Un système de sécurité pour les piétons reconnaît les voitures à proximité en fonction des sons qu'elles émettent
Comment un piéton avec des écouteurs peut-il se déconnecter du monde chaotique qui l'entoure sans sacrifier sa propre sécurité? Une solution pourrait être l'équivalent d'un système d'évitement de collision pour les piétons visant à détecter les voitures à proximité uniquement sur la base des sons.
Le système de casque intelligent utilise des algorithmes d'apprentissage automatique pour interpréter les sons et avertir les piétons de l'emplacement des voitures à moins de 60 mètres d'eux. Le prototype du système piéton audio portable (PAWS) [système audio portable pour piétons] peut déterminer l'emplacement, mais pas la trajectoire d'une voiture à proximité - sans parler de la trajectoire de plusieurs voitures. Néanmoins, c'est la première étape vers la création d'un système de sécurité probable destiné principalement aux piétons, étant donné que le nombre de piétons tués sur les routes américaines en 2018 a
atteint un maximum au cours des trois dernières décennies [en Russie, le nombre de décès dans des accidents de la route
diminue depuis plusieurs années d'affilée dans le contexte de la
croissance de la flotte / env. trad.].
Parfois, les nouvelles voitures ont des capteurs qui détectent les piétons sur la route, mais les piétons n'ont généralement pas de moyen de savoir s'ils sont susceptibles de s'approcher des voitures ", a déclaré
Xiaofan Jiang , professeur agrégé de génie électrique et membre de l'
Institut de données à Columbia University.
Pour la première fois, Jiang a réfléchi à cela, notant qu'une nouvelle paire d'écouteurs actifs antibruit le distrayait plus de la réalité environnante que d'autres pendant qu'il allait travailler. Cela a incité Jiang et ses collègues de l'Université Columbia, de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill et du Barnard College à développer PAWS et à publier une collaboration dans le numéro d'octobre 2019 du IEEE Internet of Things Journal.
De nombreuses voitures équipées d'un système anti-collision s'appuient sur des caméras, des radars ou des lidars pour reconnaître les objets à proximité. Cependant, Jiang et ses collègues ont réalisé qu'un système conçu pour les piétons aurait besoin d'un capteur de faible puissance capable de fonctionner pendant plus de six heures d'affilée sur des batteries standard. «Par conséquent, nous avons décidé d'utiliser un ensemble de microphones - ils sont très bon marché et consomment peu d'énergie», explique Jiang.
Le kit se compose de quatre microphones situés dans différentes sections du casque. Le matériel du système d'avertissement portable est conçu pour s'adapter à l'oreille gauche des écouteurs commerciaux et est alimenté par une batterie lithium-ion rechargeable. Un circuit spécialement conçu permet d'économiser de l'énergie en extrayant uniquement les fonctionnalités les plus importantes du flux audio et en transférant ces informations vers une application pour smartphone qui fonctionne conjointement avec lui.
Des algorithmes d'apprentissage automatique, formés sur les enregistrements audio de 60 types de machines différents dans différents environnements - une rue près du campus universitaire et des bâtiments résidentiels, une route pendant la saison des ouragans, une rue animée de Manhattan - fonctionnent sur un smartphone.
Cependant, il s'est avéré très difficile de s'appuyer uniquement sur le son pour détecter les voitures. Premièrement, le système se concentre sur la détermination de la voiture la plus bruyante, qui n'est pas nécessairement la plus proche d'un piéton. Le système a également du mal à détecter plusieurs voitures, voire à estimer le nombre de voitures présentes sur la route.
Jusqu'à présent, la capacité de PAWS à localiser un véhicule situé jusqu'à 60 mètres peut vous alerter au moins quelques secondes, selon la vitesse d'un véhicule qui approche. Cependant, un système d'avertissement vraiment utile devrait être capable de suivre la trajectoire d'une voiture qui approche et d'émettre un avertissement uniquement s'il peut en principe entrer en collision avec un piéton. Pour ce faire, les chercheurs peuvent être appelés à développer des moyens plus appropriés de suivre les emplacements des piétons et les chemins des véhicules.
"Lorsqu'une personne marche le long d'une route, de nombreuses voitures peuvent passer devant lui, mais aucune ne peut entrer en collision avec lui", explique Jiang. «Nous devons considérer des informations supplémentaires pour rendre ce système plus utile.»
D'autres travaux sont en cours sur l'utilisation du bruit ou d'autres signaux pour alerter les gens avec des écouteurs.
Joshua New , un comportementaliste du Barnard College, prévoit de mener des expériences pour déterminer quels avertissements fonctionnent le mieux pour les gens. Jusqu'à présent, son équipe est encline à émettre un bip dans une oreille du casque, ou, éventuellement, à simuler un son tridimensionnel, fournissant des informations plus compréhensibles du point de vue de l'orientation.
Jiang dit que non seulement les piétons ordinaires pourraient utiliser cette technologie, mais aussi les policiers qui arrêtent la voiture sur une route très fréquentée ou les constructeurs avec une protection auditive. Le projet PAWS a déjà reçu un financement de 1,3 million de dollars de la
National Science Foundation , et l'équipe a l'intention de continuer à transférer une version améliorée de la technologie pour la commercialisation.
Bien sûr, une seule technologie ne résoudra pas tous les problèmes de sécurité des piétons. Dans un
rapport de 2019,
la Highway Safety Association a identifié de nombreux facteurs comme causes de décès pour les piétons, par exemple, le manque de passages pour piétons sûrs, la conduite dangereuse, la vitesse excessive, la distraction de la route et l'ivresse pendant la conduite. Il est peu probable que les écouteurs PAWS puissent prévenir au moins plus de la moitié de ces décès - mais un avertissement quelques secondes avant une collision potentielle peut encore sauver plusieurs vies.