Unterschiedliche Automatisierungsgrade im Kraftfahrzeug: Auswirkungen auf die visuelle Aufmerksamkeit und die Kontrollübernahmefähigkeit

Kurzfassung

Im Kraftfahrzeugbereich werden zunehmend Aufgaben des Fahrers automatisiert und an Systeme wie Adaptive Cruise Control (ACC) und Spurhalteassistenten übertragen. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der experimentellen Untersuchung der Frage, wie sich diese Automatisierung im Fahrzeug auf die visuellen Aufmerksamkeitsressourcen der Fahrer und ihre Fähigkeit im Falle eines Automationsausfalls rechtzeitig einzugreifen auswirkt. Um diese Fragestellungen zu untersuchen, wurde eine Studie mit 16 Versuchspersonen in einem feststehenden Fahrsimulator des DLR Braunschweig durchgeführt. Im ersten Teil wurde untersucht, welchen Effekt der Grad der Automatisierung von Längs- und Querführung auf die Verteilung visueller Aufmerksamkeitsressourcen hat. Zu diesem Zweck fuhren die Versuchspersonen auf unterschiedlich visuell beanspruchenden Strecken. Der Automationsanteil an der Fahraufgabe wurde von keiner Automation über niedrige und hohe Automationsunterstützung bis hin zur Vollautomation variiert. Dieser Teil der Studie war als eine vollständige Wiederholungsmessung ausgelegt. Die Bedingungen wurden mit lateinischen Quadraten partiell ausbalanciert. Als abhängige Variable wurden die Blickabwendungszeiten von der Fahrsstrecke hin zu einer Zweitaufgabe mit Hilfe eines Blickrichtungsmesssystems sowie die Fahrleistungsdaten erfasst. Es zeigte sich, ein signifikanter Effekt des Automationsgrades auf die Gesamtblickabwendungszeit. Mit höherer Automation blickten die Versuchspersonen länger von der Strecke weg und auf die Zweitaufgaben. Ebenso zeigten sich Interaktionseffekte der Faktoren „Automationsgrad“ und „Visuelle Beanspruchung durch die Strecke“. In einer zusätzlichen Clusteranalyse der Daten konnten 4 Subgruppen von Fahrern identifiziert werden, die unterschiedlichen Blickabwendungsstrategien aufwiesen. Im zweiten Untersuchungsteil der Studie wurde in einem Gruppenvergleich betrachtet, ob der Automationsgrad „hohe Automation“ im Vergleich zu einer Vollautomation Vorteile auf die Kontrollübernahmefähigkeit hat, wenn es zu einem plötzlichen Ausfall der Automationsunterstützung kommt. Die hohe Automation war in Form einer kooperativen Automation mit verbleibender menschlicher Kontrollbeteiligung und haptischer Rückmeldung ausgelegt. Hier konnten zwar Reaktionszeitvorteile der Fahrer bei der Bedingung „hohe Automation“ festgestellt werden, diese erreichten jedoch keine statistische Signifikanz. Die Ergebnisse zeigen, dass die Verteilung der visuellen Aufmerksamkeit auf die Fahrstrecke und die Zweitaufgabe von der Höhe des Automationsanteils abhängen. Eine Beteiligung des Fahrer über haptische Rückmeldungen und einer hohen aber nicht vollständigen Automatisierung kann daher sinnvoll sein, auch wenn sich im zweiten Teil der Studie keine signifikanten Unterschiede in der Kontrollübernahmefähigkeit ergaben.