ערכת כלים רוטטת מישוש ופלטפורמת הדמיית נהיגה למחקר הקשור לנהיגה

פרוטוקול זה מתאר פלטפורמת סימולציית נהיגה וניתוח כלים רוטט מישוש לחקירת מחקר הקשור לנהיגה. מוצג גם ניסוי מופתי הבוחן את האפקטיביות של אזהרות מישוש.

מערכת התרעת התנגשות ממלאת תפקיד מרכזי במניעת הסחות דעת נהיגה ונהיגה מנומנמת. מחקרים קודמים הוכיחו את היתרונות של אזהרות מישוש בהפחתת זמן תגובת הבלמים של הנהג. במקביל, הוכחו אזהרות מישוש יעילות בבקשת השתלטות (TOR) על כלי רכב אוטונומיים חלקית.

כיצד ניתן למטב את הביצועים של אזהרות מישוש הוא נושא מחקר חם מתמשך בתחום זה. לכן, תוכנות סימולציה נהיגה בעלות נמוכה הציגו שיטות כדי למשוך חוקרים נוספים לקחת חלק בחקירה. הפרוטוקול שהוצג חולק לחמישה חלקים: 1) משתתפים, 2) תצורת תוכנת סימולציית נהיגה, 3) הכנת סימולטור נהיגה, 4) תצורה והכנה של ערכת כלים רוטטת, ו -5) ביצוע הניסוי.

במחקר המופתי, המשתתפים לבשו את ערכת הכלים רוטט מישוש וביצעו משימה מבוססת רכב הבא באמצעות תוכנת סימולציה נהיגה אישית. הרכב הקדמי בלם לסירוגין, ואזהרות רוטטות נמסרו בכל פעם שהרכב הקדמי בלם. המשתתפים הונחו להגיב במהירות האפשרית לבלמים הפתאומיים של הרכב הקדמי. דינמיקת הנהיגה, כגון זמן תגובת הבלמים וקצב תגובת הבלמים, תועדה על ידי תוכנת הסימולציה לניתוח נתונים.

הפרוטוקול המוצג מציע תובנה על חקר האפקטיביות של אזהרות מישוש על מיקומי גוף שונים. בנוסף למשימה הבאה המכונית כי הוא הוכיח בניסוי למופת, פרוטוקול זה מספק גם אפשרויות ליישם פרדיגמות אחרות על מחקרי סימולציה נהיגה על ידי ביצוע תצורת תוכנה פשוטה ללא כל פיתוח קוד. עם זאת, חשוב לציין כי בשל מחיר סביר שלה, התוכנה סימולציה נהיגה וחומרה הציג כאן לא יוכלו להתחרות באופן מלא עם סימולטורים אחרים נהיגה מסחרית נאמנות גבוהה. עם זאת, פרוטוקול זה יכול לשמש כחלופה סבירה וידידותית למשתמש לסימולטורים המסחריים הכלליים לנהיגה בנאמנות גבוהה.

על פי הנתונים שנחשפו על ידי הערכות הבריאות העולמיות בשנת 2016, פציעה בתנועה היא הגורם השמיני למקרי מוות עולמיים, מה שמוביל ל -1.4 מיליון מקרי מוות ברחבי העולם¹. בשנת 2018, 39.2% מתאונות הדרכים היו התנגשויות עם כלי רכב מנועיים בתחבורה, ו-7.2% מהן היו התנגשויות עורפיות. פתרון להגברת הבטיחות ברכב ובכביש הוא פיתוח מערכת סיוע מתקדמת לנהיגה (ADAS) כדי להזהיר נהגים מפני סכנות פוטנציאליות. נתונים הראו כי ADAS יכול להפחית באופן משמעותי את קצב ההתנגשויות העורפיות, והוא יעיל עוד יותר כאשר מצויד במערכת בלמים אוטומטית². בנוסף, עם פיתוח כלי רכב אוטונומיים, תידרש מעורבות אנושית פחותה לשליטה ברכב, מה שהופך את מערכת ההתרעה על בקשת השתלטות (TOR) לצורך כאשר הרכב האוטונומי אינו מצליח לווסת את עצמו. העיצוב של מערכת ההתרעה ADAS ו TOR הוא עכשיו פיסת טכנולוגיה חשובה עבור נהגים כדי למנוע תאונות קרובות בתוך כמה שניות. הניסוי המופתי השתמש בארגז כלים רוטט יחד עם פלטפורמת סימולציית נהיגה כדי לחקור איזה מיקום יפיק את התוצאה הטובה ביותר כאשר מערכת התרעה vibrotactile שימשה כמערכת התראה פוטנציאלית ADAS ו TOR.

מסווגים לפי ערוצים תפיסתיים, קיימים בדרך כלל שלושה סוגים של אופני אזהרה, כלומר חזותיים, שמיעתיים ומישושיים. לכל מודאליות אזהרה יש יתרונות ומגבלות משלה. כאשר מערכות התראה חזותית נמצאות בשימוש, נהגים עלולים לסבול מעומס ראייה³, פגיעה בהופעות הנהיגה עקב עיוורון לא קשוב^4,5. למרות שמערכת התרעה שמיעתית אינה משפיעה על שדה הראייה של הנהגים, יעילותה תלויה מאוד בסביבה כגון מוזיקת רקע ורעשים אחרים בסביבת הנהיגה^6,7. לכן, מצבים המכילים מידע שמיעתי חיצוני אחר או רעש משמעותי עלול להוביל חירשות קשובה^8,9, הפחתת האפקטיביות של מערכת אזהרה שמיעתית. לשם השוואה, מערכות התרעה מישוש אינן מתחרות בעיבוד החזותי או השמיעתי של הנהגים. על ידי שליחת אזהרות vibrotactile לנהגים, מערכות אזהרה מישוש להתגבר על המגבלות של מערכות התראה חזותית ושמיעתית.

מחקרים קודמים הראו כי אזהרות מישוש יכול להועיל לנהגים על ידי קיצור זמן תגובת הבלמים שלהם. כמו כן נמצא כי מערכות התרעה מישוש להניב תוצאה יעילה יותר על חזותי^10,11 ו שמיעתי^12,13,14 מערכות אזהרה במצבים מסוימים. עם זאת, מחקר מוגבל התמקד בחקירת המיקום האופטימלי להצבת התקן אזהרה מישוש. על פי השערת קליפת המוח החושית¹⁵ והשערת המרחק החושי¹⁶, המחקר המופתי בחר באזורי האצבע, פרק כף היד והמקדש כמיקומים ניסיוניים להצבת מכשיר אזהרה מישוש. עם הפרוטוקול שהוצג, ניתן להגדיר את התדירות ואת זמן מתן הזמן של אזהרה רוטטת, ומרווחים בין תנודות של ערכת הכלים רוטט, כדי להתאים לדרישות הניסוי. ערכת כלים רוטטת זו כללה שבב ראשי, שבב וסת מתח, מולטיפלקסר, מתאם USB לטרנזיסטור-טרנזיסטור-לוגיקה (TTL), טרנזיסטור אפקט שדה (MOSFET) של תחמוצת מתכת ומודול Bluetooth. מספר המודולים הרוטטים יכול להשתנות גם בהתאם לצורכי החוקרים, כאשר עד ארבעה מודולים רוטטים בו זמנית. בעת יישום ערכת הכלים רוטט בניסויים הקשורים לנהיגה, זה יכול להיות מוגדר כדי להתאים את ההגדרות הניסיוניות, כמו גם מסונכרן עם נתוני ביצועים נהיגה על ידי שינוי הקודים של סימולציית הנהיגה.

בעוד עבור חוקרים, ביצוע ניסוי נהיגה בפלטפורמה וירטואלית הוא ריאלי יותר מאשר בעולם האמיתי בשל הסיכון והעלות הכרוכים בכך. לדוגמה, איסוף מדדי ביצועים יכול להיות קשה, וקשה לשלוט בגורמים הסביבתיים המעורבים כאשר ניסויים נערכים בעולם האמיתי. כתוצאה מכך, מחקרים רבים השתמשו בסימולטורים לנהיגה בבסיס קבוע הפועלים על מחשבים בשנים האחרונות כחלופה לביצוע מחקרי נהיגה בדרכים. לאחר שלמדנו, פיתחנו וחקרנו במשך למעלה מ-11 שנים בקהילת מחקר הנהיגה, הקמנו פלטפורמת הדמיית נהיגה עם מכונית אמיתית המורכבת מתוכנת הדמיית נהיגה בקוד פתוח וערכת חומרה, הכוללת הגה ותיבת הילוכים, שלושה דוושות, שלושה מקרנים רכובים ושלושה מסכי מקרן. עם תוכנת סימולציית הנהיגה תומכת במסך אחד בלבד, הפרוטוקול המוצג השתמש רק במקרן המרכזי ובמסך המקרן כדי לבצע את הניסוי.

ישנם שני יתרונות עיקריים של שימוש בפלטפורמת סימולציית הנהיגה המוצגת. אחד היתרונות של פלטפורמה זו הוא שהיא משתמשת בתוכנת קוד פתוח. באמצעות פלטפורמת הקוד הפתוח הידידותית למשתמש, החוקרים יכולים להתאים אישית את ערכת הכלים הסימולציה והרוטטת לצרכי המחקר הייחודיים שלהם על ידי יצירת תצורת תוכנה פשוטה ללא כל פיתוח קוד . על ידי שינוי הקודים, החוקרים יכולים ליצור סימולציות נהיגה המספקות נאמנות יחסית למציאות עם שפע של אפשרויות זמינות על סוגי רכב, סוגי כבישים, התנגדות להגה, מערבולת רוח לרוחב ואורך, ממשקי תוכנית יישום אירוע זמן ובלמים (API) לסנכרון תוכנה חיצונית, ויישום פרדיגמות התנהגותיות כגון המשימה הבאה לרכב ומשימת N-Back. למרות ביצוע מחקר הקשור לנהיגה בסימולטור נהיגה לא יכול לשכפל באופן מלא נהיגה בעולם האמיתי, נתונים שנאספו באמצעות סימולטור נהיגה הוא סביר ואומץ נרחב על ידי חוקרים^17,18.

יתרון נוסף של סימולטור הנהיגה המוצע הוא העלות הנמוכה שלה. כפי שהוזכר קודם לכן, תוכנת סימולציית הנהיגה שהוצגה היא תוכנת קוד פתוח הזמינה למשתמשים ללא תשלום. בנוסף, העלות הכוללת של התקנת החומרה כולה בפרוטוקול זה נמוכה יותר בהשוואה לסימולטורים מסחריים טיפוסיים לנהיגה בנאמנות גבוהה. איור 1 a ו- b מציגים את ההתקנה המלאה של שני סימולטורים לנהיגה בעלות הנעה בין $3000 ל$ $30000. לעומת זאת, סימולטורים מסחריים טיפוסיים לנהיגה בנאמנות גבוהה (בסיס קבוע) עולים בדרך כלל בסביבות $10,000 עד $100,000. עם מחיר סביר מאוד שלה, סימולטור נהיגה זה יכול להיות בחירה פופולרית לא רק למטרות מחקר אקדמי, אלא גם לניהול שיעורי נהיגה¹⁹ ולהדגמה של טכנולוגיות הקשורות לנהיגה^20,21.

איור 1: תמונה של סימולטורים לנהיגה. שני סימולטורים לנהיגה כללו הגה ותיבת הילוכים, שלושה דוושות ורכב. (א) הגדרת סימולטור נהיגה $סך $3000 שהשתמשה במסך LCD בגודל 80 אינץ' ברזולוציה של 3840 × 2160. (ב) הגדרת סימולטור נהיגה בסך $30000 שהשתמשה בשלושה מקרנים נטענים וב-3 מסכי מקרן עם ממד של 223 x 126 ס"מ כל אחד. מסכי ההקרנה הונחו 60 ס"מ מעל פני הקרקע ו-22 ס"מ מחזית הרכב. רק המקרן המרכזי ומסך המקרן שימשו לניסוי הנוכחי. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

תוכנת סימולציית הנהיגה ועקרת הכלים הרוטטת בשיטה המוצעת כבר שימשו במחקרים קודמים על ידי החוקרים שלנו^{22,23,24,25,26,27,28,29}. ערכת כלים רוטטת שפותחה על ידי עצמה בהתאם לתקן ISO³⁰ ניתנת להחלה בשדות שונים^31,32 על ידי התאמת תדירות הרטט ועוצמתו. חשוב לציין כי פותחה גירסה חדשה יותר של ערכת הכלים הרוטטת והיא מוצגת בפרוטוקול הבא. במקום להתאים את תדר הרטט באמצעות מתאם מתח מתכוונן, הגרסה החדשה מצוידת בחמישה תדרי רטט שונים וניתן להתאים אותה בקלות רבה יותר באמצעות הקודים המסופקים בקובץ קידוד משלים 1. יתר על כן, סימולטור הנהיגה המוצג מספק לחוקרים דרך בטוחה, זולה ויעילה לחקור סוגים שונים של מחקר הקשור לנהיגה. לפיכך, פרוטוקול זה מתאים למעבדות מחקר שיש להן תקציב מוגבל ויש להן צורך חזק להתאים אישית סביבות נהיגה ניסיוניות.

הערה: כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי ועדת הביקורת המוסדית (IRB) של אוניברסיטת צינגהואה והסכמה מדעת התקבלה מכל המשתתפים.

1. משתתפים

1. בצע ניתוח כוח כדי לחשב את מספר המשתתפים הנדרש לגיוס על פי התכנון הניסיוני כדי להשיג כוח סטטיסטי.
2. לאזן את מין המשתתפים במהלך הגיוס ככל האפשר.
3. ודא שלמשתתפים יש רישיון נהיגה תקף ולפחות שנה אחת של ניסיון בנהיגה.
4. ודא שלמשתתפים יש ראייה רגילה או מתוקנת לראייה רגילה באמצעות תרשים הראייה.
5. ודא כי המשתתפים לא צורכים אלכוהול או סמים המשפיעים על יכולות הנהיגה בתוך 24 שעות לפני הניסוי³³.

2. קביעת תצורה של תוכנת הדמיית נהיגה

1. הזן את התיקיה של תוכנת הדמיית הנהיגה ואחריה התיקיה זמן ריצה והתיקיה Config. לאחר מכן, פתח את הקובץ "expconfig.txt" (כלומר, נתיב הקובץ צריך להיות "\torcs-1.3.3-Exp-2018-10-25\torcs-1.3.3\nuntime\config\").
2. קבע אם להחיל תצורה כלשהי או להמשיך בסימולציית הנהיגה באמצעות הגדרות ברירת המחדל ללא כל תצורה טרייה מהקופסה על-ידי התייחסות לעיצוב הניסיוני. טבלה 1 מציגה תיאור מפורט של תצורות ברירת המחדל של כל האפשרויות הזמינות.
   1. המשך לסעיף 3 של הפרוטוקול אם אין לבצע שינויים.

טבלה 1: רשימת הגדרות ברירת המחדל עבור תוכנת הדמיית הנהיגה. רשימה של ערכי ברירת המחדל של כל האפשרויות המשויכות להגדרה של תוכנת הדמיית הנהיגה יחד עם תיאור מפורט של כל אפשרות.

3. קבע את תצורת ההגדרות כיצד לסיים את הניסוי בהתבסס על משתנה הבקרה של התכנון הניסיוני.
   1. החלט אם להשתמש בזמן השעון כגורם מפעיל כדי לסיים את הניסוי עם האפשרות "endExpByTime =" באמצעות True או False כבחירה של אפשרויות. הגדר אפשרות זו כ- False כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   2. בחר אם לסיים את הניסוי עם זמן שנסע כגורם מפעיל עם האפשרות "endExpAfterMinute =" על-ידי הזנת מספר הדקות בתבנית במקום עשרוני אחד. הזמן שנסע יכול להיות מוכרע לחלוטין על ידי החוקרים. קלט 12 כדי לשכפל את המחקר למופת.
   3. הגדר אם לסיים את הניסוי עם מרחק נסע כגורם מפעיל עם האפשרות "endExpByDist =" באמצעות אמת או שקר כבחירה של אפשרויות. שים לב שכאשר האפשרויות "endExpByTime=" ו- "endExpByDist=" מוגדרות כ- True, הניסוי יסתיים בתנאי שמתקיים תחילה. הגדר אפשרות זו כ- True כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   4. השתמש באפשרות "endExpAfterMeter =" כדי להגדיר את המרחק שנסע מקו ההתחלה במטרים בתבנית עם מקום עשרוני אחד. המרחק שנסע יכול להיות מוכרע לחלוטין על ידי החוקרים. קלט 10000.0 כדי לשכפל את המחקר למופת.
4. קבעו את הגדרות הרוח לסביבת הנהיגה המדומה בהתאם למהירות הרוח^34,35 המיועדת לסביבה הווירטואלית ולעומס הקוגניטיבי³⁶ שיופעל בניסוי.
   1. הגדר אם לאפשר רוח חזיתית עם מרווח ומשך זמן אקראיים עם האפשרות "enableRandomFrontalWind =" באמצעות True או False כבחירה באפשרויות. הגדר אפשרות זו כ- True כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   2. הגדר את מרווח הרוח הקדמי המינימלי והמקסימלי עם האפשרויות "FrontalWindIntervalMin =" ו- "frontalWindIntervalMax =" על-ידי הזנת מספר השניות בתבנית במקום עשרוני אחד, בהתאמה. השתמש בהגדרת ברירת המחדל (כלומר, 3.0 ו- 13.0, בהתאמה) כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   3. הגדר את משך הרוח הקדמי המינימלי והמקסימלי עם האפשרויות "frontalWindDurationMin =" ו- "frontalWindDurationMax =" על-ידי הזנת מספר השניות בתבנית במקום עשרוני אחד, בהתאמה. השתמש בהגדרת ברירת המחדל (כלומר, 2.0 ו- 3.0, בהתאמה) כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   4. הגדר את עוצמת הרוח הקדמית המינימלית והמקסימלית עם האפשרויות "FrontalWindForceMin =" ו- "frontalWindForceMax =" על-ידי ציון כמות הכוח בניוטון, בהתאמה. השתמש בהגדרת ברירת המחדל (כלומר, 500.0 ו- 1,000.0, בהתאמה) כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   5. בחר אם לאפשר רוח לרוחב עם מרווח ומשך זמן אקראיים עם האפשרות "enableRandomLateralWind =" באמצעות True או False כבחירת האפשרויות. הגדר כ- True כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   6. הגדר את מרווח הרוח לרוחב המינימלי והמקסימלי עם האפשרויות "לרוחבWindIntervalMin =" ו- "לרוחבWindIntervalMax =" על-ידי הזנת מספר השניות בתבנית במקום עשרוני אחד, בהתאמה. השתמש בהגדרת ברירת המחדל (כלומר, 3.0 ו- 8.0, בהתאמה) כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   7. הגדר את משך הרוח לרוחב המינימלי והמקסימלי עם האפשרויות "לרוחבWindDurationMin =" ו- "lateralWindDurationMax =" על-ידי הזנת מספר השניות בתבנית במקום עשרוני אחד, בהתאמה. השתמש בהגדרת ברירת המחדל (כלומר, 2.0 ו- 3.0, בהתאמה) כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   8. הגדר את עוצמת הרוח לרוחב המינימלית והמקסימלית עם האפשרויות "לרוחבWindForceMin =" ו- "לרוחבWindForceMax =" על-ידי ציון כמות הכוח בניוטון, בהתאמה. השתמש בהגדרת ברירת המחדל (כלומר, 1,000.0 ו- 2,000.0, בהתאמה) כדי לשכפל את המחקר המופתי.
5. קבע את תצורת ההגדרות עבור המשימה המדומה של מעקב אחר מכוניות בהתאם לתכנון הניסיוני וזקוק^{ל- 35}.
   1. הגדר את המהירות הקבועה של הרכב המוביל בקילומטרים לשעה עם מקום עשרוני אחד באמצעות האפשרות "leadCarConstantSpeedMPH =". קלט 40 כדי לשכפל את המחקר למופת.
   2. הגדר את המרחק במטרים עם מקום עשרוני אחד בין הרכב המוביל לרכב הנהג כדי להפעיל את הרכב המוביל כדי להתחיל לחכות לרכב הנהג כדי להדביק את הפער, או כדי לחדש את הנהיגה, עם "leadDistToStartWaiting =" ו " leadDistToStopWaiting =" אפשרויות, בהתאמה. השתמש בהגדרת ברירת המחדל (כלומר, 100.0 ו- 80.0, בהתאמה) כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   3. הגדר את מרווח הזמן האקראי המרבי והמינימלי של אירועי בלם הרכב המוביל עם האפשרויות "leadCarBrakeIntervalTimeMin =" ו- "leadCarBrakeIntervalTimeMax =" על-ידי הזנת מספר השניות בתבנית במקום עשרוני אחד (לדוגמה, 30.0 ו- 60.0), בהתאמה. השתמש בהגדרת ברירת המחדל (כלומר, 30.0 ו- 60.0 בהתאמה) כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   4. הגדר את משך אירוע הבלמים באמצעות האפשרות "leadCarBrakeEventDuration =" על-ידי הזנת מספר השניות בתבנית במקום עשרוני אחד. השתמש בהגדרת ברירת המחדל (כלומר, 5.0) כדי לשכפל את המחקר המופתי.
6. קבע את תצורת ההגדרות עבור צליל הודעות קצרות אקראיות בהתאם לתכנון ולצרכים הניסיוניים.
   1. החלט אם להפעיל צלילי הודעה של שירות הודעות קצרות (SMS) לשחק עם מרווחי זמן אקראיים עם True או False כבחירה של אפשרויות עבור האפשרות "enableRandomSMSSound =". הגדר את האפשרות כ- False כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   2. הגדר את מרווח הזמן המינימלי והמקסימלי מתחילת הודעת ה- SMS הראשונה לתחילת הודעת ה- SMS השניה באמצעות האפשרויות "randSMSIntervalMin =" ו- "randSMSIntervalMax =", על-ידי ציון מספר השניות בתבנית עם מקום עשרוני אחד (לדוגמה, 5.0 ו- 10.0) בהתאמה.
7. קבע את תצורת ההגדרות עבור משימת N-back המדומה³⁷ בהתאם לתכנון ולצרכים הניסיוניים.
   1. הגדר צלילי מספר N-back להפעלה עם מרווחי זמן אקראיים עם True או False כבחירה באפשרויות עבור האפשרות "enableRandomNbackSound =". הגדר את האפשרות כ- False כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   2. הגדר את מרווח הזמן המינימלי והמקסימלי מהיסט הצליל הראשון לתחילת הצליל השני באמצעות האפשרויות "randNbackIntervalMin =" ו- "randNbackIntervalMax =" כדי לציין את מספר השניות בתבנית עם מקום עשרוני אחד (לדוגמה, 5.0 ו- 10.0), בהתאמה.
8. קבע את התצורה של הגדרות פרוטוקול יחידת נתונים של משתמש (UDP) אם נדרשת העברת נתונים של UDP עבור הניסוי.
   1. החלט אם להפוך את ה- UDP לזמין להעברת נתונים על-ידי מתן אפשרות לסינכרון נתוני חותמת זמן לכתובת IP ספציפית של רשת מקומית באמצעות האפשרות "הפעל אתUDPSendData =" באמצעות True או False כבחירת האפשרויות. הפוך אפשרות זו לזמינה כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   2. בחר אם להפוך את ה- UDP לזמין להעברת נתונים לכתובת IP ספציפית עבור מחקר פרסומי באמצעות האפשרות "enableUDPSendDataAdStudy =" באמצעות True או False כבחירת האפשרויות. כמו כן, יש להזכיר כי אפשרות זו מתנגשת עם "enableUDPSendData =" ולא ניתן להגדיר את שתי האפשרויות כ- True בו-זמנית. הגדר את האפשרות כ- False כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   3. הגדר את כתובת ה- IP עבור העברת UDP על-ידי ציון כל מקטע בכתובת ה- IP באמצעות "UDPTargetIPa1 =", "UDPTargetIPa2 =", "UDPTargetIPa3 =" ו- "UDPTargetIPa4 =".
   4. ציין את מספר יציאת היעד תחת "UDPTargetPort =".
   5. הגדר את התדירות לשליחת הנתונים תחת "UDPcycleNumber =" עם כל מספר שלם הגדול או שווה למחזור "1" שבו, כל מחזור הוא 20 אלפיות השנייה.
9. קבע את התצורה של חיבור רשת תורי UDP (QN) דגם³⁸ תוך התייחסות לעיצוב ולצרכים הניסיוניים.
   1. הגדר אם להפעיל את הדמיית כונן דגם QN-Java שבה שרת ה- UDP והלקוח משתפים את אותו מחשב, עם האפשרות "enableUDPQNConnection =" באמצעות True או False כבחירת האפשרויות. הפוך אפשרות זו ללא זמינה כדי לשכפל את המחקר המופתי.
   2. ציין את המספר מיציאת UDP QN ליציאת ההדמיה תחת האפשרות "UDPQNtoTORCSPort =".
   3. ציין את המספר מיציאת ההדמיה ליציאת UDP QN תחת האפשרות "UDPTORCStoQNPort =".
10. קבעו אם להתחבר לאתר אינטרנט לבלימה של אותות בהתאם לעיצוב הניסיוני תחת האפשרות "leadCarBrakingByWebCommand =" באמצעות True או False כבחירה באפשרויות. שים לב שכאשר אפשרות זו מוגדרת כ- True, "endExpByTime =" ו- "endExpAfterMinute =" יפסיקו לפעול. הגדר את האפשרות כ- False כדי לשכפל את המחקר המופתי.
11. הגדר אם להפעיל את המשימה המדומה של מעקב אחר מכוניות במצב אימון עם "enableCarFollowingTraining =" באמצעות True או False כבחירה של אפשרויות.
    1. הגדר את מרווח הזמן מתחילת צליל האזהרה האחרונה לתחילת צליל האזהרה הבאה של האימון באמצעות האפשרות "carFollowingTrainingWarningInterval =" על-ידי ציון מספר השניות עם מקום עשרוני אחד (לדוגמה, 2.0).
12. שמור את הקובץ עם השלמת קביעת התצורה.

3. הכנת סימולטור נהיגה

1. חבר למחשב את ההגה ואת המקרן המרכזי (מקרן נטען עם יחס גובה-רוחב של 16:10, 192 - 240 הרץ ועיבוד צבע של 8 סיביות). מסך מקרן עם מימד של 223x126 ס"מ הוצב 60 ס"מ מעל הקרקע ו 22 ס"מ מחזית הרכב המכשיר.
2. הגדרת רזולוציית המסך תחת אפשרויות | תצוגה, כדי להתאים לגודל המסך בעת הפעלת תוכנת הדמיית הנהיגה.
3. הזן את הדף קביעת תצורה כדי לבחור שחקן ובצע את ההוראות שסופקו על-ידי התוכנה כדי לכייל את ההגה, המאיץ ואת דוושת הבלם. אלה כוללים סיבוב ההגה ולחיצה על דוושת התאוצה והבלם לפי ההנחיות.

4. תצורה והכנה של ערכת כלים רוטטת

1. חבר את ערכת הכלים הרוטטת לאספקת החשמל. לכל אחד מארבעת המודולים יש ממד של 67 x 57 x 29 מ"מ. איור 2 מציג תמונה של ערכת הכלים הרוטטת.

איור 2: תמונות של ערכת הכלים הרוטטת. ערכת הכלים הרוטטת כללה ארבעה מודולים נפרדים שניתן להפעילם בנפרד. לכל מודול ממד של 67 x 57 x 29 מ"מ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

2. הפעל את ערכת הכלים הרוטטת וחבר את ערכת הכלים למחשב באמצעות Bluetooth.
3. הגדר את תדר הרטט שישמש לניסוי עם השלמת בדיקת רגישות העור של הטייס או בהתאם לצרכים הניסיוניים.
4. הגדר את תדירות הרטט ל- 70 הרץ^39,40,41 באמצעות הקודים המסופקים כקובץ קידוד משלים 1. בסך הכל חמש רמות תדר (כלומר, 14Hz, 28Hz, 42Hz, 56Hz ו- 70Hz) זמינות כעת עם כל גירוי רטט שנמשך 0.5 שניות כברירת מחדל.
5. השתמש בקודים המסופקים כקובץ קידוד משלים 1 כדי לסנכרן את אירועי הבלמים מתוכנת הדמיית הנהיגה וכרגז הכלים הרוטט. איור 3 מציג צילום מסך עם תווית של הקודים שיש לתקן כהפניה.

איור 3: צילום מסך עם תווית של הקודים בקובץ קידוד משלים 1. צילום המסך המסומן בתווית של קודים יכול לשמש כנקודת התייחסות קלה יותר לתצורה ולהכנה של ערכת הכלים הרוטטת. קודים אלה משמשים להגדרת תדירות הרטט של ערכת הכלים, ולסנכרן את אירועי הבלמים בתוכנת הדמיית הנהיגה וכרגז הכלים הרוטט כדי ליצור אזהרות רוטטות. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

5. ביצוע הניסוי

1. הורה למשתתפים לקרוא ולחתום על טופס ההסכמה מדעת המציג את תהליך הניסוי ולהצהיר כי המחקר הוא להעריך את ביצועי הנהיגה עם ההגעה למעבדה.
2. סייע למשתתפים להתאים את מרחק המושב לדוושה ולהגדיר את משענת הגב למיקום נוח באופן ידני.
3. למדו את המשתתפים כיצד להפעיל את הסימולטור, כולל ההגה, דוושת הבלם דוושת התאוצה.
4. הורה למשתתפים לנהוג כפי שהיו נוהגים בעולם האמיתי, לעקוב אחר המכונית שלפניהם ולשמור על התקדמות של שתי שניות מאחוריה. איור 4 מציג את מפת הדרכים המשמשת להדמיית הנהיגה.

איור 4: מפת דרכים המשמשת להדמיית נהיגה. הכביש בו נעשה שימוש הוא כביש חד-סטרי עם ארבע עקומות (אורך מרבי של 15,000 מטרים), שלושה נתיבים וללא רמזורים. תוכנת סימולטור הנהיגה מציעה אפשרויות עיצוב כביש אחרות כגון אפשרויות לכלול תמרורים או שלטי חוצות. גירסה תואמת EEG זמינה אף היא. ניתן להתאים את כל הפרמטרים הללו במידת הצורך. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

5. יש ליידע את המשתתפים על הבלמים בהקדם האפשרי בכל פעם שהרכב הקדמי יבלום, גם אם התרחיש אינו דורש תגובת בלם. הפנסים האחוריים של הרכב הקדמי יודלקו בהתאם לנהיגה בעולם האמיתי כדי לציין אירוע בלם.
6. ספק למשתתפים ניסיון תרגול של 5 דקות כדי ללמוד לשמור על מרחק של שתי שניות מאחורי הרכב הקדמי. ניסוי התרגול כולל סט של 5 בלמים אקראיים.
   1. במהלך משפט התרגול, אם המשתתפים נמצאים פחות מ 1.5 s מאחורי הרכב הקדמי, תוכנת סימולציית הנהיגה תנגן בקשה עם קול נשי "קרוב מדי, בבקשה להאט".
   2. אם המשתתפים נמצאים בין 2.25 ל 2.5 s מאחורי הרכב הקדמי, תוכנת סימולציית הנהיגה תנגן בקשה עם קול נשי "רחוק מדי, נא להאיץ".
   3. אל תכלול נתונים מניסוי התרגול עבור הניתוח.
7. תן למשתתפים לדעת כי המחקר יכול להיפסק ללא כל עונש על ידי הודעה לנסיינים בכל עת, במידת הצורך.
8. התחל את הניסוי הרשמי לאחר שהמשתתפים סיימו את התרגול ויכולים לשמור על מרחק יציב לאחר מכן.
9. התחל את הפגישה הניסיונית הרשמית, המורכבת בסך הכל מארבעה בלוקים (כלומר, אצבע, פרק כף יד, מקדש ונהיגה בלבד) עם 13 אירועי בלימה אקראיים בכל בלוק, וכתוצאה מכך בסך הכל 52 ניסויים ניסיוניים. סדר התנאים מאוזן עם העיצוב הריבוע הלטיני. לא ניתנת הנחיה קולית במשפטים הרשמיים.
10. לסייע למשתתפים לשים על ערכת הכלים רוטט באמצעות קלטת רפואית לפני כל בלוק של ניסויים על פי התנאים שהוקצו. ערכת הכלים הרוטטת (אם שחוקה) מזהירה את המשתתפים לבלום כאשר הרכב הקדמי בלימה. הפנסים האחוריים של הרכב הקדמי מוארים בכל פעם שהרכב הקדמי בלם.
11. ודא כי המשתתפים מקבלים מנוחה של 2 דקות עם השלמת כל בלוק כדי להפחית את השפעות carryover.
12. בקש מהמשתתפים את המיקום המועדף עליהם עבור ערכת הכלים הרוטטת ואת עוצמת הרטט הנתפסת בסולם Likert של 7 נקודות עם השלמת כל הניסויים. שיעור השימוש של כל אביזר לביש יומי (כלומר, שעון, משקפיים, אוזניות וטבעת) נרשם גם הוא. בסולם ההעדפות למיקום ערכת הכלים הרוטטת, "1" מייצג את "הכי פחות מועדף" ו-"7" מייצג את "המועדף ביותר", ואילו בסולם עוצמת הרטט "1" מייצג "תחושה חלשה" ו-"7" מייצג "תחושה חזקה".

6. ניתוח נתונים

1. לאסוף את נתוני התנהגות הנהיגה של המשתתפים ב 50 הרץ באמצעות תוכנת הדמיית הנהיגה, כולל זמן תגובת הבלם, מהירות הרכב, קצב היפוך ההגה, מיקום הנתיב (SDLP), ומרחק הכביש, וכו '.
2. בצע ניתוח נתונים של ביצועי מנהלי ההתקנים.
   1. בצע ניתוח חריג באמצעות ההתפלגות הנורמלית עם ניתוק כשלוש סטיות תקן מהכוונה כדי לקבוע אילו נתונים לכלול לניתוח נוסף.
   2. לחשב את זמן תגובת הבלם על ידי קיצור הזמן שבו בלמי הרכב המשתתפים (כלומר, הפחתה מינימלית של 1% מדוושת הבלם^36,42) מרגע שהרכב הקדמי מתחיל לבלום.
   3. תייג את הנתונים כ"ללא תגובת בלם" אם זמן תגובת הבלמים גדול או שווה ל- 5 שניות (כלומר, כשל בבלם תוך 5 שניות לאחר בלמי הרכב הקדמי).
   4. חלק את מספר הבלמים המוצלחים במספר הבלמים הכולל המבוצע על ידי הרכב הקדמי כדי לחשב את קצב תגובת הבלמים.
   5. ממוצע כל הערכים של כל משתתף כדי לקבל את קצב תגובת הבלמים הממוצע וזמן תגובת הבלמים של כל תנאי ולחשוב את סטיית התקן על ערכים אלה לניתוחים נוספים.

המחקר המופתי שדווח במאמר זה ערך את המשימה הבאה ברכב באמצעות סימולטור הנהיגה וערכת הכלים רוטטת, אשר פורסם גם בעבר בכתב עת אקדמי²². ראוי לציין כי הגרסה הישנה יותר של ערכת הכלים רוטט שימש בעת ביצוע המחקר למופת, בעוד גרסה חדשה של ערכת הכלים רוטט הוצג בפרוטוקול לעיל. המחקר היה ניסוי בתכנון בתוך הנושא עם מיקום אזהרה רוטט כגורם היחיד: אצבע, פרק כף היד, תנאי אזהרה במקדש, ומצב נהיגה בלבד כפקד. כל מצב כלל 13 אירועי בלמים אקראיים, וכתוצאה מכך בסך הכל 52 ניסויים ניסיוניים. סדר התנאים היה מאוזן עם העיצוב הריבוע הלטיני וכל המשתתפים עברו את כל ארבעת התנאים במהלך הניסוי.

המחקר המופתי כלל גם סקר שרשם את המיקום המועדף על המשתתפים להצבת ערכת הכלים הרוטטת ואת עוצמת הרטט הנתפסת של כל מיקום (כלומר, אצבע, פרק כף יד ומקדש) עם סולם Likert של 7 נקודות עם השלמת כל הניסויים. כמו כן נרשם שיעור השימוש באביזרים לבישים יומיים (כלומר, שעון, משקפיים, אוזניות וטבעת).

מכיוון שלא היה מטא-אנליזה קודמת כהפניה לקביעת גודל המדגם למחקר המופתי, עם השלמת ניתוח הכוח עם גודל האפקט החציוני (η_p² = 0.06)^43,44, 23 המשתתפים נדרשו להגיע 80% כוח 30 המשתתפים נדרשו להגיע 90% כוח. בסך הכל גויסו 28 משתתפים בעלי ראייה רגילה או מתוקנת לנורמלית, רישיון נהיגה תקף וחוויית נהיגה במשך למעלה משנה מהקהילה השכונתית של אוניברסיטת צינגהואה. ארבעה משתתפים לא נכללו בניתוח הנתונים כאשר משתתף אחד פרש מהמחקר, ושלושה משתתפים לא הצליחו למלא אחר ההוראה הניסיונית. ניתוח חריג נערך גם באמצעות התפלגות רגילה עם ניתוק כשלוש סטיות תקן מהמשמעות. ל-24 המשתתפים הנותרים (17 גברים ו-7 נקבות) שנכללו בניתוח נתונים יש גיל ממוצע של 23.88 שנים עם סטיית תקן של 6.62 שנים, הממלאת את גודל המדגם המינימלי הנדרש (כלומר, 23 משתתפים). הוראות הניסוי ניתנו לכל משתתף והתקבל טופס הסכמה חתום מכל המשתתפים עם הגעתם למעבדה. כל המשתתפים היו מודעים למטרת הניסוי ולא דיווחו על דאגה לאחר השלמת ניסויי התרגול לפני תחילת הניסוי בפועל.

ניסוי סימולציית הנהיגה התקיים בסביבה בהירה, כאשר הסצנה המדומה המעוצבת דומה לנהיגה בכביש המהיר ביום בהיר. איור 5 מציג צילום מסך של הסביבה המדומה ששימשה במחקר המופתי. זה היה מוגדר רק כדי לאפשר את המשימה שלאחר המכונית מדומה עם כל ניסיון שנמשך 12 דקות. הרכב המוביל היה אמור לנוע קדימה במהירות ממוצעת של 40 קמ"ש (60.4 קמ"ש), ומרווח הזמן עבור הבלמים האקראיים של הרכב הקדמי נקבע על 30 עד 60 שניות עם כל משך אירוע בלם של 5 שניות. ההאצה הממוצעת של הרכב הקדמי הייתה 0.6 m/s² אשר הלך על ידי הגדרות ברירת המחדל³⁵.

איור 5: צילום מסך של סביבת הדמיית הנהיגה. ניסוי סימולציית הנהיגה התקיים בסביבה בהירה. הפנסים האחוריים של הרכב הקדמי נדלקים כאשר הרכב הקדמי בלם. החלק התחתון של המסך מראה לנהגים את הציוד והמהירות של הרכב שלהם. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

הן הגדרות הרוח הקדמית והן הגדרות הרוח הצדדית הופעלו והוצדרו להישאר כהגדרות ברירת המחדל. מרווח הרוח הקדמי המינימלי והמקסימום, משך הרוח וכוח הרוח הקדמי היו 3 s ו 13 s, 2 s ו 3 s, ו 500 N ו 1,000 N, בהתאמה³⁶. מרווח הרוח המינימלי והמקסימום לרוחב, משך הרוח וכוח הרוח לרוחב היו 3 s ו 8 s, 2 s ו 3 s, ו 1,000 N ו 2,000 N, בהתאמה³⁶.

ניתוח צעדים חוזרים ונשנים חד-כיווני של שונות (ANOVA חד-כיווני) בקצב תגובת הבלמים הראה כי ההשפעה של ארבעת תנאי המשימה הייתה משמעותית, F_(3,69) = 3.08, p = 0.049, η_p² = 0.31. ניתוחי פוסט הוק באמצעות מבחני tמתוקנים על-ידי Pairwise Bonferroni לא הצביעו על הבדל השוואה משמעותי מבחינת זוג (כפי שמודגם באיור 6).

איור 6: קצב תגובת הבלמים. ממוצע שיעור תגובת הבלמים בקרב המשתתפים בכל אחד מארבעת התנאים (כלומר, אצבע, פרק כף יד, מקדש ונהיגה בלבד). קווי שגיאה מייצגים סטיות תקן. נתון זה שונה מ- Zhu ואח '²². לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

הניתוח של זמן תגובת הבלמים באמצעות ANOVA חד-כיווני הניב תוצאות משמעותיות, F_(3,69) = 4.76, p < 0.01, η_p² = 0.17. עם השלמת הבדיקות המתוקנת בבונפרוני,זמן תגובת הבלמים המוקלט היה קצר משמעותית כאשר המשימה בוצעה עם ערכת הכלים הרוטטת הממוקמת על אצבע המשתתפים (M = 1.04 s, SD = 0.35 s) ופרק כף היד (M = 1.00 s, SD = 0.33 s) בהשוואה למצב נהיגה בלבד (M = 1.29 s, SD = 0.36 s) עם p = 0.004 ו p = 0.008, בהתאמה. עם זאת, לא נמצאה תוצאה משמעותית כאשר המשתתפים נהגו עם ערכת הכלים הרוטטת הממוקמת באזור המקדש בהשוואה למצב הנהיגה בלבד (M = 1.08 s, SD = 0.50 s), p = 0.22. בהתייחס לאיור 7, התוצאות הצביעו על כך שהיישום של אזהרות מישוש יכול להקל על תגובות הנהגים כלפי הסכנות הקרובות בזמן הנהיגה, במיוחד כאשר התקן האזהרה היה ממוקם על האצבע או פרק כף היד של הנהגים.

איור 7: זמן תגובת הבלמים. זמן תגובת בלם ממוצע בשניות בין המשתתפים בכל אחד מארבעת התנאים (כלומר, אצבע, פרק כף יד, מקדש ונהיגה בלבד). קווי שגיאה מייצגים סטיות תקן. נתון זה שונה מ- Zhu ואח '²². לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

ניתוח ההעדפה למיקום האזהרה (כלומר אצבע, פרק כף יד ומקדש) הראה השפעה משמעותית, F_(2,46) = 7.05, p < 0.01, η_p² = 0.23. לפיכך, נערכו גם בדיקות Tמתוקנת על ידי צמד בונפרוני. התוצאות הצביעו על העדפה משמעותית לאצבע (M = 4.88, SD = 1.75) ופרק כף היד (M = 4.83, SD = 1.31) מאשר אזור המקדש (M = 3.13, SD = 2.05) שבו p = 0.03 ו p = 0.02 בהתאמה. לא היה הבדל משמעותי בין מיקומי האצבעות ופרק כף היד(p = 1.0). יתר על כן, השפעה משמעותית על עוצמת הרטט הנתפסת של המשתתפים עבור שלושת המיקומים נמצאה, F_(2,46) = 7.37, p < 0.01, η_p² = 0.24. המשתתפים תפסו את הרמה הגבוהה ביותר של רטט באזור המקדש. עם זאת, ניתוח נוסף הראה כי רמת הרטט הנתפסת הייתה נמוכה רק באופן משמעותי מאזור המקדש (M = 5.75, SD = 1.42) כאשר ערכת הכלים הרוטטת הייתה ממוקמת על פרק כף היד (M = 4.17, SD = 0.92), p < 0.01. כאשר ערכת הכלים הרוטטת הייתה ממוקמת על האצבע (M = 4.71, SD = 1.63), היא לא הראתה הבדל משמעותי לא עם אזור המקדש (p = 0.09) ולא עם פרק כף היד (p = 0.56). מעניין, כפי שמוצג באיור 8, בעוד המשתתפים תפסו את הרמה הגבוהה ביותר של רטט באזור המקדש, ההעדפה של ערכת הכלים רוטט להיות ממוקם על אזור המקדש היה הנמוך ביותר.

איור 8: דירוגים סובייקטיביים בהעדפה למיקומי אזהרה ועוצמת רטט נתפסת בקרב המשתתפים. מיקום אזהרה מועדף ממוצע בסולם שבין 1 (הכי פחות מועדף) ל- 7 (המועדף ביותר) כנגד עוצמת רטט נתפסת ממוצעת בסולם מ- 1 (תחושה חלשה) ל- 7 (תחושה חזקה) עבור אזור האצבע, פרק כף היד והמקדש של כל המשתתפים. קווי שגיאה מייצגים סטיות תקן. נתון זה שונה מ- Zhu ואח '²². לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

לבסוף, ניתוח השימוש באביזרים לבישים יומיים (כלומר, שעון, משקפיים, אוזניות וטבעת) בקרב המשתתפים שיקף כי יותר מ-50% מהמשתתפים ענדו שעון בחיי היומיום שלהם, מה שמרמז על ההיתכנות של אימוץ מכשירים vibrotactile לבישים כמערכת התרעה בחיים האמיתיים (כפי שמודגם באיור 9).

איור 9: שימוש באביזרים יומיומיים לבישים בקרב המשתתפים. אחוז ממוצע של שימוש יומיומי עבור כל אחד מארבעת האביזרים הלבישים (כלומר, שעונים, משקפיים, אוזניות וטבעות). נתון זה שונה מ- Zhu ואח '²². לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

עם מספר אביזרים לבישים חכמים כגון טבעות חכמות, שעונים חכמים ומשקפיים חכמים הזמינים כעת בשוק, היישום של אזהרות מישוש על אביזרים לבישים נמצא ממש מעבר לפינה. המחקר הנוכחי אישר את האפקטיביות של התקנים vibrotactile לביש כמערכת אזהרה יקרת ערך בהקלה על זמן תגובת הבלמים המתעוררים של הנהגים. זמן תגובת הבלמים הממוצע הופחת ב-297 אלפיות השנייה, 251 אלפיות השנייה ו-210 אלפיות השנייה ללבישת מכשירי הוויברוטקטיל על פרק כף היד, האצבע והמקדש, בהתאמה, בהשוואה לכך שאינו עונד מכשיר אזהרה מישוש. התוצאות הנוכחיות הראו כי אזהרות רוטטות שנמסרו על פרק כף היד יצרו את זמן תגובת הבלמים המהיר ביותר, וכתוצאה מכך ירידה של 23% בזמן תגובת הבלמים לעומת אי קבלת אזהרה מישוש. עם זאת, גורמים אחרים כגון מין⁴⁶, גיל^46,47, והבדלים בודדים^48,49 ברגישות מישוש יכול להשפיע גם על האפקטיביות של אזהרות מישוש. חקירה נוספת הכוללת גורמים נוספים נדרשת אפוא כדי לקבוע את המיקום האופטימלי להצבת התקני האזהרה המישושיים. הממצאים לא רק הצביעו על הערך של פיתוח מכשירים vibrotactile לביש, אלא גם הציע צורה חלופית פוטנציאלית של מערכת אזהרה התנגשות קדימה מישוש כי הוא פחות יקר, ריאלי יותר, אופרטיבי מאוד בהשוואה למערכות אזהרה מישוש אחרות כגון מושב^{רטט 10} או אפוד^{רטט 50}.

קובץ קידוד משלים. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

פלטפורמת סימולציית הנהיגה ועקרת הכלים הרוטטת חיקו באופן סביר את היישום של מכשירים vibrotactile לביש פוטנציאליים בחיים האמיתיים, מתן טכניקה יעילה בחקירת מחקר הקשור לנהיגה. עם השימוש בטכנולוגיה זו, סביבה ניסיונית בטוחה עם יכולת קביעת תצורה גבוהה ומחירים סבירים זמינה כעת לביצוע מחקר הדומה לנהיגה בעולם האמיתי.

ישנם מספר שלבים הדורשים תשומת לב רבה יותר. ראשית, במהלך תהליך קביעת התצורה באמצעות "expconfig.txt", החוקרים צריכים לוודא שמצב האימון הוגדר כ- False לפני ביצוע הניסוי בפועל כדי לכבות את הנחיית השמע המיועדת לנהיגה בפועל. שנית, חשוב לציין כי במהלך תהליך הכיול של ההגה, החוקרים צריכים להבטיח את משרעת לכיוון שני הכיוונים של ההגה מאוזנים וכי, הן דוושות הבלם והן דוושות המצערת הם מרוצפים לחלוטין. שלישית, החוקרים צריכים גם לבחון אם ערכת הכלים הרוטטת הונחה על המשתתף בתקיפות עם קלטות רפואיות לפני תחילת סימולציית הנהיגה.

כדי להתמודד עם חששות לגבי התוקף החיצוני של סימולציית נהיגה ככל האפשר, תוכנת סימולציית הנהיגה שהוצגה מספקת מגוון רחב של אפשרויות לחוקרים להגדיר סביבת נהיגה אידיאלית. לדוגמה, שינוי בעוצמת הרוח הקדמית והלרוחבית יכול להיות מותאם כדי לשכפל את התנגדות הרוח שנהגים יחוו בכביש מהיר בחיים האמיתיים. נוסף על התצורות הזמינות המסופקות במסמך "expconfig.txt", החוקרים יכולים גם לעצב כביש משלהם באמצעות תוכנת הדמיה בקוד פתוח כדי לבנות סביבה המחקה את תרחיש החיים האמיתיים. החוקרים עשויים גם להראות דאגה לגבי עיכוב אפשרי של ערכת כלים רוטטת אלחוטית, אשר יכול להשפיע על זמן התגובה נמדד. עם זאת, מאפייני הפעלה אופייניים של מנועי הרטט כללו רק זמן השהיה של 16 אלפיות השנייה וזמן עלייה של 28 אלפיות השנייה. לעומת זאת, זמן התגובה הטיפוסי של מנהלי ההתקנים הוא בין 0.5 s ו 1.5 s⁵¹. לכן, ההשפעה של עיכוב תחילת הוא קטן יחסית והוא יכול להיות מוזנח. יתר על כן, בכל פעם שהחוקרים חווים קשיים בתהליך קביעת התצורה וההכנה, מומלץ להפעיל מחדש את המערכת כולה ולכיול מחדש של ההגה, המאיץ דוושת הבלמים. אם האפשרות UDP הופעלה אך לא התקבלו נתונים על-ידי התקנים אחרים, ודא שהתקנים אחרים הוגדרו כשרת UDP במקום כלקוח UDP כדי להקל על העברת נתונים.

עם זאת, לשיטה המוצעת יש מגבלות. בסביבה אמיתית, יידרשו יכולות ומיומנויות נהיגה שונות בהיבטים רבים, לרבות דרישות יחסיות של יכולות פיזיות, קוגניטיביות, התנהגותיות ותפיסתיות וכו'. בהתאם לקביעה ההקשרית, דרגות שונות של ביקוש מונחות על הכישורים הקוגניטיביים-תפיסתיים של הנהגים. לדוגמה, רמת היכולות הנדרשת לנהג לנהוג בבטחה במזג אוויר שטוף שמש בתנועה קלה תהיה פחות אינטנסיבית בהשוואה לנהיגה בסביבת מזג אוויר סגרירית תנועה כבדה⁵². סימולטור הנהיגה אינו יכול לדמות באופן מלא את מצב הנהיגה המורכב בעולם האמיתי, אך הוא יכול לספק סביבה מבוקרת יותר המבטלת משתנים מבלבלים פוטנציאליים שעלולים לזהם את תוצאת הניסוי. התאמה לסימולטור הנהיגה המדווח יכולה להתבצע גם בהתאם לצרכים הניסיוניים. עם זאת, עדיין צריך להתבצע מחקר בדרכים כדי להגביר את התוקף האקולוגי של קו מחקר זה. בנוסף, בשל העלות הנמוכה שלה, פלטפורמת סימולציית הנהיגה המוצגת אינה מורכבת מפלטפורמת תנועה, כלומר היא אינה מסוגלת לספק חוויות נסיעה אופקיות ואורך.

בהתאם לניסוי המופתי, בעוד תנודות יכולות להיגרם על ידי הקשרים חיצוניים כגון נהיגה בכביש לא יציב, לא סופקה רטט רכב למשתתפים במהלך סימולציית הנהיגה. עם זאת, השיטה המוצעת מאפשרת לנו לשלוט במהירות ובמרווח הבלמים של המכונית הקדמית במשימה הבאה ברכב במסגרת מעבדה, ומספקת לנו את היכולת לשלוט בקושי הנהיגה עבור המשתתפים. בנוסף, שאלון^{סימולציה 53} (SSQ) לא נכלל בניסוי. למרות השיקול החסר, התוצאות לא הושפעו מכיוון שאורך כל משפט היה קצר יחסית, ואף משתתף לא דיווח על סימפטום^{כלשהו 53} של מחלת סימולציה עם השלמת כל ניסוי. במחקר זה יש גם מספר חוסר איזון של משתתפים זכר ונקבה. מחקרים עתידיים צריכים להבטיח להוציא משתתפים עם מחלת^{סימולציה 53} באמצעות השאלון המתאים⁵⁴, ומטרתם לגייס מספר שווה של משתתפים גברים ונשים כדי להגיע למסקנה חזקה יותר של התוצאות.

המחקר המופתי הוא ניסוי בתכנון רכב בתוך הנושא עם מיקום אזהרה רוטט כגורם היחיד: אצבע, פרק כף יד, תנאי אזהרה במקדש ומצב שליטה בנהיגה בלבד. בעתיד, אנו מתכוונים לבצע בדיקות נוספות במקומות אחרים כגון החזה ומאחורי האוזן, מתן מיקומים חלופיים של מכשירים לבישים לפיתוח הקרוב. ניתוח נוסף יכול להתבצע כדי לחקור את השונות של האטה דוושת הבלם על פני תנאים שונים. יתר על כן, התוצאות הראו כי המשתתפים תפסו את הרמה הגבוהה ביותר של רטט באזור המקדש, עדיין, האזור היה גם המיקום הפחות מועדף להצבת המכשיר. יהיה מעניין גם להמשיך ולחקור את ההשפעה על תגובת הבלמים על ידי התאמת עוצמת הרטט באזור המקדש. בנוסף, בהשוואה לאזהרות חזותיות ושמיעתיות, אזהרות vibrotactile מכילות מידע פחות. יש לבצע מחקר נוסף כדי לחקור כיצד ניתן להשתמש באזהרות vibrotactile כדי לספק מידע מורכב.

בעוד שמחקר זה ערך רק ניסוי על השפעת ערכת הכלים הרוטטת הלבישה על התנגשויות קדמיות, ניתן ליישם עיצוב בדיקה זה גם במחקר התנהגותי אחר כגון מחקר על כלי רכב אוטונומיים, מערכות התרעה על סטייה מנתיב, מחקר הסחת דעת של נהג ומחקר עייפות נהיגה. למרות סימולציית הנהיגה המשמשת במחקר למופת אינה כוללת התקנה לנהיגה אוטונומית, החוקרים עשויים לשנות את הקודים בהתייחס לחומרים אחרים שפורסמו^55,56 כדי להשיג מטרה זו. בנוסף, ערכת הכלים רוטט ניתן להשתמש במחקר נהיגה ריבוי משימות, כולל משימת תגובת זיהוי (DRT)^57,58,59, משימת הפניה פונדקאית (SuRT)^37,58, ו N-back משימה³⁷. החוקרים יכולים להתאים אישית התנהגויות רכב ואירועים בהתאם לצרכים שלהם בעת שימוש סימולטור נהיגה. תחומי מחקר אחרים המשתמשים במכשירי אזהרה רטט ללמוד התנהגות אנושית כגון הנדסה ביו רפואית^31,32 יכול גם להפיק תועלת השיטה המוצעת.

המחברים לא הצהירו על גילוי פיננסי או ניגודי עניינים.

פרויקט זה מומן על ידי קרן בייג'ינג טאלנטים.