تقنية ثورية للتحكم بالنعاس أثناء القيادة من باناسونيك

أعلنت شركة باناسونيك مؤخرًا عن تطويرها لتقنية “التحكم بالنعاس” للكشف عن مستوى النعاس لدى الشخص والتنبؤ به، ما يتيح له البقاء مستيقظاً بشكل مريح أثناء القيادة.

تتيح هذه التقنية الكشف عن الحالة الأولية للنعاس الخفيف – من المستوى الثاني – لدى السائق عن طريق قياس أوضاع السائق بدقة دون أي اتصال جسدي به، بما في ذلك ملامح الرمش بالعينين وتعابير الوجه، وما إلى ذلك من الإشارات التي تلتقطها كاميرا مركّبة في السيارة، ومن ثم معالجة هذه الإشارات باستخدام الذكاء الاصطناعي.

وعلاوة على ذلك، وبفضل استخدام بيانات القياس من البيئة الداخلية للسيارة، مثل فقدان الحرارة من السائق وتغيّر الإضاءة داخل المركبة، تتنبأ تقنية باناسونيك الجديدة أيضاً بالتحولات الجارية في مستوى النعاس لدى السائق. كما تشمل هذه التقنية وظيفة لمراقبة الإحساس الحراري، ما يسمح للسائق بالبقاء مستيقظاً بشكل مريح أثناء القيادة.

لقد أتاحت هذه التقنية تطوير نظام مراقبة السائق الذي يكشف عن المستوى الحالي لنعاس السائق ويتوقع التحوّلات في درجة نعاسه بناءً على البيئة الداخلية للسيارة، إضافةً إلى نظام للتحكم بالنعاس يسمح للسائق بالبقاء مستيقظاً بشكل مريح. وتمنع هذه الأنظمة السائق من النوم أثناء القيادة.
تقنية التحكم بالنعاس – الوظائف الأساسية

    تكتشف النعاس الخفيف الذي لا يدركه حتى السائق بذاته، وذلك عبر قياس ملامح الرمش بالعينين وتعابير الوجه وغيرها من المعايير الأخرى.
    تجمع البيانات في البيئة الداخلية للسيارة للتنبؤ بالتحولات الحاصلة في مستوى النعاس لدى السائق.
    تستشعر وترصد مستوى الإحساس الحراري لدى السائق، ما يسمح للشخص بالبقاء مستيقظاً بشكل مريح.

واجهت الأنظمة التقليدية للكشف عن النعاس صعوبةً في التبّؤ بالتحولات في النعاس. وتستخدم أنظمة مكافحة النعاس التقليدية الأصوات والاهتزازات التنبيهية لإيقاظ المستخدمين، ما يمكن أن يقلق راحتهم.

وتعتبر تكنولوجيا باناسونيك المطورَّة حديثاً، التي تتمتع بملفٍ يضم 22 براءة اختراع، تقنيةً مناسبة لتطبيقات أنظمة رصد الإنسان والبيئة، والتي يتم استخدامها في أماكن مثل المركبات الخاصة والتجارية والمكاتب والمؤسسات التعليمية؛ وأنظمة التنبؤ بالنعاس؛ وأنظمة التحكم بالنعاس لإبقاء الناس مستيقظين.
تقنية التحكم بالنعاس – شرح المزايا التقنية الرئيسية

    تكتشف النعاس الخفيف الذي لا يدركه حتى السائق نفسه، وذلك عبر قياس ملامح الرمش بالعينين وتعابير الوجه، وما إلى ذلك.

يُظهر الشخص الذي يشعر بالنعاس علاماتٍ مختلفة. على سبيل المثال، عندما يشعر الأشخاص بالنعاس، يظهر على ملامحهم “تعبير الوجه الناعس”، أو “يرمشون بطريقة معينة”. ويسمح تحديد هذه العلامات بالكشف عن مستوى النعاس.

وباستخدام تقنيات التعرف على الصور التي تم تحسينها من خلال تطوير كاميرات المراقبة وغيرها من الأنظمة، طوّرت باناسونيك مؤخراً تقنية الكشف غير التلامسي عالي الدقة عن للكشف عن ملامح الرمش لدى الأشخاص وتعابير الوجه، وما إلى ذلك من الصور التي يتم التقاطها. وجمعت الشركة قاعدة بياناتٍ لمختلف قياسات مستويات النعاس والإشارات البيولوجية، وقامت بتحليل العلاقة بين حوالي 1800 مقياس يتعلق بملامح الرمش وتعبيرات الوجه وما إلى ذلك، وبين النعاس، من وجهة نظر فيزيولوجية، بعد استخراج تلك المعلمات من قاعدة البيانات.

واستناداً إلى نتائج تحليل تعابير النعاس التي تم جمعها خلال البحث المشترك مع معهد أوهارا التذكاري لعلوم العمّل، وهي مؤسسة تعنى بالصالح العام، طوّرت باناسونيك ذكاءً اصطناعياً قادراً على تقدير مستوى نعاس الفرد.

وتسمح هذه الإنجازات بالكشف عن علامات النعاس الخفيفة، حتى لو لم ينتبه الشخص نفسه لها، وكذلك تحديد المستوى الفعلي للنعاس.

    تجميع البيانات في البيئة الداخلية للسيارة للتنبؤ بالتحولات الحاصلة في مستوى النعاس لدى السائق

على وجه العموم، نادراً ما يشعر الناس بالنعاس في البيئات الباردة والمضاءة، ولكن يمكنهم الشعور بالنعاس بسهولة في بيئة دافئة ومعتمة. ولذلك، من المفترض أن يعتمد النعاس على العوامل البيئية في السيارة، مثل درجة الحرارة والسطوع. وفي حين يرتدي بعض الناس الكثير من الملابس، يرتدي البعض الآخر كمية أقل في الجو نفسه ودرجة الحرارة نفسها. وتصعّب هذه الاختلافات في السلوك البشري تقدير الشعور بالنعاس لدى الناس بالاستناد فقط إلى درجة الحرارة المحيطة.

وأجرت باناسونيك أبحاثاً مشتركة مع جامعة “شيبا”، حيث كشفت تلك الأبحاث أن فقدان الحرارة من جسم الشخص مرتبط بنعاس الشخص بعد انقضاء وقتٍ محدد، بغضّ النظر عن مقدار الملابس التي يرتديها ذلك الشخص. وطوّرت باناسونيك أيضاً تقنيةً لاتلامسية لقياس فقدان الحرارة من جسم الشخص بفضل “جريد آي” Grid-EYE

، مجموعة من المستشعرات بالأشعة تحت الحمراء “جريد آي”. وبالإضافة إلى ذلك، حددت الشركة تأثير الوقت المنقضي ودرجة السطوع المحيطة، والتي تقاس بجهاز استشعار البيئة، على مستوى النعاس لدى الشخص.

ويمكن بفضل هذه النتائج التنبؤ بكيفية تغيّر مستوى النعاس الحالي للشخص بفعل فقدان الحرارة من الجسم – عبر القياس غير التلامسي – ودرجة السطوع المحيطة به.

    تستشعر وترصد مستوى الإحساس الحراري لدى السائق، ما يسمح للشخص بالبقاء مستيقظاً بشكل مريح.

يمكن لتعديّل درجة حرارة الغرفة أو انسياب الهواء بناءً على تقدير مستوى النعاس، ما يسهّل إبقاء الشخص مستيقظًا. ولكن الشخص سيشعر بالبرد عندما تكون درجة حرارة الغرفة منخفضةً جداً، ما يعني أن مستوى الراحة الحرارية سيختل. وانطلاقًا من خبرات باناسونيك المتراكمة في البيئات الحرارية والفيزيولوجيا، بفضل أعمال البحث والتطوير التي قامت بها في مجال مكيفات الهواء والمنتجات الأخرى، طورّت باناسونيك من خلال بحث مشترك مع جامعة “نارا” للنساء تقنيةً تقدّر الإحساس الحراري. ويمكن استخدام هذه التقنية داخل السيارة حيث يبرز تأثير تدفّق الهواء وغيره بشكل كبير. فمن خلال استخدام مجموعة من المستشعرات بالأشعة تحت الحمراء “جريد آي”، يمكن مراقبة مستوى الإحساس الحراري للشخص باستمرار كوسيلة مثالية للتحكم بالحرارة، مثل التحكم بدرجة حرارة مكيّف الهواء على سبيل المثال. ويساعد ذلك على بقاء الشخص مستيقظًا وهو مرتاح.
تقنية التحكم بالنعاس .. شرح المفاهيم

خمس مستويات متساوية للنعاس

    مقياس لتحديد مستوى نعاس الشخص من تعابير الوجه. يتمّ تقييم مستويات النعاس ضمن المستويات الخمس التالية:

1. لا يشعر بالنعاس على الإطلاق،

2. يشعر بالنعاس قليلاً

3. يشعر بالنعاس

4. يشعر بالنعاس بشكل كبير

5. يشعر بالنعاس بشكل جدّي

المصدر: هيروكي كيتاجيما، ناكاهو نوماتا، كيشي يوماماتو، يوشيهيرو جوي: “التنبؤ بمستوى نعاس سائق السيارة (التقرير الأول تقييم النعاس استنادًا إلى تعابير الوجه وفحص مؤشرات جهاز التنبؤ الفعّال بالنعاس) “مداولات الجمعية اليابانية للمهندسين الميكانيكيين” (النسخة سي) مجلد 63، رقم 613، ص. 93-100، 1997.

جريد آي”، مجموعة من المستشعرات بالأشعة تحت الحمراء “جريد آي” Grid-EYE

تضمّ مجموعة المستشعرات بالأشعة تحت الحمراء بيكسلات ثنائية الأبعاد تكشف الأشعة تحت الحمراء (طول الموجة: 10 ميكرومتر) المنبعثة من جسم الإنسان أو الشيء، وتستطيع قياس توزيع الحرارة ثنائي الأبعاد. وتضمّ مجموعة المستشعرات بالأشعة تحت الحمراء “جريد آي” من باناسونيك 64 بيكسل، وهي مزوّدة بخوارزمية فائقة الدقة ويمكن استعمالها بالسرعة والزاوية الملائمتين ليعطي صورًا حراريةً توزاي من حيث الدقة الصور الملتقطة بـ7800 بيكسل