Cognitive interference during driving
Slechter autorijden dankzij hoge óf te lage mentale belasting
In zijn proefschrift onderzoekt Moritz Held hoe meerdere cognitieve concepten zoals waarneming, aandacht, geheugen en controle van bewegingen onder mentale belasting op elkaar inwerken, waarbij autorijden als realistisch en veiligheidskritisch voorbeeld wordt gebruikt. Omdat autorijden uit veel subtaken bestaat, is eenvoudige observatie van gedrag onvoldoende om volledig te verklaren wat er in de hersenen van de bestuurder gebeurt. Held pakt deze kwestie daarom aan met behulp van een multimethodische benadering waarbij gebruik wordt gemaakt van computersimulatie, gedragsobservatie, eye-tracking en neuroimaging, in dit geval het meten van de activiteit in hersengebieden.
Held gebruikte eye-tracking en pupilverwijding als aanwijzingen voor aandacht en cognitieve belasting om te onderzoeken waar bestuurders naar kijken en hoe mentaal uitgeput ze op dat moment zijn. Daarnaast simuleerde hij de mentale processen met behulp van computersoftware om de verschillende componenten van ingewikkelde handelingen te begrijpen en toekomstige rijhandelingen te voorspellen. Functionele MRI (fMRI) is een methode om de hersenactiviteit te onderzoeken en werd door Held gebruikt om de activiteit van bepaalde hersengebieden in ingewikkelde rijsituaties te meten.
De resultaten tonen aan dat zowel een hoge als een lage mentale belasting de rijprestaties kan beïnvloeden. Een hoge belasting leidt tot concurrentie om beperkte hersencapaciteit, terwijl een zeer lage belasting leidt tot afdwalen van de gedachten en een gebrek aan focus op het rijden. Dit verslechtert wederom ook de rijprestaties. Cognitieve modellering toont aan hoe gerichte interventies deze negatieve effecten kunnen verminderen, op voorwaarde dat de interventies minimale extra cognitieve eisen stellen. In ingewikkelde scenario's, zoals links afslaan op kruispunten, werd een duidelijke volgorde van hersenactiviteit waargenomen, in overeenstemming met theoretische psychologische modellen.
In zijn proefschrift suggereert Held dat mentale belasting kan worden gemonitord en gereguleerd met behulp van een combinatie van computersimulatie en hersensignalen. Deze uitkomsten vormen een basis voor aangepaste rijhulpsystemen die de ondersteuning aanpassen aan de mentale toestand van de bestuurder. De uitkomsten zijn ook toepasbaar op andere veiligheidskritische domeinen, waaronder de luchtvaart, de controle van elektriciteitsnetten en de interactie tussen mens en robot.
Lees meer: Autorijden met afleiding: ‘Pfoe, ik ben er eindelijk’
Moritz Held voerde zijn onderzoek uit bij het Bernoulli Institute for Mathematics, Computer Science and Artificial Intelligence, afdeling Artificial Intelligence and Cognitive Engineering. Hij vervolgt zijn loopbaan als data engineer bij Inxmail Germany.