Автомобили будущего: как говорить с пешеходами?

Автор: Денис Аветисян

Новый анализ десятилетних исследований показывает, что внешняя коммуникация автономных транспортных средств стремится к единообразию в вопросах безопасности, но расходится в практической реализации.

Пока крипто-инвесторы ловят иксы и ликвидации, мы тут скучно изучаем отчетность и ждем дивиденды. Если тебе близка эта скука, добро пожаловать.

Купить акции "голубых фишек"

Исследование тенденций в области внешних интерфейсов взаимодействия человека и автономных транспортных средств, анализ стандартизации и влияния на безопасность дорожного движения.

Несмотря на активные исследования в области беспилотного транспорта, вопрос о единых принципах взаимодействия автономных автомобилей с внешним миром остается открытым. В работе «Rethinking External Communication of Autonomous Vehicles: Is the Field Converging, Diverging, or Stalling?» представлен многомерный анализ 620 публикаций, демонстрирующий сближение взглядов в приоритете безопасности, но сохраняющееся разнообразие в подходах к реализации и нормативном регулировании. Полученные данные указывают на тенденцию к фильтрации и стандартизации сигналов, от широкого спектра концепций в исследованиях до минимального набора разрешенных в реальных условиях. Каким образом можно разработать гибкие стандарты, адаптирующиеся к различным контекстам и обеспечивающие эффективное взаимодействие автономных транспортных средств с людьми?

Дороги, Которые Мы Выбираем: Защита Наиболее Уязвимых

С ростом числа автономных транспортных средств на дорогах, особую обеспокоенность вызывает безопасность наиболее уязвимых участников движения — пешеходов и велосипедистов. Автономные системы, несмотря на свой потенциал в снижении аварийности, создают новые риски, связанные с непредсказуемостью их поведения для людей, привыкших к взаимодействию с водителями-людьми. Необходимо учитывать, что пешеходы и велосипедисты могут не сразу распознать намерения беспилотного автомобиля, особенно в сложных дорожных ситуациях или при недостаточной видимости, что может привести к неожиданным и опасным столкновениям. Повышенное внимание к разработке алгоритмов, способных предвидеть поведение уязвимых участников движения и адаптироваться к меняющимся условиям, является ключевым фактором для обеспечения безопасности на дорогах будущего.

Традиционные подходы к обеспечению безопасности на дорогах основывались на предсказуемости поведения водителя, предполагая, что реакции человека будут соответствовать определенным шаблонам. Однако, появление автономных транспортных средств полностью разрушает эту основу. Автоматизированные системы действуют по алгоритмам, отличным от человеческих, что делает их поведение непредсказуемым с точки зрения привычных моделей. В результате, существующие меры безопасности, ориентированные на взаимодействие между людьми, оказываются неэффективными в условиях смешанного трафика, где участники дорожного движения имеют совершенно разную природу принятия решений и реакций. Это требует разработки принципиально новых стратегий, учитывающих не только предотвращение ошибок человека, но и обеспечение безопасного взаимодействия с искусственным интеллектом, управляющим транспортным средством.

Эффективная коммуникация представляется ключевым фактором обеспечения безопасности на дорогах, где всё чаще встречаются беспилотные транспортные средства. Исследования, охватывающие более 620 публикаций, демонстрируют, что способность других участников дорожного движения — пешеходов, велосипедистов и водителей — правильно интерпретировать намерения и действия автономных систем является критически важной. Недостаточно просто создать беспилотный автомобиль; необходимо обеспечить, чтобы его действия были предсказуемыми и понятными для всех, вне зависимости от их опыта или транспортного средства. Изучение методов визуальной и звуковой сигнализации, а также разработка стандартизированных протоколов взаимодействия, направлены на снижение рисков и повышение доверия к автономным технологиям, что, в конечном итоге, способствует созданию более безопасной дорожной среды для всех.

Внешние Интерфейсы: Язык Машин для Людей

Внешние человеко-машинные интерфейсы (вHMI) выполняют критически важную функцию, преобразуя сложные действия автономного транспортного средства в понятные сигналы для окружающих участников дорожного движения. Это необходимо для обеспечения безопасности и предсказуемости взаимодействия, поскольку автономные системы принимают решения, которые могут быть неочевидны для человека. вHMI позволяют транслировать намерение автомобиля — например, планируемое изменение полосы движения, торможение или выполнение маневра — посредством визуальных, звуковых или иных сигналов, обеспечивая тем самым возможность адекватной реакции со стороны пешеходов, велосипедистов и водителей других транспортных средств. Эффективность вHMI напрямую влияет на уровень доверия к автономным системам и общее принятие данной технологии.

При проектировании внешних человеко-машинных интерфейсов (eHMI) для автономных транспортных средств, принцип “Безопасность прежде всего” требует приоритетного использования простых визуальных сигналов. Это необходимо для обеспечения немедленной ясности и предотвращения неправильной интерпретации действий автомобиля. Сложные или многозначные индикаторы увеличивают когнитивную нагрузку на пользователя, что может привести к задержке реакции или ошибочным действиям. Простые, однозначные визуальные сигналы, такие как четкие световые индикаторы или базовые геометрические формы, позволяют оператору быстро понять намерение транспортного средства и соответствующим образом скорректировать свои действия, обеспечивая повышенную безопасность и эффективность взаимодействия.

Эффективные внешние человеко-машинные интерфейсы (eHMI) используют как явную коммуникацию — прямые сигналы, передающие конкретные действия автомобиля — так и неявную коммуникацию, выраженную через поведение транспортного средства, для формирования многоуровневого понимания намерений системы. Неявная коммуникация позволяет предугадывать действия автомобиля, дополняя прямые сигналы и повышая общую предсказуемость. Анализ предложенных концепций eHMI показал, что приблизительно 64% из них могут быть реализованы с использованием существующей технологической базы, что указывает на высокую практическую осуществимость и возможность относительно быстрой интеграции в современные автоматизированные транспортные средства.

Контекст и Намерение: Видеть Глазами Машины

При разработке электронных человеко-машинных интерфейсов (eHMI) критически важным является учет контекста окружающей среды и дорожных условий. Это предполагает динамическую адаптацию коммуникации системы к текущей ситуации, включая погодные условия, освещенность, тип дорожного покрытия, наличие других участников движения и особенности инфраструктуры. Например, в условиях плохой видимости или повышенного трафика, eHMI должен увеличивать частоту и контрастность визуальных сигналов, а также использовать дополнительные аудио- или тактильные оповещения. Игнорирование контекста может привести к неправильной интерпретации информации водителем или другими участниками дорожного движения, снижая безопасность и эффективность взаимодействия с автоматизированными системами.

Аллоцентрическая коммуникация в контексте электронных интерфейсов взаимодействия с человеком (eHMI) предполагает передачу информации о состоянии автомобиля с точки зрения внешнего наблюдателя. Вместо отображения внутренних параметров системы (например, расчетного времени до маневра), акцент делается на отображении намерений автомобиля в контексте дорожной обстановки — например, отображение прогнозируемой траектории движения или индикация готовящегося перестроения. Такой подход повышает предсказуемость поведения транспортного средства для других участников дорожного движения, снижая риск возникновения нештатных ситуаций и способствуя более эффективному взаимодействию на дороге. В отличие от эгоцентрической коммуникации, фокусирующейся на внутренних процессах автомобиля, аллоцентрический подход ориентирован на обеспечение понятности действий транспортного средства для окружающих.

Интеграция мультимодальных интерфейсов, сочетающих визуальные, звуковые и тактильные сигналы, повышает надежность и доступность коммуникации в электронных человеко-машинных интерфейсах (eHMI). Использование нескольких каналов восприятия позволяет компенсировать ограничения отдельных сенсорных систем и обеспечивает избыточность информации, что особенно важно в сложных или неблагоприятных условиях эксплуатации. Например, визуальные индикаторы могут быть дополнены звуковыми сигналами для привлечения внимания водителя или пешехода, а тактильная обратная связь — для подтверждения действия или предупреждения об опасности. Такой подход обеспечивает более эффективное донесение информации до пользователя, учитывая различные сенсорные предпочтения и физические возможности, что способствует повышению безопасности и удобства взаимодействия.

Четкая коммуникация статуса автоматизированного вождения является критически важной для обеспечения понимания уровня автономности транспортного средства внешними участниками дорожного движения и прогнозирования его действий. Анализ 620 исследований в данной области показал, что особое внимание уделяется взаимодействию с пешеходами, которое составляет приблизительно 68% (424 исследования) от общего числа проанализированных работ. Это подчеркивает важность разработки eHMI, способных эффективно передавать информацию о намерени ях автомобиля пешеходам, обеспечивая их безопасность и предсказуемость поведения транспортного средства.

Проверка и Будущее: Строим Безопасные Дороги Вместе

Виртуальная реальность предоставляет уникальную возможность для всестороннего тестирования и совершенствования электронных человеко-машинных интерфейсов (eHMI) до их внедрения в реальные дорожные условия. В контролируемой среде симуляции исследователи могут моделировать разнообразные сценарии вождения, включая различные погодные условия, интенсивность трафика и неожиданные ситуации, чтобы оценить эффективность и безопасность eHMI. Это позволяет выявить потенциальные недостатки в дизайне и внести необходимые корректировки без риска для участников дорожного движения. Такой подход не только ускоряет процесс разработки, но и значительно снижает затраты, связанные с физическим прототипированием и тестированием на дорогах общего пользования, обеспечивая более надежные и безопасные решения для совместного использования дорогами.

Принципы многоуровневой разработки позволяют создавать расширенные функции для электронных человеко-машинных интерфейсов (eHMI) в транспортных средствах, не ставя под угрозу базовые системы безопасности. Такой подход предполагает построение eHMI как серии взаимосвязанных слоев, где основной, критически важный для безопасности функционал, функционирует независимо от дополнительных возможностей. Это означает, что даже в случае сбоя или отключения расширенных функций, таких как информационные подсказки или расширенная визуализация, основные системы предупреждения о столкновениях или удержания полосы движения продолжат работать бесперебойно. Данная архитектура обеспечивает гибкость и масштабируемость, позволяя производителям добавлять новые функции и улучшения по мере развития технологий, не требуя полной переработки системы и гарантируя постоянный высокий уровень безопасности для всех участников дорожного движения.

Крайне важно, чтобы электронные интерфейсы взаимодействия с водителем (eHMI) не просто дополняли, но и неукоснительно соответствовали существующим правилам дорожного движения. Исследования показывают, что внедрение новых технологий, противоречащих установленным нормам, может привести к путанице и повышению риска дорожно-транспортных происшествий. Поэтому при разработке eHMI особое внимание уделяется интеграции информации таким образом, чтобы она не вступала в конфликт с дорожными знаками, сигналами светофоров и другими общепринятыми способами регулирования движения. Соблюдение этих принципов гарантирует, что новые технологии будут способствовать повышению безопасности на дорогах, а не создавать дополнительные угрозы.

Методология Дельфи, применяемая в процессе разработки электронных человеко-машинных интерфейсов (eHMI) для повышения безопасности дорожного движения, позволила достичь широкого консенсуса среди экспертов относительно оптимальных конструкций. Данный подход, основанный на итеративных раундах экспертных оценок и обратной связи, обеспечил высокую степень согласованности в предлагаемых решениях. Примечательно, что лишь 7% предложенных концепций потребовали разработки принципиально новых технологий для реализации, что свидетельствует о высокой практической применимости и экономичности предложенных eHMI. Это указывает на возможность относительно быстрого внедрения улучшенных систем, повышающих безопасность как для водителей, так и для пешеходов, без значительных затрат на научные исследования и разработки.

Сотрудничество и Открытый Доступ: Путь к Безопасности Вместе

Платформа Open Science Framework играет ключевую роль в развитии инноваций в области разработки интерфейсов «человек-машина» (eHMI). Она обеспечивает прозрачный обмен данными и способствует коллективной работе исследователей, позволяя им совместно анализировать результаты, проверять гипотезы и разрабатывать более эффективные и безопасные решения. Благодаря этому, исследователи из разных учреждений и стран могут оперативно обмениваться информацией, избегая дублирования усилий и ускоряя процесс внедрения передовых технологий в проектировании eHMI. Такой подход не только повышает качество разрабатываемых интерфейсов, но и стимулирует появление новых идей, поскольку каждый участник может внести свой вклад в общее дело, опираясь на данные и результаты, доступные в открытом доступе.

Непрерывные исследования в области интерфейсов взаимодействия «человек-машина» (eHMI) направлены на значительное улучшение коммуникации между автономными транспортными средствами и всеми участниками дорожного движения. Ученые работают над созданием интуитивно понятных визуальных и звуковых сигналов, которые позволят пешеходам, велосипедистам и водителям других автомобилей предвидеть действия беспилотных машин. Совершенствование этих интерфейсов включает в себя разработку систем, способных адаптироваться к различным погодным условиям и дорожным ситуациям, а также учитывать индивидуальные особенности восприятия информации разными людьми. В результате, повышается безопасность дорожного движения и формируется доверие к технологиям автономного транспорта, обеспечивая более плавное и предсказуемое взаимодействие на дороге.

Стандартизация играет ключевую роль в создании предсказуемой и понятной среды для всех участников дорожного движения. Разработка единых протоколов и форматов обмена информацией между автономными транспортными средствами и остальными пользователями дороги — пешеходами, велосипедистами и водителями традиционных автомобилей — позволяет избежать путаницы и снизить вероятность аварийных ситуаций. Унифицированные сигналы, визуальные индикаторы и звуковые оповещения гарантируют, что все участники движения смогут правильно интерпретировать намерения беспилотных автомобилей, независимо от марки или модели транспортного средства. Такой подход не только повышает безопасность, но и способствует более плавной и эффективной интеграции автономного транспорта в существующую дорожную инфраструктуру, формируя доверие к новым технологиям и облегчая их широкое внедрение.

Разработка интерфейсов взаимодействия «человек-машина» (eHMI) для автономных транспортных средств требует первостепенного внимания к потребностям и возможностям водителей, пешеходов и других участников дорожного движения. Исследования показывают, что интуитивно понятные и предсказуемые eHMI значительно повышают безопасность, уменьшая вероятность ошибок и недопонимания. Особенно важно учитывать когнитивные особенности восприятия информации разными группами пользователей, а также обеспечивать доступность интерфейсов для людей с ограниченными возможностями. Внедрение принципов человеко-ориентированного дизайна не только снижает риски аварийности, но и способствует формированию доверия общества к технологии автономного вождения, что является ключевым фактором для ее успешного внедрения и широкого принятия.

Исследование десятилетия разработок в области внешней коммуникации автономных транспортных средств показывает, что сфера движется к общей цели — обеспечению безопасности. Однако, несмотря на это, наблюдается расхождение в подходах к реализации этих систем. Этот процесс напоминает попытки понять сложную систему, где принципы ясны, но детали требуют постоянного анализа и адаптации. Как заметил Карл Фридрих Гаусс: «Если бы я мог, я бы не стал изобретать ничего нового, а лишь открывать то, что уже существует». Эта фраза отражает суть инженерного подхода, где истинное мастерство заключается не в создании чего-то принципиально нового, а в глубоком понимании существующих закономерностей и их применении для решения конкретных задач. Необходимость гибких стандартов, описанных в исследовании, является прямым следствием этого принципа — адаптация к различным контекстам требует отхода от жёстких рамок и поиска оптимальных решений в каждой конкретной ситуации.

Что дальше?

Десятилетие исследований внешней коммуникации автономных транспортных средств показало, что стремление к безопасности — это не просто консенсус, а скорее, неизбежное условие выживания в хаотичном мире человеческого вождения. Однако, если все сходятся на конечном результате, разнообразие предлагаемых решений вызывает закономерный вопрос: не усложняем ли мы систему, стремясь к идеальной предсказуемости? Что произойдёт, если мы откажемся от унифицированных сигналов в пользу контекстно-зависимых, адаптивных интерфейсов, способных «говорить» на языке конкретного водителя или пешехода?

Стандартизация, безусловно, важна, но её жёсткость может стать узким местом. Допустим, мы создаём «универсальный» световой сигнал для автономных автомобилей. Что произойдёт, если в условиях плохой видимости или высокой плотности трафика этот сигнал станет недостаточно информативным? Или, что ещё интереснее, что произойдёт, если водители начнут интерпретировать этот сигнал не так, как задумал разработчик, приспосабливая его к своим собственным, иррациональным паттернам поведения?

Будущее этой области, вероятно, лежит не в создании идеального интерфейса, а в разработке гибких, самообучающихся систем, способных адаптироваться к непредсказуемости человеческого поведения. Задача не в том, чтобы заставить людей понимать машины, а в том, чтобы машины понимали людей — со всеми их слабостями и особенностями. И тогда, возможно, мы сможем построить действительно безопасное и гармоничное взаимодействие между автономными транспортными средствами и окружающим миром.

Оригинал статьи: https://arxiv.org/pdf/2602.06278.pdf

Связаться с автором: https://www.linkedin.com/in/avetisyan/

Смотрите также:

2026-02-09 09:36