Prima di ogni video, ai partecipanti è stata mostrata una maschera antirumore bianco per una frazione di secondo. Quando quella maschera scomparve, i partecipanti hanno visto un frammento di un video casuale che conteneva o meno un pericolo imminente. Dopo il filmato, apparve un'altra maschera. Subito dopo, i partecipanti hanno premuto il freno se hanno visto un pericolo o il gas se non l'hanno fatto. Ci fu poi un'altra pausa di una frazione di secondo su uno schermo nero prima che apparisse la maschera successiva.

Quando i partecipanti hanno iniziato l'esperimento, il primo video che hanno visto è stato mostrato per 750 millisecondi. Ma la durata cambiava durante ogni prova, a seconda delle risposte dei partecipanti. Se un partecipante ha risposto in modo errato a un video, la durata del video successivo si estenderebbe leggermente. Se hanno risposto correttamente, si accorcerebbe. Alla fine, le durate variavano da un singolo fotogramma (33 millisecondi) fino a un secondo. "Se hanno sbagliato, pensavamo che non avessero abbastanza informazioni, quindi abbiamo allungato il video successivo. Se hanno capito bene, pensavamo che avrebbero potuto fare con meno informazioni, così l'ho reso più breve, "dice Wolfe.

Il secondo compito utilizzava la stessa configurazione per registrare la velocità con cui i partecipanti potevano scegliere una risposta a un pericolo. Per quello, i ricercatori hanno utilizzato un sottoinsieme di video in cui sapevano che la risposta era girare a sinistra oa destra. Il video si ferma, e la maschera appare sul primo fotogramma che l'autista inizia a reagire. Quindi, i partecipanti hanno girato il volante a sinistra oa destra per indicare dove avrebbero guidato.

"Non basta dire, "So che qualcosa è caduto sulla strada nella mia corsia." Devi capire che c'è una spalla a destra e un'auto nella corsia successiva in cui non posso accelerare, perché avrò una collisione, "dice Wolfe.

Serve più tempo

Lo studio del MIT non ha registrato quanto tempo impiega effettivamente le persone a, dire, guardare fisicamente dai loro telefoni o girare una ruota. Anziché, ha mostrato che le persone hanno bisogno di fino a 600 millisecondi per rilevare e reagire a un pericolo, pur non avendo alcun contesto sull'ambiente.

Wolfe pensa che sia preoccupante per i veicoli autonomi, poiché potrebbero non dare agli umani il tempo sufficiente per rispondere, soprattutto in condizioni di panico. Altri studi, ad esempio, hanno scoperto che ci vogliono persone che guidano normalmente, con gli occhi sulla strada, circa 1,5 secondi per evitare fisicamente i pericoli della strada, a partire dal rilevamento iniziale.

Le auto senza conducente richiedono già un paio di centinaia di millisecondi per avvisare un conducente di un pericolo, dice Wolfe. "Questo morde già negli 1,5 secondi, " dice. "Se alzi lo sguardo dal telefono, potrebbero essere necessarie alcune centinaia di millisecondi in più per muovere gli occhi e la testa. Non arriva nemmeno il tempo necessario per riaffermare il controllo e frenare o sterzare. Quindi, inizia a diventare davvero preoccupante."

Prossimo, i ricercatori stanno studiando in che modo la visione periferica aiuta a rilevare i pericoli. Ai partecipanti verrà chiesto di fissare una parte vuota dello schermo, che indica dove è possibile montare uno smartphone sul parabrezza, e allo stesso modo di azionare i freni quando notano un pericolo stradale.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.