Contrairement aux systèmes d’aide à la conduite qui corrigent la direction sans prévenir, ce volant haptique améliore la conduite, la confiance et la collaboration entre l’humain et le système automatisé.
| Points clés à retenir – La sensation de devoir lutter pour le contrôle du volant, ainsi que les avertissements visuels et sonores envahissants, incitent certains conducteurs à désactiver les fonctions semi-autonomes. – Un volant qui prévient des manœuvres autonomes et permet aux conducteurs de négocier les plans de conduite améliore les performances et la confiance au volant. – Le volant a été développé à la faculté d’ingénierie de l’Université du Michigan grâce à un financement de l’Institut de recherche Toyota. |
Des chercheurs de l’Université du Michigan et de l’Institut de recherche Toyota ont découvert qu’un volant spécialisé, permettant la négociation entre les conducteurs et une simulation de conduite autonome, améliorait les performances de conduite et la confiance entre le conducteur et les fonctionnalités du véhicule autonome.
En général, les conducteurs de véhicules semi-autonomes reçoivent les informations par de multiples bips et des écrans d’avertissement clignotants, et doivent intervenir sur le volant lorsqu’ils contestent une décision de l’ordinateur. Cela engendre souvent de la confusion, accroît le stress et peut inciter les conducteurs à désactiver des systèmes potentiellement utiles.
« Pour améliorer la communication entre le conducteur et l’automatisation, nous avons ajouté deux zones haptiques sur le volant, à 10 heures et à 2 heures, qui peuvent s’étendre ou se contracter pour exprimer l’intention du système automatisé », a déclaré Hannah Báez, doctorante en robotique et première auteure de l’étude publiée dans Human Factors.
« Les conducteurs pouvaient approuver ou désapprouver le système automatisé en pressant les zones haptiques, ce qui leur permettait de négocier avec le système avant une action donnée afin de résoudre tout conflit. »
Ces travaux ont été financés par l’Institut de recherche Toyota.
Négocier au volant
L’équipe de recherche a placé des conducteurs dans une simulation où ils devaient négocier un virage imminent. Le conducteur et le système automatisé pouvaient être d’accord ou non sur la direction du virage, et la simulation pouvait également ajouter des obstacles soudains dans les deux cas.
À l’approche du virage, le système semi-autonome gonflait la partie tactile gauche ou droite du volant pour indiquer la direction prévue. En cas de désaccord, le conducteur pouvait presser cette partie du volant pour négocier le nouveau sens de la manœuvre. Si un obstacle apparaissait sur la trajectoire prévue, le volant vibrait du côté de l’obstacle pour alerter le conducteur.
Comparé à l’absence d’information ou à des manifestations d’intention unilatérales, le système bidirectionnel a montré une nette amélioration.
« Nous avons constaté que les conducteurs conduisaient mieux lorsqu’ils interagissaient avec le système automatisé grâce au retour haptique », a déclaré Brent Gillespie, professeur de robotique à l’Université du Michigan et auteur principal de l’étude. « Ils ont adopté des trajectoires plus fluides et plus précises, ont moins contesté l’automatisation et ont moins freiné, faisant preuve d’une plus grande confiance dans leurs manœuvres. »
L’interface de négociation a également permis de réduire la charge de travail des conducteurs, les participants faisant état d’efforts, de frustrations et d’une demande physique nettement inférieurs.
Brent Gillespie et Hannah Baez surveillent les données d’un prototype de volant haptique lors des essais. Crédit photo : Brenda Ahearn, Michigan Engineering
Renforcer la confiance dans les systèmes autonomes
Autre constat important : après une erreur du système de conduite automatisée, comme un obstacle non détecté ou une fausse alerte, l’interface de négociation a permis au conducteur de retrouver confiance dans le système beaucoup plus rapidement qu’avec une communication unidirectionnelle traditionnelle. Les chercheurs estiment que cela s’explique par une collaboration plus étroite entre le conducteur et le système, une meilleure communication, une plus grande transparence dans les décisions et une prise en compte des retours d’information, plutôt que par une conduite où chacun prend le volant à tour de rôle.
Bien que le système de négociation ait amélioré le rétablissement de la confiance, l’équipe a constaté que certains conducteurs devenaient excessivement confiants après des négociations réussies, soulignant la nécessité d’une étude plus approfondie de la confiance avec un tel système.
Alors que la communication unidirectionnelle est la norme actuelle pour les véhicules autonomes, cette recherche démontre les avantages potentiels d’un dialogue bidirectionnel permettant au conducteur et à l’automatisation de communiquer pleinement leurs intentions, leurs accords et leurs actions.
Étude : Planification et contrôle partagés haptiques : permettre la coordination des actions futures dans les équipes homme-véhicule autonome grâce à une interface de négociation haptique (DOI : 10.1177/00187208261483656)
https://news.umich.edu/steering-wheel-communicates-for-better-semi-autonomous-driving-performance
