مقدمه: خواب آلودگی راننده، تهدیدی جدی برای ایمنی جادهای
پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر با همکاری آزمایشگاه واقعیت مجازی دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی موفق به طراحی و ساخت سامانه هوشمند هشدار زودهنگام خواب آلودگی راننده شدند. این دستاورد علمی در راستای کاهش آمار نگرانکننده تصادفات ناشی از خواب آلودگی رانندگان انجام شده است.
خواب آلودگی به عنوان یکی از مهمترین عوامل بروز حوادث رانندگی، هر ساله جان هزاران نفر را در سراسر جهان به خطر میاندازد. بر اساس آمارهای جهانی، میزان قابل توجهی از تصادفات منجر به فوت در جادهها به دلیل کاهش هوشیاری و خواب آلودگی رانندگان رخ میدهد.
آمار نگرانکننده خواب آلودگی در تصادفات جادهای
رضا نریمانی، دانشآموخته کارشناسی ارشد مهندسی رایانه و پژوهشگر اصلی این پروژه، با اشاره به نقش ۳۷ درصدی خواب آلودگی در بروز سوانح رانندگی توضیح داد: "پژوهشهای متعددی در سطح بینالمللی برای پیشگیری از خواب آلودگی راننده انجام شده است، اما تاکنون سامانهای که به صورت تجاری و عملیاتی قابلیت هشدار به موقع به راننده را در لحظه مناسب داشته باشد، به بازار ایران و حتی بازارهای جهانی عرضه نشده است."
این آمار نشاندهنده اهمیت فوقالعاده توسعه سامانههای هوشمند تشخیص خواب آلودگی است. در کشور ما نیز با توجه به طولانی بودن مسیرهای بینشهری و رانندگیهای طولانی مدت، نیاز به چنین فناوریای بیش از پیش احساس میشود.
اهداف و انگیزههای پروژه ساخت سامانه ملی
نریمانی با بیان اینکه این پژوهش با هدف ساخت بومی سامانه هشدار زودهنگام خواب آلودگی راننده صورت گرفته، افزود: "هدف اصلی ما طراحی و تولید یک سیستم کاملاً ایرانی بود که بتواند با دقت بالا علائم اولیه خواب آلودگی را شناسایی کرده و به موقع هشدارهای لازم را صادر کند."
یکی از مزایای کلیدی این پروژه، بومیسازی کامل فناوری و طراحی آن بر اساس شرایط و نیازهای خاص رانندگان ایرانی است. این موضوع باعث میشود که سامانه با دقت بیشتری عمل کرده و هزینههای واردات و نگهداری نیز به میزان چشمگیری کاهش یابد.
مراحل تحقیقاتی: استفاده از شبیهساز پیشرفته رانندگی
در تحقیقات اولیه این پروژه از شبیهساز رانندگی موجود در آزمایشگاه واقعیت مجازی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی استفاده شد. این شبیهساز که یکی از پیشرفتهترین تجهیزات تحقیقاتی در حوزه مطالعات رفتار راننده است، به پژوهشگران امکان داد تا بسیاری از رفتارهای مختلف رانندگان را در شرایط کنترلشده بررسی و تحلیل کنند.
استفاده از شبیهساز رانندگی مزایای متعددی دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
- امکان ایجاد شرایط مختلف رانندگی بدون خطر برای آزمودنیها
- کنترل دقیق متغیرهای محیطی و رفتاری
- ثبت همزمان دادههای مختلف رفتاری و فیزیولوژیک
- تکرارپذیری آزمایشها در شرایط یکسان
- صرفهجویی در هزینه و زمان تحقیق
فرآیند جمعآوری و تحلیل دادههای رفتاری راننده
نریمانی توضیح داد:
در این شبیهساز طی پژوهشهای متنوع و گسترده، علائم رفتاری راننده شامل مواقع خواب آلودگی، کاهش تمرکز و حتی حالات مختلف روانی همراه با امواج مغزی دقیقاً استخراج، ثبت و دستهبندی شدهاند.
در این مرحله، تیم تحقیقاتی با استفاده از حسگرهای پیشرفته نوروفیزیولوژیک، امواج مغزی رانندگان را در حالات مختلف هوشیاری اندازهگیری کردند. این دادهها به همراه اطلاعات رفتاری مانند حرکات چشم، تغییرات حالت چهره و الگوهای فرمانگیری، پایگاه داده جامعی را تشکیل دادند که مبنای الگوریتمهای تشخیص خواب آلودگی قرار گرفت.
معماری سیستم: ترکیب حسگرهای مختلف
نریمانی به عنوان پژوهشگر اصلی بخش طراحی و ساخت سامانه افزود: "پس از مرحله جمعآوری دادهها و استخراج الگوریتمهای تشخیص خواب آلودگی، پژوهش وارد فاز عملیاتی و ساخت سامانه واقعی شد. در این مرحله با نصب دوربینهای با وضوح بالا برای ثبت دقیق حرکات چهره، پلک زدن و حالات چشمهای راننده و همچنین حسگرهای پیشرفته اندازهگیری سرعت، شتاب، تغییرات زاویه فرمان و سایر متغیرهای مهم خودرو، دادههای رانندگی در شرایط واقعی جمعآوری و تحلیل شد."
سامانه طراحیشده از اجزای متعدد تشکیل شده است که هر کدام وظیفه خاصی را بر عهده دارند:
اجزای اصلی سامانه هشدار خواب آلودگی
- دوربینهای تشخیص چهره: ردیابی حرکات چشم، فرکانس پلک زدن و حالات صورت
- حسگرهای خودرو: نظارت بر سرعت، شتاب، زاویه فرمان و مسیر حرکت
- واحد پردازش مرکزی: تحلیل لحظهای دادهها و تصمیمگیری هوشمند
- سیستم هشدار چندرسانهای: صوتی، تصویری و لرزشی
- ماژول ارتباطی: اتصال به سیستمهای ایمنی و اطلاعرسانی
نحوه عملکرد هوشمند سامانه و سطوح هشدار
پژوهشگر طرح توضیح داد: "در این سامانه که اکنون مراحل نهایی ساخت و تستهای میدانی خود را طی میکند، اطلاعات جمعآوریشده از حسگرهای مختلف با فرکانسهای متفاوت و بسته به اهمیت هر پارامتر، وارد واحد پردازنده مرکزی میشود. با شروع علائم اولیه خواب آلودگی و بر اساس سطح هوشیاری و وضعیت فعلی راننده، سامانه به صورت خودکار تصمیمات مختلفی اتخاذ میکند."
الگوریتم هوشمند این سیستم قادر است سطوح مختلف خواب آلودگی را تشخیص داده و بر اساس شدت آن، واکنشهای متناسب نشان دهد. این رویکرد چندسطحی باعث میشود که رانندگان بدون دریافت هشدارهای بیمورد، تنها زمانی که واقعاً نیاز است اخطار دریافت کنند.
انواع هشدارها و واکنشهای سامانه
نریمانی تصریح کرد: "برای مثال در یک سطح مشخص از کاهش هوشیاری، امکان فعال کردن هشدار دهندههای مختلف صوتی با تنهای متفاوت، نمایش پیامهای تصویری بر روی صفحه نمایشگر، ایجاد لرزش در فرمان یا صندلی راننده و همچنین ارسال پیام متنی اضطراری مبتنی بر وضعیت خواب آلودگی راننده به نزدیکترین مرکز پلیس راه یا اتاق فرمان ترافیک وجود دارد."
این سیستم هوشمند با در نظر گرفتن عوامل متعددی مانند سرعت خودرو، موقعیت مکانی، شرایط ترافیکی و شدت علائم خواب آلودگی، بهترین نوع هشدار را انتخاب و اجرا میکند. این رویکرد چندجانبه موجب افزایش کارایی سامانه و جلوگیری از واکنشهای نامناسب راننده میشود.
آینده پروژه: سیستم دستیار هوشمند راننده
در مراحل پیشرفتهتر این طرح که بخش تحقیقاتی آن در حال انجام است، یک قابلیت انقلابی پیشبینی شده است. پس از تشخیص قطعی خواب آلودگی شدید راننده، دستگاهی تحت عنوان "دستیار هوشمند راننده" به صورت خودکار کنترل خودرو را در دست گرفته و با استفاده از الگوریتمهای پیشرفته ناوبری، خودرو را با حداکثر ایمنی به نزدیکترین توقفگاه مناسب هدایت میکند.
این فناوری که با استفاده از سیستمهای رانندگی خودکار و کنترل هوشمند خودرو کار میکند، میتواند به عنوان آخرین خط دفاعی در برابر تصادفات ناشی از خواب آلودگی عمل کند. طراحی این بخش نیازمند هماهنگی دقیق با سیستمهای مختلف خودرو و آزمایشهای گسترده ایمنی است.
تیم علمی و سرپرستان پروژه
این طرح تحقیقاتی زیر نظر و راهنمایی دکتر صدیقی، عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و با مشاورت تخصصی دکتر نحوی از دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی انجام شده است. همکاری بین دو دانشگاه برتر کشور در این پروژه، نشاندهنده اهمیت و جایگاه ویژه آن در توسعه فناوریهای ایمنی خودرو است.
حمایت علمی اساتید مجرب و استفاده از امکانات پژوهشی پیشرفته آزمایشگاههای تحقیقاتی، عوامل کلیدی در موفقیت این پروژه بودهاند. انتظار میرود با تکمیل مراحل نهایی، این سامانه به زودی وارد فاز تولید انبوه و تجاریسازی شود.
نتیجهگیری و چشمانداز آینده
ساخت سامانه هوشمند هشدار خواب آلودگی راننده توسط متخصصان ایرانی، گامی مهم در جهت افزایش ایمنی جادههای کشور و کاهش تلفات ناشی از تصادفات رانندگی است. این پروژه نشان میدهد که محققان داخلی توانایی طراحی و تولید فناوریهای پیشرفته در حوزه خودرو و ایمنی را دارند.
با توجه به آمار بالای تصادفات ناشی از خواب آلودگی، استفاده گسترده از چنین سامانههایی میتواند نقش بسزایی در نجات جان هزاران نفر داشته باشد. امید است با حمایتهای لازم، این فناوری هر چه سریعتر وارد بازار شده و در خودروهای داخلی نصب شود.
نظرات
0دیدگاه خود را ثبت کنید
برای ارسال نظر و مشارکت در گفتگو، لطفا وارد حساب کاربری خود شوید.