Wie können Neurowissenschaften die Fahrzeugsicherheit fördern?

Es soll ein Rätsel gewesen sein, das Verkehrsforscher seit 70 Jahren verwirrt - warum machen Menschen manchmal unerklärlicherweise ruckartige Bewegungen, wenn sie ein Auto lenken? Nun glauben Forscher der Chalmers University of Technology in Göteborg, Schweden, dass sie eine Antwort gefunden haben - eine, die auf angeborenem menschlichem Verhalten basiert.
Beim Manövrieren eines Lenkrads zeigen sowohl Kinder als auch Erwachsene ein Ruckeln, das die Forscher bisher nicht erklären konnten. Eine neue Entdeckung zeigt, dass das Ruckeln auf ein angeborenes Verhalten zurückzuführen ist, das Menschen haben, wenn sie mit der Hand nach einem Ziel greifen.
Bildnachweis: Henrik Sandsjouml

Forscher sind daran interessiert, die instinktiven Bewegungen von Autofahrern besser zu verstehen, um bessere Sicherheitsvorrichtungen zu bauen. Das ultimative Ziel dieser Forschung ist die Schaffung eines Sicherheitssystems für ein Auto, das in der Lage ist, vorauszusagen, was der Fahrer als nächstes tun wird und dementsprechend zu reagieren.

Das Geheimnis der neuen Studie geht auf das Jahr 1947 zurück, als der britische Forscher Arnold Tustin das erste Modell entwickelte, um zu beschreiben, wie ein Individuum beim Autofahren auf ein Ziel hin steuert.

Tustin beobachtete ein Verhalten, das heute als "Tracking in Control Theory" bekannt ist, bei dem der Fahrer während des Fahrens sanft und kontinuierlich der Straße mit dem Lenkrad folgt. Aber als dieses Modell mit gemessenen Daten von Fahrern verglichen wurde, fand Tustin Abweichungen von diesem kontinuierlichen und linearen Steuerverhalten - eine unerklärliche Ruckigkeit.

Die Forscher der Chalmers University of Technology, Ola Benderius und Gustav Markkula, wandten sich Tustins Problem zu, als sie Ähnlichkeiten mit dem Fahrverhalten aus der Forschung zur Verhaltenstheorie des Erreichens erkannten.

In den eingehenden Studien fanden Forscher heraus, dass die Geschwindigkeit der Bewegung einer Hand, die sich bewegt, etwas aufzunehmen, in direktem Zusammenhang mit der Entfernung steht. Je länger die Entfernung, desto schneller die Bewegung. Die unerwartete Konsequenz dieser Modulation der erreichten Geschwindigkeit ist, dass die Zeit der Bewegung unabhängig von der Entfernung immer ungefähr gleich ist.

Ola Benderius sagt, dass das Paar "dieses Muster sofort aus unseren gemessenen Lenksignalen erkannt hat".

"Es war ein bisschen wie ein Eureka-Moment", sagt er. "War es möglich, dass dieses grundlegende menschliche Verhalten auch kontrollierte, wie wir ein Auto lenken?"

95% der Lenkkorrekturen entsprechen dem Erreichen der Theorie '

Für ihre Studie analysierte das Paar über 1.000 Stunden reale Fahrdaten von Auto- und Lastwagenfahrern, die 1,3 Millionen Lenkkorrekturen enthielten. Die Forscher stellten fest, dass 95% dieser Lenkkorrekturen der von ihnen zuvor untersuchten Rezeptions-Theorie entsprachen.

Aus dieser Beobachtung folgerten Benderius und Markkula, dass Lenkung nicht linear ist, wenn ein Fahrer einer Straße folgt. Stattdessen dreht der Fahrer das Rad entsprechend dem reichenden Muster.

Benderius erklärt:

"Wir konnten mit der Theorie erklären, was die Forscher lange versucht haben zu lösen. Dies war die Antwort auf die zuvor unerklärliche Ruckeligkeit des Steuersignals. Anstatt zu beobachten, dass die Lenkung kontinuierlich der Straße folgt, scheinen Lenkkorrekturen zu sein in einer sehr vorbestimmten Weise angewendet werden.

Das Kontrollverhalten hat sich auch als sehr natürlich erwiesen; Ich habe das in einer früheren Studie gesehen, in der ich das Fahrverhalten von 12-Jährigen und ihren Eltern untersuchte. "

Daraus entwickelten die Forscher ein mathematisches Modell, von dem sie glauben, dass es nicht nur viele Steuerungsverhaltensweisen erklärt, sondern diese vorhersagen kann. "Es ist, als würde man in die Zukunft schauen", behauptet Benderius.

Die Forscher glauben, dass es aus ihren Erkenntnissen möglich ist, intelligentere Antirutschsysteme und Systeme zu entwickeln, die eingreifen können, wenn ermüdete Fahrer Manöver verkennen.

Benderius sagt, dass ihr Modell "das Forschungsgebiet in eine ganz andere Richtung lenken könnte", und dass, obwohl Studien des Kontrollverhaltens traditionell in der Kontrolltheorie verwurzelt sind, eine neue, neurowissenschaftliche Perspektive dieses Forschungsgebiet revolutionieren könnte.

"Dies könnte völlig verändern, wie wir menschliche Kontrolle über Fahrzeuge, Handwerk und Schiffe betrachten", fügt er hinzu. "Ich hoffe und glaube, dass viele Forscher die Ergebnisse nutzen und anfangen werden, auf neue Art zu denken."

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