使用眼動(dòng)技術(shù)對“無(wú)意識駕駛行為”的研究

為了研究“無(wú)意識駕駛”的現象，研究者使用了Tobii Glasses眼動(dòng)儀。此設備可了解駕駛員的駕駛行為及駕駛過(guò)程中被駕駛員遺忘的事件。眼動(dòng)數據展現了在無(wú)意識駕駛過(guò)程中注視模型的顯著(zhù)變化并幫助識別產(chǎn)生此現象的情形與外部因素。

研究背景

“無(wú)意識駕駛行為” (DWA)是指在駕駛過(guò)程中對周?chē)煌ㄇ闆r的意識減弱，如，使用潛意識開(kāi)車(chē)。之前對此現象的研究較少，而此類(lèi)現象多數現在長(cháng)時(shí)間的高速公路上駕駛中。所以對類(lèi)似現象的研究多數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進(jìn)行訪(fǎng)談，而模擬艙無(wú)法取代真實(shí)的駕駛環(huán)境，所以這樣的數據可靠性并不高。

此研究源自西班牙的奧迪公司的一項企業(yè)社會(huì )責任項目。研究重點(diǎn)在于考察人類(lèi)的駕駛行為，此項目將對這種無(wú)意識駕駛行為現象進(jìn)行細致的研究。

研究目標

此項研究的目標是了解更多關(guān)于普遍存在的“無(wú)意識駕駛行為”。此研究考察了經(jīng)常以這種方式駕駛汽車(chē)的駕駛員的一些特點(diǎn)，并對一些致使此現象發(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此現象時(shí)的認知情況與其對公路安全的影響也納入研究目標。

研究工具與研究方法

此研究分兩個(gè)階段進(jìn)行。*階段采用傳統的問(wèn)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(fǎng)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(guān)察與深入訪(fǎng)談的方式來(lái)檢驗幾種既定的假設，并對無(wú)意識駕駛行為的片段進(jìn)行細致分析。

一些已測定的假設:

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

駕駛員通常對與駕駛行為無(wú)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(guò)眼動(dòng)追蹤進(jìn)行觀(guān)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(guān)察，每個(gè)測試都有不同的目標。在*個(gè)測試中，被試者在環(huán)形的跑道上駕駛汽車(chē)，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(lái)檢驗我們的假設。

在第二個(gè)測試中，駕駛員在他們曾經(jīng)上下班的常規的城市間的公路上駕駛。此項測試允許研究人員分析現實(shí)生活中的無(wú)意識駕駛行為情況，在這種條件下發(fā)生的無(wú)意識駕駛現象與得到的結論更能貼近實(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)追蹤系統來(lái)記錄他們的眼動(dòng)數據，使研究人員來(lái)判斷哪一種出現在駕駛員視野中的物體能夠引起他們的注意。每次測試結束后，都會(huì )對被試者進(jìn)行深入的訪(fǎng)談，這些駕駛員在實(shí)驗前并不知道此研究的目的。其中訪(fǎng)談主要是要求他們回憶在駕駛過(guò)程中沿途看到了什么，做過(guò)哪些行為以及通常會(huì )做出哪些行為。

眼動(dòng)數據與訪(fǎng)談數據的分析

通過(guò)眼動(dòng)數據的分析與被試的訪(fǎng)談反饋的結合，使研究人員對無(wú)意識駕駛現象獲得了獨到的見(jiàn)解。為了驗證假設，研究人員對相應被試者的所有實(shí)驗環(huán)節的眼動(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(lái)揭示并闡述駕駛員的視覺(jué)注意模型，駕駛員實(shí)際看到的事物以及觀(guān)察的順序。

無(wú)意識駕駛現象普遍存在于有經(jīng)驗的駕駛員中

研究發(fā)現無(wú)意識駕駛存在普遍性，并且是由經(jīng)驗與駕駛體驗相關(guān)。在訪(fǎng)談結果中，只有25%的被試者表示從未有過(guò)無(wú)意識駕駛現象發(fā)生，而超過(guò)5%的被試者表示會(huì )不定期出現這種現象。另外，研究發(fā)現以這種狀態(tài)駕駛汽車(chē)的都是經(jīng)驗豐富的駕駛員，他們基本本每天都開(kāi)車(chē)上班或去學(xué)校上課，而且經(jīng)常走同一條路。

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

注視模型的顯著(zhù)變化

在清醒駕駛過(guò)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(huì )有從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的顯著(zhù)跳躍。眼動(dòng)數據表明在無(wú)意識駕駛過(guò)程中注視點(diǎn)出現了較為顯著(zhù)的變化。雖然駕駛員的視線(xiàn)始終保持在公路的某個(gè)區域，但在觀(guān)察中出現了注視點(diǎn)數量的增加，視線(xiàn)范圍的擴大以及快速的眼動(dòng)。當出現無(wú)意識駕駛行為時(shí)，被試者的視野覆蓋到了較大的區域并保持對可能出現的與駕駛相關(guān)的刺激物的警覺(jué)性，這種視野范圍被研究人員稱(chēng)為“活躍的雷達式視野”。

清醒駕駛P3	無(wú)意識駕駛P11

眼動(dòng)數據還表明在無(wú)意識駕駛過(guò)程中，駕駛員對相應的方向點(diǎn)的注意力下降，但駕駛員仍然會(huì )留意潛在的危險。他們對沒(méi)有變化的刺激的關(guān)注度降低，這些刺激都是可預測并且已知的。他們會(huì )進(jìn)行一些適當的操作行為而這些行為大部分無(wú)法被駕駛員回憶起來(lái)。諸如通過(guò)一個(gè)新的限速標志牌時(shí)檢測時(shí)速表等控制類(lèi)的動(dòng)作會(huì )減少。

并行任務(wù)與思考問(wèn)題

研究表明當駕駛行為已完成，并且與其他任務(wù)結合時(shí)，這種無(wú)意識駕駛行為就可能會(huì )發(fā)生。所有經(jīng)常在城市間的高速公路上經(jīng)歷過(guò)這種無(wú)意識駕駛現象的駕駛員表示，他們通常在那時(shí)思考或集中精力去想一些與駕駛無(wú)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(xiàn)的熟悉程度

無(wú)意識駕駛行為更可能出現在駕駛員熟悉的路線(xiàn)中。被試者們報告說(shuō)他們在這樣的路上開(kāi)車(chē)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)數據顯示當在較熟悉的路線(xiàn)上開(kāi)車(chē)時(shí)，大多數的駕駛員總是會(huì )注意變化的刺激物，而相當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的注視點(diǎn)數量及眼動(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(xiàn)）的駕駛中的注視模型差異。

對路線(xiàn)熟悉	不熟悉路線(xiàn)

沿途的刺激物

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

眼動(dòng)數據顯示出一種當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(zhù)無(wú)意識駕駛行為就會(huì )發(fā)生，但當駕駛員對路線(xiàn)不熟悉并且刺激物較多時(shí)，則很少會(huì )出現無(wú)意識駕駛現象。

與駕駛相關(guān)/無(wú)關(guān)的刺激

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

認知資源的節省

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(zhù)認知資源節省。雖然駕駛員在當時(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(lái)，因為這種行為被認為是沒(méi)有必要的。然而，駕駛員可能會(huì )回憶起一些醒目但與行駛無(wú)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(shuō)明了一種觀(guān)點(diǎn)，即無(wú)意識駕駛僅受限于對只有駕駛員自己了解的重復性動(dòng)作的控制。

無(wú)意識駕駛是否安全?

從無(wú)意識駕駛行為的研究可得出結論，無(wú)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情形，無(wú)意識駕駛行為就會(huì )消失并且多數情況下駕駛員就會(huì )恢復到正常駕駛狀態(tài)。研究人員未能測定反應時(shí)的影響，但可預測在此過(guò)程中的反映時(shí)的提升一定是很小的。無(wú)意識駕駛可以被定義為中度風(fēng)險，但當其與其他諸如超速行駛等危險動(dòng)作結合時(shí)，就會(huì )使其風(fēng)險程度大大提升，導致事故的發(fā)生。

為什么使用眼動(dòng)追蹤?

“我們面臨的挑戰之一是我們所研究的現象通常不會(huì )被駕駛員會(huì )以起來(lái)。而通過(guò)依靠回憶的傳統訪(fǎng)談法得到的結論就會(huì )失真。使用眼動(dòng)追蹤技術(shù)，我們就可以對現實(shí)情境中的駕駛員的駕駛行為和細節進(jìn)行研究，并且可以識別無(wú)意識駕駛行為發(fā)生的過(guò)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(chǎng)景中使用。我們要測試的是不受笨重的頭戴設備妨礙的自然、日常的真實(shí)行為。另外，選擇Tobii就意味著(zhù)我們可以在實(shí)驗過(guò)程中盡可能地確保得到*的數據，找到應對無(wú)法預知情形下的解決方案，并像一個(gè)團隊一樣協(xié)同工作”。——Hildebrand Salvat。