BIlförare på landsväg
Hälsoaspekter blir allt viktigare i de digitala uppkopplade säkerhetstjänster som nu utvecklas för användning i fordon. Det möjliggörs tack vare s​marta sensorer och artificiell intelligens - och ett ökat intresse för sådana tjänster.​ ​Foto: Johan Karlsson, Autoliv​​​​​​​​​​​​

Tekniken som märker om du dåsar till bakom ratten

​Forskare från Chalmers och Autoliv håller på att utveckla en IT-plattform som direkt i förarmiljön kan läsa av tecken på trötthet hos den som sitter bakom ratten. I början av nästa år kommer systemet att testas av ett 50-tal förare i Göteborgstrafiken.
– Trötthet orsakar många olyckor i trafiken och med ny teknik kan vi hjälpa förare att undvika att köra när de inte är helt alerta, säger Stefan Candefjord, forskarassistent på institutionen för elektroteknik på Chalmers.

Syftet är att kunna mäta, analysera och kommunicera fysiologiska signaler i ett fordon. Projektet går under namnet COPE, Connected Occupant Physiological Evaluation, och drivs gemensamt av forskare från Chalmers och Autoliv.

När en person börjar bli dåsig och sömnig påverkas bland annat hjärtslagen och andningen. Genom att bygga in sensorer i bilinredningen, exempelvis i säkerhetsbälte och ratt, kan variationer i hjärtfrekvens och andning uppmätas i realtid. Även olika typer av smartklockor och armband med inbyggda sensorer kan användas för att registrera fysiologiska signaler hos föraren. 

Främjar trafiksäkerhet och hälsa
– Trafiksäkerhet står i fokus men också möjligheterna att till exempel hantera plötslig akut sjukdom hos föraren, att följa upp kroniska hälsotillstånd eller behandlingar samt att göra rätt insatser vid trafikolyckor, säger Bengt Arne Sjöqvist, Professor of practice emeritus på Chalmers, och sedan många år verksam inom digital hälsa. 
 
– I de digitala uppkopplade säkerhetstjänster som vi på Autoliv håller på att utveckla blir hälsoaspekterna allt mer viktiga, säger Pernilla Arnell som ansvarar för affärsutveckling inom Autoliv. Att kunna uppmärksamma föraren på hälsotillstånd som kan påverka bilkörningen är ett naturligt nästa steg. Våra undersökningar visar att det finns en positiv inställning, inte minst bland medelålders kvinnor, till olika hjälpmedel som främjar säker körning.

Teknikutvecklingen styrs i den riktningen även via lagkrav och poängbedömning av säkerhetsfunktioner på EU-nivå, som reglerar och premierar att sömndetektion ska finnas i nya bilar.

Fokus flyttas från fordonet till föraren
– I takt med att teknik för automatisk styrning och assisterad förarhjälp blir allt vanligare i bilar kommer förare sannolikt bli fortare trötta, speciellt nattetid, då köruppgiften blir mindre stimulerande, säger Johan Karlsson, senior forskningsingenjör på Autoliv Research. Det gör det ännu viktigare med en tillförlitlig detektion av trötthet. 

Redan idag har många bilar någon form av inbyggd trötthetsdetektion som baseras på förarens körprestation genom att mäta hur mycket bilen vinglar på vägbanan. Om förarens ofokuserade körning korrigeras av bilens förarhjälp, förlorar detta emellertid sin betydelse som mått på trötthet. I framtiden kommer det att finnas andra, mer direkta sätt att mäta trötthet, där fokus sätts på förarens fysiologi och inte på att genom bilens beteende avgöra förarens prestationsförmåga.

En hårdvara har utvecklats av Autoliv, som knyter samman sensorer i bilen med uppkopplade tjänster. Därmed blir det också möjligt att exempelvis använda information från träningsklockor eller andra smarta klockor, att ta med sin förarprofil till fordon i bilpooler och att dra nytta av möjligheter till individanpassning av trötthetsdetektionen.

– Mätresultaten tolkas av en algoritm tränad med hjälp av artificiell intelligens, som Chalmers, Autoliv och VTI har utvecklat gemensamt, säger Stefan Candefjord. Systemet känner igen tecken på när en person blir dåsig och körförmågan därmed försämras. Data som samlas in under färd kan delas vidare via uppkoppling mot molnet, och förstås också genom system i bilen som ser till att föraren om möjligt skärper sin koncentration igen eller rekommenderar en paus från körningen.

– Vi håller för närvarande på att utvärdera om diskreta sensorer kan ge lika värdefull information som EKG-sensorer av medicinsk kvalitet, säger Ke Lu, postdoktoral forskare, i projektgruppen på Chalmers.

Bilförare på landsväg



Testförare kommer att få en liten svart dosa ovanpå instrumentpanelen, som samlar in data om förarens andning och puls. Bilen på bilden är utrustad med en ratt med inbyggda EKG-sensorer. 

Tester på väg 
I början av nästa år kommer forskningen att rulla ut på allmän väg för att tekniken ska kunna testas i större skala och data samlas in under verklig körning. 

– Vi planerar att ha en testflotta om cirka 50 fordon, säger Johan Karlsson. I ett första skede kommer förarna med jämna mellanrum att få skatta sin egen trötthetsnivå via ett enkelt tryck på en skärm. Parallellt registreras de fysiologiska signalerna genom pulsklockor, och för några förare även med prototypsensorer i ratt och säkerhetsbälten.

Data som samlas in används för att ytterligare kalibrera algoritmerna. De ska känna av om föraren är sömnig och i viss mån även ska kunna förutsäga hur tröttheten kommer att fortskrida de närmast följande minuterna.

IT-plattformen som utvecklas inom COPE-projektet bedöms kunna utgöra en central del att bygga vidare på i andra applikationer och forskningsprojekt, exempelvis för att tillföra viktig information till system för smart larmhantering för ökad trafiksäkerhet inom TEAPaN-projektet​

Text: Yvonne Jonsson
Foto: Autoliv




Johan Karlsson, forskare på Autoliv, i simulatorn där nya sensorer som känner av förarens andning och puls kommer att testas, exempelvis integrerade i säkerhetsbältet.


Mer om COPE-projektet 
Connected Occupant Physiological Evaluation, COPE, är ett tvåårigt forskningsprojekt som syftar till att utveckla och testa smart monitorering av hälsodata i realtid med fokus på sömndetektion hos förare. Finansiering sker via Chalmers styrkeområde Transport samt Autoliv. Forskningen har koppling till trafiksäkerhetscentrat SAFER vid Chalmers. 


Söker du exjobb och vill bidra i den här forskningen? 
Gör ditt examensarbete om smarta säkerhetsbälten, ett samarbete mellan Chalmers och Autoliv: Monitoring driver’s respiration and drowsiness using smart seatbelt




För mer information om Chalmers forskning inom området digital hälsa, kontakta:
Stefan Candefjord, forskarassistent i forskargruppen Biomedicinsk elektromagnetik, institutionen för elektroteknik, stefan.candefjord@chalmers.se
Bengt Arne Sjöqvist, professor of practice emeritus i forskargruppen Medicinska signaler och system, institutionen för elektroteknik, samt strategi- och affärsansvarig för Prehospital ICT Arena (PICTA) på Lindholmen Science Park, bengt.arne.sjoqvist@chalmers.se
Anna Sjörs Dahlman​, adjungerad docent vid institutionen för elektroteknik samt forskare vid Statens väg- och transportforskningsinstitut, VTI, anna.dahlman@vti.se
Ke Lu, postdoc i forskargruppen Medicinska signaler och system, institutionen för elektroteknik, ke.lu@chalmers.se
Anna Bakidou, doktorand i forskargruppen Medicinska signaler och system, institutionen för elektroteknik på Chalmers samt Högskolan i Borås,
bakidou@chalmers.se

För mer information om Autolivs forskning, kontakta:
Johan Karlsson, Senior forskningsingenjör, Human Factors, Autoliv Research, johan.g.karlsson@autoliv.com
Pernilla Arnell, Director Business Development Sales, pernilla.arnell@autoliv.com
Per Gustafsson, Gruppchef Innovation och Testning, per.gustafsson@autoliv.com

Publicerad: fr 06 nov 2020.