نظام الذكاء الاصطناعي يحذر المشاة في سماعات الرأس من اقتراب سيارة

يتعرف نظام سلامة المشاة على السيارات القريبة بناءً على الأصوات التي يصدرونها

كيف يمكن للمشاة مع سماعات الرأس الانفصال عن العالم الفوضوي المحيط به دون التضحية بسلامته؟ أحد الحلول يمكن أن يكون مكافئًا لنظام تجنب الاصطدام للمشاة بهدف اكتشاف السيارات القريبة استنادًا إلى الأصوات فقط.

يستخدم نظام سماعات الرأس الذكي خوارزميات التعلم الآلي لتفسير الأصوات وتحذير المشاة من موقع السيارات على بعد 60 متر منها. يمكن أن يحدد النموذج الأولي لنظام الصوت للمشاة (PAWS) [نظام الصوت المحمول للمشاة] الموقع ، ولكن ليس مسار سيارة قريبة - ناهيك عن مسار العديد من السيارات. ومع ذلك ، هذه هي الخطوة الأولى نحو إنشاء نظام أمان محتمل يستهدف المشاة في المقام الأول ، بالنظر إلى أن عدد المشاة الذين قتلوا على الطرق الأمريكية في عام 2018 وصل إلى الحد الأقصى خلال العقود الثلاثة الماضية [في روسيا ، انخفض عدد الوفيات في حوادث الطرق لعدة سنوات في صف واحد على خلفية نمو الأسطول / تقريبا. العابرة.].

يقول شياوفان جيانغ ، أستاذ مشارك في الهندسة الكهربائية وعضو في معهد الهندسة الكهربائية ، إن السيارات الجديدة تحتوي في بعض الأحيان على أجهزة استشعار تكتشف المشاة على الطريق ، لكن المشاة عادة ما لا يكون لديهم وسيلة لمعرفة ما إذا كانوا من المحتمل أن يقتربوا من السيارات ". البيانات في جامعة كولومبيا.

وللمرة الأولى ، فكر جيانغ في هذا الأمر ، مشيرًا إلى أن زوجًا جديدًا من الضوضاء النشطة لإلغاء سماعات الرأس يصرف انتباهه عن الواقع المحيط أكثر من الآخرين أثناء ذهابه إلى العمل. ودفع هذا جيانغ وزملاؤه في جامعة كولومبيا ، وجامعة كارولينا الشمالية في تشابل هيل وكلية بارنارد لتطوير PAWS ونشر التعاون في عدد أكتوبر 2019 من IEEE Internet of Things Journal.



تعتمد العديد من السيارات المزودة بنظام تجنب الاصطدام على الكاميرات أو الرادارات أو الأغطية للتعرف على الأشياء القريبة. ومع ذلك ، أدرك جيانغ وزملاؤه أن النظام المصمم للمشاة سيحتاج إلى مستشعر طاقة منخفض قادر على العمل لأكثر من ست ساعات متتالية على البطاريات القياسية. يقول جيانغ: "لذلك ، قررنا استخدام مجموعة من الميكروفونات - فهي رخيصة جدًا وتستهلك القليل من الطاقة".

تتكون المجموعة من أربعة ميكروفونات موجودة في أقسام مختلفة من سماعات الرأس. تم تصميم أجهزة نظام التحذير القابل للارتداء لتناسب الأذن اليسرى من سماعات الرأس التجارية ، ويتم تشغيلها بواسطة بطارية ليثيوم أيون قابلة لإعادة الشحن. تعمل الدائرة المصممة خصيصًا على توفير الطاقة عن طريق استخراج أهم الميزات فقط من دفق الصوت ونقل هذه المعلومات إلى تطبيق الهاتف الذكي الذي يعمل بالتزامن معها.



تعمل خوارزميات التعلم الآلي ، المدربة على التسجيلات الصوتية لـ 60 نوعًا مختلفًا من الآلات في بيئات مختلفة - شارع بالقرب من الحرم الجامعي والمباني السكنية ، بجانب الطريق خلال موسم الأعاصير ، وشارع مانهاتن المزدحم - على هاتف ذكي.

ومع ذلك ، فقد أصبح من الصعب للغاية الاعتماد فقط على الصوت لاكتشاف السيارات. أولاً ، يركز النظام على تحديد أعلى سيارة ، وهي ليست بالضرورة الأقرب إلى المشاة. يواجه النظام أيضًا مشاكل في اكتشاف العديد من السيارات ، أو حتى تقدير عدد السيارات الموجودة على الطريق.

حتى الآن ، يمكن أن تنبهك قدرة PAWS على تحديد موقع مركبة على مسافة 60 مترًا على الأقل لبضع ثوان ، اعتمادًا على سرعة مركبة تقترب. ومع ذلك ، يجب أن يكون نظام الإنذار المفيد حقًا قادرًا على تتبع مسار سيارة تقترب وإصدار تحذير فقط إذا كان من الممكن أن يصطدم من حيث المبدأ بمشاة. للقيام بذلك ، قد يُطلب من الباحثين تطوير طرق أكثر ملائمة لتتبع مواقع المشاة ومسارات المركبات.

يقول جيانغ: "عندما يسير شخص ما على طول طريق ، يمكن للعديد من السيارات أن تسير وراءه ، لكن لا يمكن لأحدها أن يصطدم به". "نحن بحاجة إلى النظر في معلومات إضافية لجعل هذا النظام أكثر فائدة."

هناك أعمال أخرى جارية في استخدام الضوضاء أو غيرها من الإشارات لتنبيه الأشخاص بسماعات الرأس. يخطط Joshua New ، وهو عالم سلوك في كلية Barnard College ، لإجراء تجارب لمعرفة التحذيرات التي تناسب الأشخاص. حتى الآن ، يميل فريقه إلى إعطاء صوت في أذن واحدة من سماعات الرأس ، أو ربما لمحاكاة صوت ثلاثي الأبعاد ، وتوفير معلومات أكثر قابلية للفهم من وجهة نظر الاتجاه.

يقول جيانغ إنه لا يمكن للمشاة العاديين فقط استخدام هذه التقنية ، ولكن أيضًا ضباط الشرطة الذين يوقفون السيارة على طريق مزدحم ، أو بناة مع حماية الأذن. حصل مشروع PAWS بالفعل على تمويل بقيمة 1.3 مليون دولار من المؤسسة الوطنية للعلوم ، ويعتزم الفريق مواصلة نقل نسخة محسنة من التكنولوجيا لأغراض التسويق.

بالطبع ، لن تحل تقنية واحدة جميع مشكلات سلامة المشاة. في تقرير صدر عام 2019 ، حددت رابطة السلامة على الطرق السريعة العديد من العوامل كأسباب لوفاة المشاة ، على سبيل المثال ، عدم وجود معابر آمنة للمشاة والقيادة غير الآمنة والسرعة والانحراف عن الطريق والسكر أثناء القيادة. من غير المحتمل أن تمنع سماعات PAWS أكثر من نصف هذه الوفيات على الأقل - لكن التحذير قبل بضع ثوانٍ من حدوث تصادم محتمل يمكن أن ينقذ العديد من الأرواح.