As tecnologias de direção autônoma já foram integradas em muitos veículos produzidos em massa, fornecendo aos motoristas humanos assistência de direção em tarefas como centralizar um veículo em sua faixa. Mas os poucos dados disponíveis sobre a segurança da direção automatizada mostram que colocar muito controle de um veículo nas mãos da automação pode fazer mais mal do que bem, pois o desengajamento por motoristas humanos pode aumentar o risco de acidentes.
“Os veículos atuais no mercado são manuais ou automatizados e não há uma maneira clara de tornar seu controle uma experiência verdadeiramente compartilhada. Isso é perigoso porque tende a levar o motorista a confiar demais na automação”, explica Jürg Schiffmann, diretor do Laboratório de Projeto Mecânico Aplicado da Escola de Engenharia.
Agora, os pesquisadores do laboratório colaboraram com o fornecedor japonês de sistemas de direção JTEKT Corporation para desenvolver e testar com sucesso um sistema de direção automatizada baseado em haptics que integra diferentes modos de interação humano-robô. Os pesquisadores esperam que sua abordagem aumente não apenas a segurança da direção autônoma, mas também a aceitação social dela.
“Esta pesquisa foi baseada na ideia de que os sistemas de automação devem se adaptar aos motoristas humanos, e não vice-versa”, diz o estudante de doutorado da EPFL e pesquisador da JTEKT Tomohiro Nakade, que também é o primeiro autor de um artigo recente descrevendo o sistema publicado no Natureza Diário Engenharia de Comunicações.
Nakade acrescenta que uma boa metáfora para o novo sistema pode ser extraída de um modo de transporte anterior à automação: “Um veículo deve estar aberto à negociação com um motorista humano, assim como um cavaleiro transmite sua intenção ao cavalo por meio das rédeas .”
Interação, arbitragem e inclusão
Ao contrário dos atuais sistemas de direção automatizada, que usam apenas câmeras para entrada sensorial, a abordagem mais holística dos pesquisadores integra informações da coluna de direção de um carro. Também incentiva o envolvimento contínuo entre o motorista e a automação, ao contrário dos sistemas automatizados atuais, que normalmente são ligados ou desligados.
“Na automação em geral, quando os humanos estão apenas monitorando um sistema, mas não estão ativamente envolvidos, eles perdem a capacidade de reagir”, diz Robert Fuchs, um ex-estudante de doutorado da EPFL que agora é gerente geral de P&D da JTEKT Corporation. “É por isso que queríamos melhorar ativamente o envolvimento do motorista por meio da automação.”
O sistema dos pesquisadores consegue isso graças a três funcionalidades: interação, arbitragem e inclusão. Em primeiro lugar, o sistema distingue quatro tipos diferentes de interação homem-robô: cooperação (a automação ajuda o homem a alcançar um objetivo); coatividade (o humano e a automação têm objetivos diferentes, mas suas ações se impactam); colaboração (humano e automação auxiliam um ao outro na consecução de diferentes objetivos); e competição (atividades humanas e de automação estão em oposição).
Em seguida, conforme o motorista opera o veículo, o sistema arbitra ou se move entre diferentes modos de interação, dependendo da evolução da situação na estrada. Por exemplo, o carro pode mudar do modo de colaboração para o modo de competição para evitar uma ameaça de colisão repentina.
Finalmente, e ainda dentro do mesmo quadro de controle, o sistema integra uma função de ‘inclusão’: ele recalcula a trajetória do veículo sempre que o motorista intervém – girando o volante, por exemplo – em vez de percebê-lo como uma substituição e desligamento .
Uma solução prática
Para testar seu sistema, os pesquisadores desenvolveram experimentos envolvendo um motorista virtual simulado e um motorista humano usando um sistema de direção hidráulica independente, um simulador de direção completo e até mesmo testes de campo com um veículo de teste modificado. Os testes de campo foram realizados com a participação de cinco motoristas em um curso de testes JTEKT na prefeitura de Mie, no Japão, conectando o sistema dos pesquisadores a um sedã padrão por meio de um controlador externo.
Os pesquisadores testaram especificamente as experiências dos motoristas em relação à suavidade da direção e facilidade de mudança de faixa, e seus resultados confirmaram o potencial significativo do sistema para aumentar o conforto e reduzir o esforço dos motoristas por meio da direção colaborativa.
“Este é um conceito muito prático – não é apenas pesquisa pela pesquisa”, diz Schiffmann, acrescentando que o sistema baseado em software pode ser integrado a carros padrão produzidos em massa sem nenhum equipamento especial. “Também é um belo exemplo de parceria frutífera entre nosso laboratório e a JTEKT, com quem a EPFL colabora desde 1998.”
Com informações de Science Daily.
