Une révolution de la conduite autonome entravée par un manque de simulations précises du comportement humain, prévient une étude

Les algorithmes reflétant avec précision le comportement des usagers de la route – essentiels pour le déploiement en toute sécurité des véhicules sans conducteur – ne sont toujours pas disponibles, avertissent les scientifiques.

Ils disent qu’il y a une « complexité formidable » dans le développement de logiciels capables de prédire la façon dont les gens se comportent et interagissent sur les routes, qu’il s’agisse de piétons, d’automobilistes ou de cyclistes.

Pour améliorer la modélisation, une équipe de recherche dirigée par le professeur Gustav Markkula de l’Institute of Transport Studies de l’Université de Leeds a développé la toute première simulation du comportement des gens sur les routes basée sur des théories cognitives clés.

Ces théories distinctes ont été intégrées dans un modèle psychologique unique plus large qui «décrit le comportement dans des tâches plus complexes du monde réel».

Au cours des tests informatiques, le modèle a reproduit avec précision divers comportements bien connus mais non compris auparavant des piétons et des conducteurs dans des scénarios routiers courants. Le modèle a également prédit le comportement de sujets humains réels face à des situations interactives dans un simulateur de réalité virtuelle.

Le professeur Markkula a déclaré: « Ces résultats suggèrent que le comportement quotidien des usagers de la route repose sur un certain nombre de mécanismes cognitifs sous-jacents complexes, ce qui peut expliquer en partie pourquoi il a été plus difficile que prévu de créer des véhicules autonomes. »

« Nos recherches montrent qu’il est possible d’intégrer des théories distinctes de la psychologie dans des théories combinées pour des applications telles que la simulation du comportement des gens dans la circulation, ce qui a été demandé mais rarement réalisé. »

Les découvertes des chercheurs – Expliquer les interactions humaines sur la route par l’intégration à grande échelle de la théorie psychologique computationnelle – sont publiées dans Nexus PNAS.

Algorithmes nécessaires pour débloquer la révolution de la conduite autonome

Le développement des véhicules automatisés pourrait avoir un impact majeur sur l’économie britannique.

Dans une déclaration de vision, le gouvernement britannique a déclaré que les véhicules sans conducteur lanceraient une industrie de 42 milliards de livres sterling et créeraient 38 000 nouveaux emplois. L’objectif est de voir le début du déploiement en toute sécurité des véhicules sans conducteur d’ici 2025.

Mais écrire dans le journal Nexus PNASles chercheurs affirment que les travaux sur les véhicules sans conducteur ont été « entravés par un manque de modèles d’interaction entre les usagers de la route ».

Des modèles précis sont nécessaires pour exécuter les simulations nécessaires à la fois au développement et aux tests des véhicules sans conducteur et de leurs systèmes de contrôle, par exemple pour démontrer que les véhicules restent sûrs lorsqu’ils sont confrontés à une gamme de comportements humains sur la route.

Jusqu’à présent, la plupart des modèles informatiques du comportement des usagers de la route étaient basés sur des statistiques, avec des prédictions sur la façon dont les gens pourraient se comporter sur la base de l’analyse de grands ensembles de données, mais généralement sans analyser ces modèles à un niveau comportemental détaillé.

Les recherches du professeur Markkula et de son équipe se sont plutôt concentrées spécifiquement sur les détails du comportement humain et les concepts clés de la psychologie humaine.

Comportements et théories des usagers de la route

Les chercheurs ont examiné plusieurs comportements humains typiques qui existent sur la route, tels que l’hésitation dans des situations peu claires ou la communication implicite utilisant le mouvement du véhicule ou du corps pour affirmer la priorité ou pour encourager quelqu’un d’autre à passer en premier.

Le modèle prédit comment les gens se comporteront en se référant à des théories cognitives clés. Par exemple, l’une est la «théorie de l’esprit», où les gens formeront des croyances sur ce que quelqu’un d’autre fait et comment leur propre comportement peut affecter les décisions prises par l’autre. Cela concerne également la « théorie des jeux comportementaux », expliquant comment les gens considèrent les effets combinés de leur propre comportement et du comportement des autres lorsqu’ils décident quoi faire.

Une autre théorie incorporée dans le modèle décrit la perception humaine imparfaite, obligeant les gens à prendre le temps d’évaluer et de comprendre ce qui se passe dans leur environnement.

Des tests avec des participants humains dans le laboratoire, y compris le simulateur de piéton HIKER dans les installations de Virtuocity de l’Université de Leeds, ont révélé que le nouveau modèle basé sur la théorie psychologique pouvait également faire des prédictions correctes sur les scénarios d’interaction conducteur-piéton étudiés dans les expériences.

Le professeur Markkula, titulaire de la chaire de modélisation appliquée du comportement à Leeds, a ajouté : « Notre recherche a montré qu’en prenant un certain nombre de théories mathématiques existantes mais distinctes sur la psychologie et le comportement humains, et en les rassemblant, nous pouvons modéliser – dans beaucoup plus de détails qu’auparavant – comment les humains interagissent dans le trafic routier, par exemple en tant que conducteurs ou piétons, y compris des phénomènes tels que l’hésitation et l’interprétation des intentions des autres.

Dans l’article, les chercheurs affirment qu’il reste beaucoup de travail à faire dans le développement de modèles psychologiques du comportement des usagers de la route.

L’objectif global, selon les chercheurs, est de développer des modèles informatiques qui reflètent mieux la dimension humaine du comportement sur les routes.