Detectando 'direção agressiva' com aprendizado de máquina e computação de borda

Foi apresentado um novo pedido de patente que introduz uma abordagem inovadora para conter a direção agressiva nos cruzamentos. Esse sistema, utilizando algoritmos de aprendizado de máquina integrados aos dispositivos de computação de borda cívica, marca uma mudança do foco típico nos sistemas de carro projetados para análises de seguros para uma solução mais municipal. Esta proposta visa não apenas penalizar os motoristas que se desviam de normas de direção seguras, mas também para fornecer a eles avisos audiovisuais imediatos no carro para corrigir seu comportamento.

A patente, apresentada em 29 de abril de 2021, no escritório de patentes e marcas comerciais dos EUA, é um esforço colaborativo entre o Conselho de Regentes da Universidade de Michigan e a Denso Corporation, uma subsidiária da Toyota. Ao contrário dos sistemas proprietários focados no monitoramento de seguros, esse sistema aproveita os nós de computação de borda bem recursos nos cruzamentos de tráfego. Esses nós coletam dados de recursos e sensores na estrada nos veículos próximos para oferecer feedback acionável e em tempo real aos motoristas.

* A patente da UMICH não é um sistema proprietário, com o objetivo de supervisão do seguro, nem projetado apenas para produzir dados forenses, mas depende de nós de computação de borda bem recursos implantados nos cruzamentos de trânsito para fornecer feedback imediato e acionável. Ao agrupar dados de recursos de computação da estrada e dos sensores instalados em veículos próximos por via próxima.** https://pdfaiw.uspto.gov/76/2021/50/012/1.pdf

O sistema proposto não depende apenas da infraestrutura cívica; Também requer tecnologia no veículo, transformando carros em sensores ativos dentro da rede. Isso significa que todo carro equipado com o sistema se torna um nó para o monitoramento do tráfego, além de estar sujeito ao mesmo escrutínio. A configuração no carro requer acesso direto aos dados dos freios, acelerador, volante, odômetro e mapas do veículo. Os componentes da beira da estrada e do veículo apresentam GPUs habilitados para CUDA e armazenamento local, juntamente com a conectividade em nuvem.

Avisos para motoristas agressivos

Quando o sistema detecta a direção agressiva, ele pode emitir avisos imediatos através dos dispositivos audiovisuais do veículo. Por exemplo, uma mensagem como a mostrada na FIG. 8a pode ser exibido, pedindo ao motorista desacelerar. Além disso, o sistema pode alertar os motoristas sobre sua velocidade ou veículos que se aproximam.

* Avisos retratados no pedido de patente.* Fonte: https://pdfaiw.uspto.gov/fdd/76/2021/50/012/0.pdf

Em alguns cenários, o sistema pode usar quaisquer dispositivos audiovisuais disponíveis, incluindo o smartphone do motorista, para emitir avisos.

Luzes vermelhas específicas do motorista

O gerenciamento do semáforo é um método conhecido para reduzir os acidentes, mas esse sistema dá um passo adiante, potencialmente ajustando os horários de luz com base no comportamento individual do motorista. A patente sugere que, se o sistema prever a direção agressiva em um cruzamento, poderá alterar preventivamente as luzes nos cruzamentos subsequentes para vermelho, incentivando o motorista a desacelerar.

Incursões na privacidade do motorista

Embora as propostas anteriores para os sistemas de monitoramento no carro tenham se concentrado em indicadores biométricos e reconhecimento de emoções para influenciar o comportamento do motorista, geralmente ligado a prêmios de seguro ou investigações de acidentes, a proposta de Michigan/Denso se inclina para a colaboração do estado por meio de mudanças nos padrões de veículos. A implementação desse sistema entre as linhas estaduais apresenta desafios, sugerindo a necessidade de ações estaduais federais ou pelo menos coordenadas.

*Uma ilustração da arquitetura de aprendizado de máquina proposta para o sistema, usando redes neurais recorrentes (RNN). A estrutura usa aprendizado não supervisionado e fornece feedback em tempo real, mas também prevê o treinamento offline para melhorar os algoritmos com base nos dados e eventos recebidos. A identificação do comportamento agressivo de direção é facilitado por Dynamic Time Witing (DTW), um algoritmo usado na análise de séries temporais para comparar duas séries temporais ou sequências de objetos que podem variar em velocidade.*

Fluxo de receita

Esse sistema pode ser o primeiro a oferecer uma análise em tempo real da direção agressiva dentro de uma estrutura cívica capaz de emitir multas automaticamente ou alertar as autoridades. No entanto, há uma preocupação de que isso possa ser mal utilizado pelos municípios ansiosos por receita. Neda Masoud, professora assistente da Universidade de Michigan, destacou a importância da segurança sobre alarmes falsos, mas enfatizou a necessidade de mecanismos para permitir que os motoristas contestem acusações ilícitas.

O sistema foi projetado para lidar com eventos de direção agressivos, mesmo em veículos sem unidades a bordo, observando veículos próximos equipados e instalações de interseção. Isso pode envolver outros métodos, como reconhecimento de placas, embora a patente não mencione explicitamente isso.

Interseções: um alto risco

O foco nas cruzamentos na patente de Michigan é estratégico, uma vez que essas áreas são pontos de acesso para incidentes de trânsito. Isso se alinha a pesquisas anteriores, como estudos chineses que usam máquinas vetoriais de suporte para detectar mudanças de faixa perigosas ou sensores de smartphone para identificar a direção irregular. A estimativa de 2010 da Administração de Segurança no Trânsito Rodoviário dos EUA em 2010 de que 40% dos acidentes de 2008 nos EUA ocorreram nos cruzamentos ressaltando a relevância de tais iniciativas.