Silmänliikkeiden tutkimus auttaa kehittämään älykkäämpiä autoja

Arkikokemuksenkin perusteella on selvää, että autolla ajettaessa on parasta katsoa minne on menossa. Esimerkiksi, jos alkaa lukea viestejä kännykästä ajaessaan, voi havahtua siihen, että auto on ajautumassa pois omalta kaistalta.

– Ajonaikaista silmänliikemittausta hyödyntämällä voidaan saada arkikokemusta tarkempaa tietoa, mihin kuljettajan katse kohdistuu, Lehtonen toteaa.

Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että katseen suunta ennakoi auton suunnanmuutoksia muutamalla sekunnilla. Selvimmin tämä on nähtävissä mutkissa, jossa katseen siirtyminen mutkan suuntaan edeltää auton kääntymistä. Lehtonen nimittää tällaista katsekäyttäytymistä ohjaaviksi katseiksi.

Kirjallisuudessa on esitetty useita erilaisia visuaalisen informaation kognitiivista prosessointia kuvaavia ohjausmalleja, jotka selittävät ohjaavien katseiden suuntautumista. Ohjausmallien mukaan kuljettaja seuraa katseellaan ohjauspisteitä tieympäristössä. Ohjausmallit kuvaavat, kuinka ohjauspisteiden sijaintiin perustuva visuaalinen informaatio muutetaan ohjausliikkeiksi.

– Nämä ohjausmallit ovat kuitenkin yksinkertaistuksia ihmisen monimutkaisesta toiminnasta, toteaa Lehtonen. – Ne kuvaavat ikään kuin mekaanisesti sen, miten ohjausliikkeet tuotetaan visuaalisesta informaatiosta. Tämän takia näitä ohjausmalleja voikin kutsua online-ohjausmalleiksi.

On kuitenkin selvää, että ihmiset myös suunnittelevat ajolinjan, jota he online-ohjausmalleilla seuraavat. Tässä suunnitelmassa otetaan huomioon niin tieympäristö, muut tienkäyttäjät kuin tilanteeseen sopiva nopeuskin.

Lehtonen tutkii Helsingin yliopistossa tarkastettavassa väitöksessään niin sanottuja etenemistä ennakoivia katseita, jotka todennäköisesti liittyvät ajolinjan suunnitteluun. Etenemistä ennakoivissa katseissa kuljettaja siirtää nopeasti katseensa pois online-ohjauksesta, kauemmas kohti tulevaa ajolinjaa. Ohjaavat ja ennakoivat katseet eroavat toisistaan selvästi lähestyttäessä tai ajettaessa mutkissa, koska silloin tuleva ajolinja voi olla hyvinkin paljon sivummalla verrattuna auton sen hetkiseen kulkusuuntaan. Hyvä esimerkki etenemistä ennakoivasta katseesta on se, jos juuri ennen mutkaa vilkaisee peltoaukean yli kohti mutkan päätepistettä.

Lehtonen on kehittänyt menetelmiä, joilla ohjaavat ja etenemistä ennakoivat katseet voidaan erotella silmänliikemittausdatasta. Hän on tarkastellut, mihin etenemistä ennakoivat katseet kohdistuvat, ja kuinka ajokokemus ja ajonaikainen kognitiivinen kuormitus (jollaista esimerkiksi kännykkään puhuttaessa on) vaikuttavat. Tulokset viittaavat siihen, että etenemistä ennakoivat katseita käytetään muodostamaan suunnitelmaa tulevasta ajolinjasta. Kokemattomuus ja kognitiivinen kuormitus vähentävät ennakoivia katseita, mikä viittaa siihen, että tällöin ajolinjan suunnittelu on vähäisempää.

Lehtosen tutkimustulokset täydentävät ymmärrystä siitä, mitkä mekanismit voivat olla kokemattomien ja esimerkiksi kännykkään puhuvien kuljettajien onnettomuuksien taustalla. Toisekseen, autoteknologia on matkalla kohti itseohjautuvia autoja. Ennen tätä autoihin tulisi Lehtosen mukaan kehittää kuljettajan katsetta seuraavia järjestelmiä, jotka voivat varoittaa jos kuljettaja ei tarkkaile ympäristöään riittävästi. Tällöin on hyvä ymmärtää että osa sivuun suuntautuvista katseista on osa ajamisen ohjausta eikä osoitus kuljettajan keskittymisestä johonkin muuhun.

Filosofian maisteri Esko Lehtonen väittelee 21.11. klo 12 käyttäytymistieteellisessä tiedekunnassa kognitiotieteen alaan kuuluvasta aiheesta Anticipatory look-ahead fixations in real curve driving . Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Siltavuorenpenger 3 A, auditorio 107. Väitöskirja on luettavissa osoitteessa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-0382-6

Väittelijän yhteystiedot: puh. 02 941 29421, s-posti esko.lehtonen@helsinki.fi