Een nieuwe taal ontwerpen voor auto's

Stel je voor: het is 2030. Je zit in je zelfrijdende auto op een brede weg. Terwijl jij je verdiept in een boek, wil de auto - geprogrammeerd om jou zonder enige tussenkomst van jou naar je bestemming te brengen - linksaf een smalle weg in. Je zit echter vast: de smalle weg wordt geblokkeerd door een auto die op je wacht, want je hebt voorrang. In een volledig geautomatiseerde wereld, zonder mensen die klaar staan ​​om in te grijpen, zou dit mogelijk een eindeloze impasse zijn.

Gelukkig komen er zogeheten 'externe Mens-Machine Interfaces' (external Human-Machine Interfaces) aan die met licht, geluid of andere middelen aan de andere weggebruiker aangeven dat ze als eerste kunnen gaan. Impasse opgelost!

eHMI's, zoals ze in de wereld van slimme mobiliteit worden genoemd, maken deel uit van een relatief nieuw en opwindend onderzoeksveld dat geautomatiseerde voertuigen helpt te communiceren met de buitenwereld. Een van de onderzoekers op dit gebied is de in India geboren Debargha Dey, onderdeel van de Future Everyday-groep aan de faculteit Industrial Design. Dey, die bijna promoveert en als postdoc verbonden blijft aan de TU/e, heeft een zeer persoonlijke motivatie voor zijn betrokkenheid bij dit vakgebied.

Auto-ongeluk

"Ik ben altijd al gefascineerd geweest door auto's en maakte er als kind schetsen van, maar ik had nooit verwacht dat het werken met auto's ooit een fulltime baan zou worden. Een van de redenen waarom ik besloot om me op dit gebied te gaan bezighouden, is een auto-ongeluk dat ik zo'n acht jaar geleden had, toen ik in de VS werkte als software engineer. Op een T-splitsing kwam een auto tegen me aan. Hoewel ik slechts lichte verwondingen opliep, had het incident diepe gevolgen voor mij. Ik was niet alleen een tijdje bang om te rijden, ik kwam er ook achter dat de andere chauffeur was afgeleid door zijn navigatiesysteem. Dit wekte bij mij een diepe interesse voor de interactie tussen mensen en auto's."

“Na het bijwonen van een conferentie over Automotive UI, besloot ik te solliciteren naar een PDEng-onderzoekspositie hier aan de TU/e bij professor Jacques Terken en ik heb nooit meer achterom gekeken. Het was een van de beste beslissingen van mijn leven!"

DE ZELFRIJDENDE AUTO BEGRIJPEN

Tot enkele jaren geleden waren de meeste onderzoekers in slimme mobiliteit vooral geïnteresseerd in de interactie tussen automobilisten, of tussen auto en automobilist. Dey en zijn collega's in het door NWO gefinancierde iCAVE-programma richten zich daarentegen op situaties waarin de bestuurder niet langer de controle heeft en de persoon in de auto niet langer de bedoeling van de auto vertegenwoordigt.

“Natuurlijk zijn we ver verwijderd van een situatie waarin geautomatiseerde auto's het grootste deel van het rijden kunnen doen (bekend als niveau's 3, 4 en 5 van auto-automatisering), maar we geloven dat eHMI's een cruciale rol kunnen spelen om daar te komen. Zodra autonome auto's in staat zijn om automatisch en effectief hun bedoelingen aan andere weggebruikers kenbaar te maken, kunnen bestuurders eindelijk achterover leunen en ten volle genieten van de voordelen van autonoom rijden."

BUMPERLICHTEN EN MEER

Een goed voorbeeld van Dey's onderzoek is het bekroonde onderzoek dat hij en zijn collega's deden naar afstandsafhankelijke eHMI's. “Hier hebben we gekeken naar de manier waarop mensen omgaan met een auto wanneer deze nadert. Uit eye-trackingtests die we hebben gedaan, hebben we vastgesteld dat mensen de neiging hebben om naar een auto te kijken, niet per se om oogcontact te maken met de bestuurder, maar om de bedoelingen ervan te beoordelen."

"Als een auto nadert, kijken ze eerst naar de bumper van een auto, gaan dan naar de motorkap en tenslotte naar de voorruit, op zoek naar informatie over de intentie van de bestuurder. Dit inspireerde ons om een ​​interface te ontwerpen die de bedoelingen van de auto dynamisch communiceert door middel van lampjes op de bumper en de voorruit, afhankelijk van de afstand tot de voetganger.”

Op dit moment is Dey betrokken bij opwindend nieuw onderzoek dat kijkt naar het gebruik van meer abstracte dierensignalen om intentie te communiceren. “Als een kat of egel boos of agressief is, blaast hij op of wordt hij groter. Dierlijk gedrag zoals dit kan gebruikt worden in een meer genuanceerde interactieve taal, die verder gaat dan richtinggevende symbolen zoals stoptekens of tekst, die misschien niet voor iedereen zichtbaar of begrijpelijk zijn."

PROOF-OF-CONCEPT

Op basis van een inventarisatie die Dey en zijn collega's onlangs deden van het onderzoeksveld, zijn er momenteel zo'n 70 eHMI-concepten voor geautomatiseerde voertuigen. Ze variëren van het weergeven van tekstberichten op externe displays, laserprojecties op straat tot gepersonaliseerde berichten voor slimme en draagbare apparaten. Vaak zijn deze concepten beperkt tot demonstraties voor promotiedoeleinden, proof-of-concept prototypes of puur virtuele oplossingen.

Een van de weinige eHMI-concepten die verder is gegaan dan de tekentafel, is Drive.ai, een klein bedrijf dat in 2015 is opgericht door studenten van Stanford University en nu eigendom is van Apple. Als pilot testte het in 2018 een vloot felgekleurde busjes die vier externe schermen gebruiken om berichten door te geven aan andere weggebruikers. Een ander voorbeeld is het 360c-concept van Volvo, dat een gestandaardiseerd communicatiesysteem omvat waarmee andere weggebruikers en autonome voertuigen kunnen begrijpen wat het hierna gaat doen.

UITDAGINGEN

Standaardisatie is een van de belangrijkste uitdagingen van eHMI's voor zelfrijdende auto's. Geautomatiseerde auto's kunnen zich alleen uitdrukken als ze een taal spreken die door alle andere weggebruikers wordt begrepen. Het is een van de redenen waarom Dey's begeleider aan de TU/e, professor Marieke Martens, actief betrokken is bij de industrie om gemeenschappelijke standaarden te ontwikkelen.

Standaardisatie zal ook bijdragen aan de acceptatie van auto's die met eHMI zijn uitgerust door het publiek. Dey ziet dit als een van de belangrijkste doelen van zijn werk. Er lijkt nogal wat aarzeling en wantrouwen te bestaan ​​in de publieke perceptie van het aandrijven van automatiseringstechnologie. Vroege prototypes van geautomatiseerde voertuigen op de weg werden met scepsis en zelfs antipathie onthaald.

“Tot nu toe stuitten experimenten met zelfrijdende auto's op nogal wat terugslag van andere weggebruikers, waarbij sommigen zelfs stenen naar de auto's gooiden. Het laat zien dat mensen een nieuwe technologie moeten begrijpen voordat ze deze kunnen accepteren. Ik geloof dat een effectieve eHMI die duidelijk en begrijpelijk is, hierbij kan helpen."

De JUISTE BALANS VINDEN

Maar, waarschuwt Dey, er zijn compromissen. “Geautomatiseerde voertuigen zullen nooit perfect zijn. Dat zouden ze ook niet moeten zijn. Een zelfrijdende auto die 100% veilig is, kan niet rijden. Deze zal voor altijd stil blijven staan, wachtend op de onmogelijke garantie dat niemand door zijn acties zal worden gekwetst. Dat zou natuurlijk juist het hele doel van de zelfrijdende auto's, die meer mobiliteit voor meer mensen zouden moeten brengen, teniet doen. Het vinden van de ideale balans tussen perfecte veiligheid en ingecalculeerd risico is van cruciaal belang, en goede communicatie is essentieel in deze interactie. Dit is waar eHMI's kunnen helpen."

Dit betekent ook dat geautomatiseerde voertuigen soms verkeersregels moeten kunnen negeren, om te voorkomen dat ze vast komen te zitten op een drukke kruising, wachtend op al het voorrangsverkeer. “Navigeren in een zelfrijdende auto betekent onderhandelen. Iedereen moet geven en nemen. Een deel van ons werk is het ontwerpen van een eHMI die niet alleen helpt om de intentie van de auto uit te drukken ("Ik wil voor gaan"), maar ook de urgentie van die wens ("Ik wacht hier nu 5 minuten, dus maak alstublieft wat ruimte").

SLIMME MOBILITEITSREVOLUTIE

Het filmpje met het verkeer in Amsterdam is ook een mooie illustratie van een andere uitdaging voor Dey en zijn collega's. "Traditioneel was het onderzoek gericht op één persoon - één auto, maar in de echte situatie is dat nooit zo. Er zullen genoeg mensen zijn, met verschillende bedoelingen en verschillende manieren", zegt Dey. "Als de auto zegt, "ga gerust", dan is niet duidelijk met wie de auto praat. Het is erg moeilijk om de boodschap aan één persoon te richten, of alleen te praten met de persoon die voorrang heeft."

Toch is de jonge onderzoeker ervan overtuigd dat de wetenschap, samen met de industrie, deze problemen kan oplossen. "Hoewel er geen gouden ei is, en het is nog in een vroeg stadium, heb ik goede hoop dat het mensgerichte ontwerp van auto-interfaces een essentiële rol kan spelen bij het realiseren van de slimme mobiliteitsrevolutie."

MEER INFORMATIE

Kijk voor meer info over het werk van Debargha Dey en zijn collega's op de webpagina van de onderzoeksgroep Future Everyday. Onderzoek op het gebied van slimme mobiliteit wordt op deze pagina gepresenteerd.