HMI kontrollimine ja valideerimine

Inimese-masina liideste (HMI) kontrollimine ja kinnitamine (V&V) autonoomsetes sõidukites tagab, et inimeste ja intelligentsete süsteemide vaheline suhtlus on ohutu, intuitiivne ja järjepidev. Kui funktsionaalsed ohutusstandardid keskenduvad andurite õigele tööle ja juhtimisloogikale, siis HMI valideerimine laiendab seda inimese mõistmisele, kasutatavusele ja käitumuslikule reaktsioonile [1–3].

HMI V&V eesmärk on kinnitada, et:

• Kasutajad tõlgendavad sõiduki pakutavat teavet ja näpunäiteid õigesti.
• Süsteemi tagasiside toetab õigeaegseid ja ohutuid inimeste reaktsioone.
• Suhtlemine jääb tõhusaks erinevates keskkondades ja kasutajatingimustes.

Seetõttu ühendab valideerimisprotsess *tehnilise testimise* ja *inimkeskse hindamise*.

Kontrollimine käsitleb, kas liides käitub ettenähtud viisil. Tüüpilised meetodid hõlmavad järgmist:

• Simulatsioonipõhine testimine – visuaalsete, heli- ja puutesignaalide kontrollimine virtuaalses sõidustsenaariumis.
• Stsenaariumipõhine valideerimine – eelmääratletud interaktsioonijuhtumid AV-de ja jalakäijate või reisijate vahel, mida testitakse süstemaatiliselt.
• Silmuses olev tarkvara (SIL) / Hardware-in-the-loop (HIL) – multimodaalse tagasiside ajastuse ja sünkroonimise hindamiseks.
• Rikkerežiimi testimine – halvenenud side (nt valgus- või võrgutõrge) ja varukäitumise analüüs [2].

Kontrollimine tagab järjepidevuse, latentsuspiirangud ja liiasuse kõigi meetoditega enne mis tahes kasutajatestide läbiviimist.

Valideerimine keskendub sellele, kuidas inimesed liidest tegelikult kogevad ja sellest aru saavad. See hõlmab iteratiivset testimist inimestega kontrollitud ja reaalses keskkonnas [1–3]. Lähenemisviisid hõlmavad järgmist:

• Kasutusuuringud – arusaamisaja, ülesande täitmise ja veamäära mõõtmine.
• Silma jälgimine ja füsioloogiline monitooring – tähelepanu ja kognitiivse töökoormuse hindamine.
• Küsitlused ja intervjuud – tajutava ohutuse, selguse ja usalduse hindamine.

Tulemusi analüüsitakse signaalimustrite, värvikoodide ja sõnumite sõnastuse täpsustamiseks, et parandada intuitiivsust ja vähendada segadust.

Kõrgtäpsusega simulatsioonikeskkonnad võimaldavad HMI varases staadiumis hindamist ilma füüsiliste prototüüpideta. Tööriistad integreerivad virtuaalsed jalakäijad, valgustus ja ilm, et testida, kuidas disainivalikud mõjutavad nähtavust ja loetavust [3]. Virtuaalne valideerimine toetab:

• Alternatiivsete suhtluskontseptsioonide kiire võrdlus.
• Haruldaste või ohtlike stsenaariumide eetiline testimine.
• Käitumismõõdikute korreleerimine simuleeritud vastustega.

Need tehnikad lühendavad arendustsükleid ja võimaldavad andmepõhise liidese täiustamist.

Valideerimise reprodutseeritavaks muutmiseks määratletakse kvantitatiivsed mõõdikud, näiteks:

• Arusaamise määr (% osalejatest, kes tõlgendavad vihjeid õigesti).
• Reaktsiooni latentsus (signaalile reageerimise aeg).
• Usaldusindeks (subjektiivne usaldustase).
• Veade sagedus (valetõlgenduste arv katsekäigu kohta).

Standardiseeritud mõõdikud võimaldavad võrrelda projekte ja toetada AV-kommunikatsiooni valmisoleku regulatiivset hindamist.

HMI valideerimine ei lõpe prototüübi testimisega. Pilootrakenduste väliandmed pakuvad väärtuslikku tagasisidet pidevaks täiustamiseks [2]. Kombineerides simulatsiooni, tegelikku jõudlust ja kasutajaanalüüsi, arenevad HMI-süsteemid tehnoloogia ja kasutajate ootuste küpsedes pidevalt.

Viiteallikad: [1] Razdan, R. et al. (2020). *Inimeste ja autonoomsete sõidukite vastastikust suhtlemist puudutavad lahendamata teemad.* SAE EDGE uurimisaruanne EPR2020025.

[2] Kalda, K., Sell, R., Soe, R.-M. (2021). *Autonoomse transpordivahendi kasutamine ja reisijate aktsepteerimine.* Proc. Eesti Teaduste Akadeemia, 70 (4).

[3] Kalda, K., Pizzagalli, S.-L., Soe, R.-M., Sell, R., Bellone, M. (2022). *Autonoomsete sõidukite sõidukeel.* Rakendusteadused, 12 (11).