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A revolução da direção autônoma é prejudicada pela falta de simulações precisas do comportamento humano.
Algoritmos que reflitam com precisão o comportamento dos usuários da estrada – vitais para a implantação segura de veículos sem motorista – ainda não estão disponíveis, alertam os cientistas.
Eles dizem que há uma “complexidade formidável” no desenvolvimento de software capaz de prever a maneira como as pessoas se comportam e interagem nas estradas, sejam elas pedestres, motoristas ou ciclistas.
Para melhorar a modelagem, uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Gustav Markkula, do Instituto de Estudos de Transporte da Universidade de Leeds, desenvolveu a primeira simulação de como as pessoas se comportam nas estradas com base nas principais teorias cognitivas.
Essas teorias separadas foram integradas em um modelo psicológico maior e único que “descreveria o comportamento em tarefas mais complexas do mundo real”.
Durante os testes de computador, o modelo reproduziu com precisão vários comportamentos conhecidos, mas não compreendidos anteriormente, de pedestres e motoristas em cenários comuns de estradas. O modelo também previu como os seres humanos da vida real se comportariam ao enfrentar situações interativas em um simulador de realidade virtual.
O professor Markkula disse: “Essas descobertas sugerem que o comportamento diário do usuário da estrada depende de vários mecanismos cognitivos subjacentes complexos, o que pode ser parte da razão pela qual tem sido mais difícil do que o esperado criar veículos autônomos”.
“Nossa pesquisa mostra que é possível integrar teorias separadas da psicologia em teorias combinadas para aplicações como a simulação da maneira como as pessoas se comportam no trânsito, algo que foi solicitado, mas raramente alcançado”.
As descobertas dos pesquisadores – Explicando as interações humanas na estrada pela integração em larga escala da teoria psicológica computacional – foram publicadas hoje (terça-feira, 20 de junho) na revista científica PNAS Nexus.
Algoritmos necessários para destravar a revolução da direção autônoma
O desenvolvimento de veículos automatizados pode ter um grande impacto na economia do Reino Unido.
Em uma declaração de visão, o governo do Reino Unido disse que os veículos sem motorista lançarão uma indústria de £ 42 bilhões e criarão 38.000 novos empregos. O objetivo é ver o início da implantação segura de veículos sem motorista até 2025.
Mas, escrevendo na revista científica PNAS Nexus, os pesquisadores argumentam que o trabalho para veículos sem motorista foi “impedido pela falta de modelos de como os usuários humanos interagem”.
Modelos precisos são necessários para executar simulações necessárias tanto no desenvolvimento quanto no teste de veículos autônomos e seus sistemas de controle, por exemplo, para demonstrar que os veículos permanecem seguros quando confrontados com uma variedade de comportamentos humanos na estrada.
Até agora, a maioria dos modelos de computador do comportamento do usuário da estrada tem base estatística, com previsões de como as pessoas podem se comportar com base na análise de grandes conjuntos de dados, mas normalmente sem analisar esses modelos em um nível comportamental detalhado.
A pesquisa do professor Markkula e sua equipe se concentrou especificamente nos detalhes do comportamento humano e nos principais conceitos da psicologia humana.
Comportamentos e teorias dos usuários da estrada
Os pesquisadores analisaram vários comportamentos humanos típicos que existem na estrada, como hesitação em situações pouco claras ou comunicação implícita usando o movimento do veículo ou do corpo para afirmar a prioridade ou encorajar alguém a ir primeiro.
O modelo prevê como as pessoas se comportarão por referência às principais teorias cognitivas. Por exemplo, uma é a “teoria da mente”, em que as pessoas formam crenças sobre o que outra pessoa está fazendo e como seu próprio comportamento pode afetar as decisões tomadas pelo outro. Isso também se relaciona com a “teoria do jogo comportamental”, explicando como as pessoas consideram os efeitos combinados de seu próprio comportamento e do comportamento dos outros ao decidir o que fazer.
Outra teoria incorporada ao modelo descreve a percepção humana imperfeita, exigindo que as pessoas reservem um tempo para avaliar e entender o que está acontecendo em seu ambiente.
Testes com participantes humanos no laboratório – incluindo o simulador de pedestres HIKER nas instalações Virtuocity da Universidade de Leeds – revelaram que o novo modelo baseado em teoria psicológica também poderia fazer previsões corretas sobre os cenários de interação motorista-pedestre estudados nos experimentos.
O professor Markkula, que ocupa a cadeira de Modelagem de Comportamento Aplicada em Leeds, acrescentou: “Nossa pesquisa mostrou que, tomando uma série de teorias matemáticas existentes, mas separadas, sobre psicologia e comportamento humano, e reunindo-as, podemos modelar – em muito mais detalhes do que era possível anteriormente – como os humanos interagem no trânsito, por exemplo, como motoristas ou pedestres, incluindo fenômenos como hesitação e interpretação das intenções dos outros”.
No artigo, os pesquisadores dizem que ainda há muito trabalho a ser feito no desenvolvimento de modelos psicológicos de comportamento do usuário da estrada.
O objetivo geral, dizem os pesquisadores, é desenvolver modelos de computador que reflitam melhor a dimensão humana do comportamento nas estradas.
Os autores do artigo – Explicando as interações humanas na estrada pela integração em larga escala da teoria psicológica computacional – são Gustav Markkula, Yi-Shin Lin, Aravinda Srinivasan, Jac Billington, Matteo Leonetti, Amir Hossein Kalantari, Yue Yang, Yee Mun Lee, Ruth Madigan e Natasha Mera. Matteo Leonetti é do Kings College London – os outros estão baseados na Universidade de Leeds.
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