Imagina que estás sentado en el asiento del conductor de un automóvil autónomo, navegando por una autopista y mirando su teléfono inteligente. Repentinamente, el automóvil detecta un alce que sale del bosque y le advierte que tome el volante. Una vez que miras hacia atrás en la carretera, ¿Cuánto tiempo necesitará para evitar la colisión con seguridad?

Los investigadores del MIT han encontrado una respuesta en un nuevo estudio que muestra que los humanos necesitan entre 390 y 600 milisegundos para detectar y reaccionar ante los peligros de la carretera. dado un solo vistazo a la carretera, los conductores más jóvenes detectan peligros casi dos veces más rápido que los conductores mayores. Los hallazgos podrían ayudar a los desarrolladores de autos autónomos a garantizar que están permitiendo a las personas el tiempo suficiente para tomar los controles de manera segura y mantenerse alejados de peligros inesperados.

Estudios anteriores han examinado los tiempos de respuesta a los peligros mientras las personas mantenían la vista en la carretera y buscaban activamente peligros en videos. En este nuevo estudio, publicado recientemente en el Revista de psicología experimental:general , Los investigadores examinaron la rapidez con la que los conductores pueden reconocer un peligro en la carretera si solo miran hacia atrás. Ese es un escenario más realista para la era venidera de automóviles semiautónomos que requieren la intervención humana y pueden ceder inesperadamente el control a los conductores humanos cuando se enfrentan a un peligro inminente.

"Estás mirando a otro lado de la carretera, y cuando miras atrás no tienes idea de lo que sucede a tu alrededor a primera vista, "dice el autor principal, Benjamin Wolfe, un postdoctorado en el Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL). "Queríamos saber cuánto tiempo te lleva decir, "Un alce camina hacia la carretera de allí, y si no hago algo al respecto, Le voy a llevar un alce a la cara "."

Para su estudio, los investigadores crearon un conjunto de datos único que incluye videos de cámaras de tablero de YouTube de conductores que responden a peligros en la carretera, como objetos que se caen de las cajas de los camiones, alce corriendo hacia la carretera, Volcadores de 18 ruedas, y capas de hielo que salen volando de los techos de los automóviles, y otros videos sin peligros en la carretera. A los participantes se les mostraron fragmentos de los videos en una fracción de segundo, entre pantallas en blanco. En una prueba, indicaron si detectaron peligros en los videos. En otra prueba, indicaron si reaccionarían girando hacia la izquierda o hacia la derecha para evitar un peligro.

Los resultados indican que los conductores más jóvenes son más rápidos en ambas tareas:los conductores mayores (de 55 a 69 años) necesitaron 403 milisegundos para detectar peligros en los videos, y 605 milisegundos para elegir cómo evitarían el peligro. Los conductores más jóvenes (de 20 a 25 años) solo necesitaban 220 milisegundos para detectar y 388 milisegundos para elegir.

Los resultados de la edad son importantes, Dice Wolfe. Cuando los vehículos autónomos estén listos para salir a la carretera, lo más probable es que sean costosos. "¿Y quién tiene más probabilidades de comprar vehículos caros? Los conductores mayores, ", dice." Si construyes un sistema de vehículo autónomo en torno a las supuestas capacidades de los tiempos de reacción de los conductores jóvenes, eso no refleja el tiempo que necesitan los conductores mayores. En ese caso, ha creado un sistema que no es seguro para los conductores más antiguos ".

Junto a Wolfe en el periódico están:Bobbie Seppelt, Bruce Mehler, Bryan Reimer, del MIT AgeLab, y Ruth Rosenholtz del Departamento de Ciencias Cognitivas y Cerebrales y CSAIL.

Jugando "el peor videojuego de todos los tiempos"

En el estudio, 49 participantes se sentaron frente a una gran pantalla que coincidía estrechamente con el ángulo visual y la distancia de visión de un conductor, y vio 200 videos del conjunto de datos Road Hazard Stimuli para cada prueba. Les dieron una rueda de juguete freno, y pedales de gas para indicar sus respuestas. "Piense en él como el peor videojuego de todos los tiempos, "Dice Wolfe.

El conjunto de datos incluye alrededor de 500 videos de cámara de tablero de ocho segundos de una variedad de condiciones y entornos de la carretera. Aproximadamente la mitad de los videos contienen eventos que conducen a colisiones o casi colisiones. La otra mitad intenta coincidir estrechamente con cada una de esas condiciones de conducción, pero sin ningún peligro. Cada video está anotado en dos puntos críticos:el cuadro cuando un peligro se hace evidente, y el primer cuadro de la respuesta del conductor, como frenar o desviar.

Antes de cada video, A los participantes se les mostró una máscara de ruido blanco de una fracción de segundo. Cuando esa máscara desapareció, los participantes vieron un fragmento de un video aleatorio que contenía o no un peligro inminente. Después del video, apareció otra máscara. Inmediatamente después de eso, los participantes pisaron el freno si vieron un peligro o el acelerador si no lo vieron. Luego hubo otra pausa de una fracción de segundo en una pantalla negra antes de que apareciera la siguiente máscara.

Cuando los participantes comenzaron el experimento, el primer video que vieron se mostró durante 750 milisegundos. Pero la duración cambiaba durante cada prueba, dependiendo de las respuestas de los participantes. Si un participante respondió incorrectamente a un video, la duración del siguiente video se extendería levemente. Si respondieron correctamente, se acortaría. En el final, las duraciones variaron desde un solo fotograma (33 milisegundos) hasta un segundo. "Si se equivocaron, asumimos que no tenían suficiente información, así que hicimos el siguiente video más largo. Si lo hicieron bien asumimos que podrían hacerlo con menos información, así que hazlo más corto, "Dice Wolfe.

La segunda tarea utilizó la misma configuración para registrar la rapidez con la que los participantes podían elegir una respuesta a un peligro. Para eso, los investigadores utilizaron un subconjunto de videos en los que sabían que la respuesta era girar a la izquierda o a la derecha. El video se detiene y aparece la máscara en el primer cuadro que el conductor comienza a reaccionar. Luego, los participantes giraban el volante hacia la izquierda o hacia la derecha para indicar hacia dónde se dirigían.

"No es suficiente decir, "Sé que algo cayó en la carretera en mi carril". Debe comprender que hay un arcén a la derecha y un automóvil en el siguiente carril al que no puedo acelerar. porque voy a tener una colisión, "Dice Wolfe.

Se necesita más tiempo

El estudio del MIT no registró cuánto tiempo les lleva a las personas, decir, levantar físicamente la vista desde sus teléfonos o girar una rueda. En lugar de, mostró que las personas necesitan hasta 600 milisegundos para detectar y reaccionar ante un peligro, sin tener contexto sobre el medio ambiente.

Wolfe cree que eso es preocupante para los vehículos autónomos, ya que pueden no dar a los humanos el tiempo suficiente para responder, especialmente en condiciones de pánico. Otros estudios, por ejemplo, han descubierto que se necesitan personas que conduzcan con normalidad, con los ojos en el camino, aproximadamente 1,5 segundos para evitar físicamente los peligros en la carretera, a partir de la detección inicial.

Los autos sin conductor ya requerirán un par de cientos de milisegundos para alertar al conductor de un peligro, Dice Wolfe. "Eso ya muerde los 1,5 segundos, ", dice." Si levantas la vista de tu teléfono, pueden ser necesarios unos cientos de milisegundos más para mover los ojos y la cabeza. Eso ni siquiera llega al tiempo necesario para reafirmar el control y frenar o girar. Luego, empieza a ser realmente preocupante ".

Próximo, los investigadores están estudiando qué tan bien ayuda la visión periférica a detectar peligros. Se pedirá a los participantes que miren fijamente una parte en blanco de la pantalla, que indica dónde se puede montar un teléfono inteligente en un parabrisas, y de manera similar pise los frenos cuando noten un peligro en la carretera.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.