让无人驾驶汽车更有表现力

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夸张的停车动作有助于行人读懂自动驾驶汽车的心思。

判断过马路是否安全涉及行人和司机之间复杂的社交线索交换。但是如果方向盘后面没有人呢？随着自动驾驶汽车变得越来越普遍，帮助它们与人类道路使用者沟通也变得至关重要。自主汽车公司Motional认为，让汽车更具表现力可能是关键。

当他在人行横道上等待时，Motional公司的首席工程师Paul Schmitt参与了他称之为“glance dance（扫视舞）”的活动——这是一种快速的、几乎是潜意识的评估，以确定迎面而来的司机在看什么，以及他们是否意识到他。“有了自动驾驶汽车，一半的互动不再存在，”他说，“那么，行人通过什么线索来理解车辆的意图呢？”

为了回答这个问题，他的团队聘请了动画工作室CHRLX来创造一种高度逼真的虚拟现实（VR）体验，旨在测试行人对各种不同信号方案的反应。他们在IEEE Robotics and Automation Letters上报告了他们的研究结果，结果表明，通过提前刹车或在离行人很近的地方停车来夸大汽车的运动，是传达汽车意图的最有效方式。

该公司目前正在将最有可能的表达行为集成到他们的运动规划系统中，他们还公开了虚拟现实环境，以便其他团队可以进行实验。Schmitt说，正确地进行这些互动对于建立对自动驾驶汽车的信任至关重要，因为这可能是大多数人第一次接触这种技术。

“这推动了我们正在做的大量工作，以确保这些互动顺利进行，”他说，“我们希望确保人们对这项新技术感到舒适。”

Motional公司开展的这项研究让53名参与者戴上虚拟现实耳机，将他们带到市区四路交叉路口的拐角处。每名参与者都要面对33次试验，试验中一辆汽车在他们试图通过十字路口时同样驶近，并且，该车辆表现出各种不同的行为和外观。虽然参与者能够环顾四周，但他们无法移动，必须通过按下手持控制器上的按钮来指示何时可以安全通过。

三个基线场景模拟了人类驾驶员在停车标志处停车的方式，但其中一个场景是人类驾驶员在方向盘后面，另一个场景没有驾驶员，汽车周围点缀着明显的传感器，第三种是一个大的LED显示屏，显示车辆何时能达到无人驾驶汽车制造商普遍采用的方式。

然后，他们设计了各种表现性行为，向行人暗示汽车正要停车。这些措施包括让汽车比基准线更早、更猛烈地刹车，将汽车停在一辆车的距离之外，亦或是增加夸张的刹车和低转速声音，最后将这些声音与车头夸张的倾斜相结合，就好像它在使劲刹车一样。为了让参与者保持诚实，他们还加入了一个汽车不停的控制场景，Schmitt说，他们的反应证明了模拟的真实性。

然后，研究小组测量了参与者决定穿越的速度，并在每次试验后对他们进行了快速调查，以了解他们的安全感、他们对穿越决定的信心以及他们对汽车意图的理解程度。早期、紧急制动和短时停车都会导致在车辆完全停车前过街的参与者比例大大增加。但在调查中，短停在安全感、决策信心和意图理解方面的得分最高。

Schmitt表示，短距离停车能得到最好的反应，这一事实并不令人惊讶，因为这种方法的灵感来源于人类司机在行人减速时的行为方式。他补充说，更令人惊讶的是，在有驾驶员和没有驾驶员的情况下，基线情景的反应几乎没有差异，这表明行人更关注车辆的运动，而不是方向盘后面的驾驶员。

Wilbert Tabone博士是荷兰代尔夫特理工大学的博士生，他从事机器人人机交互工作。虽然解决这个问题的大多数尝试都集中在显示明确的线索，如眼神接触或手势，但他同时表示，研究不断表明，汽车的隐性行为是大多数人所期待的。

尽管如此，他认为显性和隐性信号的结合最终将被认为是最有效的。一个很有希望的途径是增强现实技术，他开发了一个系统，可以让无人驾驶车辆直接向行人的智能眼镜传达他们的意图，然后智能眼镜可以直观地指示其是否安全通过。他承认，该方法的缺点是首先需要广泛采用智能眼镜。

加拿大滑铁卢大学的系统设计工程教授Catherine Burns说，整合这些表现性行为的一个潜在挑战可能是驾驶者的接受程度。“人们会在多大程度上购买一辆声音夸张的汽车？或者压缩其悬架，使其演示具有表现力的俯冲？”她在电子邮件中如此写道。

尽管如此，她说，这项研究开辟了一条有趣的新研究路线，并表明让自动驾驶汽车更具表现力可以显著改善它们与行人的互动。

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