使用眼動(dòng)技術(shù)對“無意識駕駛行為”的研究

為了研究“無意識駕駛”的現(xiàn)象，研究者使用了Tobii Glasses眼動(dòng)儀。此設(shè)備可了解駕駛員的駕駛行為及駕駛過程中被駕駛員遺忘的事件。眼動(dòng)數(shù)據(jù)展現(xiàn)了在無意識駕駛過程中注視模型的顯著變化并幫助識別產(chǎn)生此現(xiàn)象的情形與外部因素。

研究背景

“無意識駕駛行為” (DWA)是指在駕駛過程中對周圍交通情況的意識減弱，如，使用潛意識開車。之前對此現(xiàn)象的研究較少，而此類現(xiàn)象多數(shù)現(xiàn)在長時(shí)間的高速公路上駕駛中。所以對類似現(xiàn)象的研究多數(shù)是在駕駛模擬器中進(jìn)行的，方法是直接對駕駛員的駕駛體驗(yàn)進(jìn)行訪談，而模擬艙無法取代真實(shí)的駕駛環(huán)境，所以這樣的數(shù)據(jù)可靠性并不高。

此研究源自西班牙的奧迪公司的一項(xiàng)企業(yè)社會責(zé)任項(xiàng)目。研究重點(diǎn)在于考察人類的駕駛行為，此項(xiàng)目將對這種無意識駕駛行為現(xiàn)象進(jìn)行細(xì)致的研究。

研究目標(biāo)

此項(xiàng)研究的目標(biāo)是了解更多關(guān)于普遍存在的“無意識駕駛行為”。此研究考察了經(jīng)常以這種方式駕駛汽車的駕駛員的一些特點(diǎn)，并對一些致使此現(xiàn)象發(fā)生的條件和外部因素進(jìn)行了分析。研究還將檢測駕駛員出現(xiàn)此現(xiàn)象時(shí)的認(rèn)知情況與其對公路安全的影響也納入研究目標(biāo)。

研究工具與研究方法

此研究分兩個(gè)階段進(jìn)行。*階段采用傳統(tǒng)的問卷形式，主要是對具有代表性的2000名西班牙駕駛員樣本進(jìn)行訪談以確定此行為的廣泛性，并對其進(jìn)行了量化。在第二階段，使用眼動(dòng)觀察與深入訪談的方式來檢驗(yàn)幾種既定的假設(shè)，并對無意識駕駛行為的片段進(jìn)行細(xì)致分析。

一些已測定的假設(shè):

• 如果駕駛員在駕駛時(shí)思考問題，則可能會產(chǎn)生無意識駕駛現(xiàn)象。
• 對路況熟悉則對變化較小的刺激物關(guān)注度下降。
• 大量刺激物的出現(xiàn)會降低無意識駕駛現(xiàn)象發(fā)生的可能性。

駕駛員通常對與駕駛行為無關(guān)的刺激物不太關(guān)注而對與駕駛行為有關(guān)的刺激較為關(guān)注。

通過眼動(dòng)追蹤進(jìn)行觀察

被試者都是具有13年駕齡的駕駛員，且全都是同一個(gè)工業(yè)區(qū)的工人，年齡在25-60歲。我們對所有被試者在兩個(gè)不同的測試中的行為進(jìn)行了觀察，每個(gè)測試都有不同的目標(biāo)。在*個(gè)測試中，被試者在環(huán)形的跑道上駕駛汽車，使得研究人員可以對每一圈的特點(diǎn)和在相同交通條件下（路況、刺激物等）不同被試的對比來檢驗(yàn)我們的假設(shè)。

在第二個(gè)測試中，駕駛員在他們曾經(jīng)上下班的常規(guī)的城市間的公路上駕駛。此項(xiàng)測試允許研究人員分析現(xiàn)實(shí)生活中的無意識駕駛行為情況，在這種條件下發(fā)生的無意識駕駛現(xiàn)象與得到的結(jié)論更能貼近實(shí)際駕駛的環(huán)境。

在兩個(gè)測試中，被試者配帶有Tobii Glasses眼動(dòng)儀—一款移動(dòng)式眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)來記錄他們的眼動(dòng)數(shù)據(jù)，使研究人員來判斷哪一種出現(xiàn)在駕駛員視野中的物體能夠引起他們的注意。每次測試結(jié)束后，都會對被試者進(jìn)行深入的訪談，這些駕駛員在實(shí)驗(yàn)前并不知道此研究的目的。其中訪談主要是要求他們回憶在駕駛過程中沿途看到了什么，做過哪些行為以及通常會做出哪些行為。

眼動(dòng)數(shù)據(jù)與訪談數(shù)據(jù)的分析

通過眼動(dòng)數(shù)據(jù)的分析與被試的訪談反饋的結(jié)合，使研究人員對無意識駕駛現(xiàn)象獲得了獨(dú)到的見解。為了驗(yàn)證假設(shè)，研究人員對相應(yīng)被試者的所有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的眼動(dòng)視頻片斷進(jìn)行了回放與分析。使用Tobii Studio創(chuàng)建可視化圖形，如熱點(diǎn)圖與注視軌跡圖來揭示并闡述駕駛員的視覺注意模型，駕駛員實(shí)際看到的事物以及觀察的順序。

無意識駕駛現(xiàn)象普遍存在于有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員中

研究發(fā)現(xiàn)無意識駕駛存在普遍性，并且是由經(jīng)驗(yàn)與駕駛體驗(yàn)相關(guān)。在訪談結(jié)果中，只有25%的被試者表示從未有過無意識駕駛現(xiàn)象發(fā)生，而超過5%的被試者表示會不定期出現(xiàn)這種現(xiàn)象。另外，研究發(fā)現(xiàn)以這種狀態(tài)駕駛汽車的都是經(jīng)驗(yàn)豐富的駕駛員，他們基本本每天都開車上班或去學(xué)校上課，而且經(jīng)常走同一條路。

研究還發(fā)現(xiàn)在一些表示每天都以這種方式駕車的駕駛員和一些表示幾乎都是清醒駕車的駕駛員之間存在無意識駕駛行為的一些跡象。因此可以進(jìn)行合理地假設(shè)，并不是所有的駕駛員都認(rèn)識到他們正在以這種狀態(tài)開車。

注視模型的顯著變化

在清醒駕駛過程中，駕駛員的目光基本保持不變，并且在一直識別相關(guān)的刺激物，注視點(diǎn)不會有從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的顯著跳躍。眼動(dòng)數(shù)據(jù)表明在無意識駕駛過程中注視點(diǎn)出現(xiàn)了較為顯著的變化。雖然駕駛員的視線始終保持在公路的某個(gè)區(qū)域，但在觀察中出現(xiàn)了注視點(diǎn)數(shù)量的增加，視線范圍的擴(kuò)大以及快速的眼動(dòng)。當(dāng)出現(xiàn)無意識駕駛行為時(shí)，被試者的視野覆蓋到了較大的區(qū)域并保持對可能出現(xiàn)的與駕駛相關(guān)的刺激物的警覺性，這種視野范圍被研究人員稱為“活躍的雷達(dá)式視野”。

清醒駕駛P3	無意識駕駛P11

眼動(dòng)數(shù)據(jù)還表明在無意識駕駛過程中，駕駛員對相應(yīng)的方向點(diǎn)的注意力下降，但駕駛員仍然會留意潛在的危險(xiǎn)。他們對沒有變化的刺激的關(guān)注度降低，這些刺激都是可預(yù)測并且已知的。他們會進(jìn)行一些適當(dāng)?shù)牟僮餍袨槎@些行為大部分無法被駕駛員回憶起來。諸如通過一個(gè)新的限速標(biāo)志牌時(shí)檢測時(shí)速表等控制類的動(dòng)作會減少。

并行任務(wù)與思考問題

研究表明當(dāng)駕駛行為已完成，并且與其他任務(wù)結(jié)合時(shí)，這種無意識駕駛行為就可能會發(fā)生。所有經(jīng)常在城市間的高速公路上經(jīng)歷過這種無意識駕駛現(xiàn)象的駕駛員表示，他們通常在那時(shí)思考或集中精力去想一些與駕駛無關(guān)的事情，如，組織、整理一天的工作，考慮將要做出的決策等等。

對路線的熟悉程度

無意識駕駛行為更可能出現(xiàn)在駕駛員熟悉的路線中。被試者們報(bào)告說他們在這樣的路上開車可以更加放松，而且基本不用去關(guān)注路上的刺激物。

眼動(dòng)數(shù)據(jù)顯示當(dāng)在較熟悉的路線上開車時(shí)，大多數(shù)的駕駛員總是會注意變化的刺激物，而相當(dāng)一部分的被試者對固定不變的刺激物關(guān)注度較低。對道路的熟悉，使駕駛員的視野范圍和在其視野范圍內(nèi)的注視點(diǎn)數(shù)量及眼動(dòng)/眼跳行為減少。下圖中的注視軌跡圖和熱點(diǎn)圖顯示了在環(huán)形公路上的*圈與zui后一圈（被試者已熟悉路線）的駕駛中的注視模型差異。

對路線熟悉	不熟悉路線

沿途的刺激物

道路旁的刺激物也是提升無意識駕駛行為發(fā)生機(jī)率的原因。通常在高速公路及較單調(diào)的路上出現(xiàn)的幾個(gè)刺激物時(shí)就可能會發(fā)生無意識駕駛行為。

眼動(dòng)數(shù)據(jù)顯示出一種當(dāng)駕駛員對路上的某些刺激物的注意力下降的時(shí)刻與刺激物數(shù)量較少的路段之間的一種關(guān)聯(lián)。缺少刺激物并不一定意味著無意識駕駛行為就會發(fā)生，但當(dāng)駕駛員對路線不熟悉并且刺激物較多時(shí)，則很少會出現(xiàn)無意識駕駛現(xiàn)象。

與駕駛相關(guān)/無關(guān)的刺激

研究結(jié)果表明，在無意識駕駛駛時(shí)，駕駛員能夠察覺到大多數(shù)在沿途出現(xiàn)的與行駛相關(guān)的刺激，甚至在道路較為寬闊的路線上也是如此，并且駕駛員已有心理準(zhǔn)備去留意與行駛相關(guān)的刺激物。眼動(dòng)數(shù)據(jù)顯示出，駕駛員對與行駛相關(guān)的刺激（限速標(biāo)志，信號燈等）比與駕駛無關(guān)的刺激（廣告和橫幅）更加關(guān)注。他們會觀察這些刺激物并將其與駕駛中的自動(dòng)作出的行為結(jié)合，但他們通常不會記得在駕駛過程中看到了哪些事物或自動(dòng)做出過哪些行為。相對地，駕駛員不會去關(guān)注與行駛無關(guān)的刺激物，但只要看到過的駕駛員就會對這樣的刺激物基本過目不忘。

認(rèn)知資源的節(jié)省

駕駛員不記得他們在路上看到或發(fā)生的事情的事實(shí)表明這期間一種存在著認(rèn)知資源節(jié)省。雖然駕駛員在當(dāng)時(shí)注意到了某事物，但并未對這些信息分配資源去存儲以便以后能夠回憶起來，因?yàn)檫@種行為被認(rèn)為是沒有必要的。然而，駕駛員可能會回憶起一些醒目但與行駛無關(guān)的刺激物，甚至是交通環(huán)境以外的刺激物或其他駕駛員的某些駕駛行為。這充分說明了一種觀點(diǎn)，即無意識駕駛僅受限于對只有駕駛員自己了解的重復(fù)性動(dòng)作的控制。

無意識駕駛是否安全?

從無意識駕駛行為的研究可得出結(jié)論，無意識駕駛降低了駕駛行為注意力，且不一定安全。如果發(fā)生駕駛員感知到的危險(xiǎn)情形，無意識駕駛行為就會消失并且多數(shù)情況下駕駛員就會恢復(fù)到正常駕駛狀態(tài)。研究人員未能測定反應(yīng)時(shí)的影響，但可預(yù)測在此過程中的反映時(shí)的提升一定是很小的。無意識駕駛可以被定義為中度風(fēng)險(xiǎn)，但當(dāng)其與其他諸如超速行駛等危險(xiǎn)動(dòng)作結(jié)合時(shí)，就會使其風(fēng)險(xiǎn)程度大大提升，導(dǎo)致事故的發(fā)生。

為什么使用眼動(dòng)追蹤?

“我們面臨的挑戰(zhàn)之一是我們所研究的現(xiàn)象通常不會被駕駛員會以起來。而通過依靠回憶的傳統(tǒng)訪談法得到的結(jié)論就會失真。使用眼動(dòng)追蹤技術(shù)，我們就可以對現(xiàn)實(shí)情境中的駕駛員的駕駛行為和細(xì)節(jié)進(jìn)行研究，并且可以識別無意識駕駛行為發(fā)生的過程/情況”。——Hildebrand Salvat， Gabinet Ceres，SL 技術(shù)主管與合作伙伴。

為什么選擇Tobii的眼動(dòng)追蹤設(shè)備?

“使用Tobii Glasses眼動(dòng)儀的zui大優(yōu)勢在于我們可以在實(shí)際場景中使用。我們要測試的是不受笨重的頭戴設(shè)備妨礙的自然、日常的真實(shí)行為。另外，選擇Tobii就意味著我們可以在實(shí)驗(yàn)過程中盡可能地確保得到*的數(shù)據(jù)，找到應(yīng)對無法預(yù)知情形下的解決方案，并像一個(gè)團(tuán)隊(duì)一樣協(xié)同工作”。——Hildebrand Salvat。