Công ty Panasonic Automative & Industrial Co. đã phát triển công nghệ điều khiển cơn buồn ngủ nhằm mục đích nhận biết và dự đoán trạng thái buồn ngủ của con người, qua đó đưa ra những phương pháp làm duy trì trạng thái tỉnh táo.

51617135_PANASONIC_photo_1

Dựa vào việc phân tích bằng trí tuệ nhân tạo (AI) các hình ảnh về hành động chớp mắt hay biểu cảm thu được từ camera, hệ thống có thể nhần biết được giai đoạn ngủ nông (1 trong 5 trạng thái của giấc ngủ) với độ chính xác cao mà không cần phải cấy ghép thiết bị vào trong cơ thể.

Thêm vào đó, đồng thời với việc giám sát nhiệt độ cơ thể, hệ thống có thể điều khiển trạng thái buồn ngủ bằng cách làm duy trì thạng thái tỉnh táo một cách phù hợp.

Công nghệ này được thực hiện dựa trên 3 hệ thống:

  • Hệ thống giám sát người lái xe (Driver Mornitoring System): nhận biết trạng thái buồn ngủ của người lái
  • Hệ thống dự đoáng trạng thái buồn ngủ (Drowsiness Prediction System): Dự đoán khả năng chuyển sang trang trạng thái buồn ngủ trong tương lại dựa vào việc phân tích môi trường trong xe
  • Hệ thống điều khiển trạng thái buồn ngủ (Drowsiness Control System): làm duy trì trạng thái tỉnh tảo của người lái xe một cách thoải mái

Thông qua đó, Panasonic hướng tới mục tiêu làm giảm thiểu tình trạng buồn ngủ khi lái xe.

Các đặc điểm chính của công nghệ này gồm có:

  • Tính toán việc chớp mắt hay biểu cảm trên khuôn mặt, thông qua đó nhận biết được mức độ hơi buồn ngủ mà không cần động chạm vào con người.
  • Tính toán môi trường trong xe, qua đó dự đoán khả năng chuyển sang trạng thái buồn ngủ
  • Tính toán cảm giác nóng lạnh của con người, độ phù hợp của nhiệt độ, qua đó làm duy trì trạng thái tỉnh táo một cách thích hợp

Các hệ thống từ trước đến nay gặp nhiều khó khăn trong việc tính toán sự dịch chuyển của trạng thái buồn ngủ. Các hệ thống đánh thức người lái truyền thống thường dùng tiếng động cảnh báo, hoặc dùng hành động nên hay gây cảm giác khó chịu cho người dùng.

Các đặc điểm chính

  1. Tính toán việc chớp mắt hay biểu cảm trên khuôn mặt
    Khi buồn ngủ, con người sẽ thể hiện rất nhiều dấu hiệu, ví dụ như biểu cảm trông có vẻ buồn ngủ hay các chớp mắt. Dựa vào viếc tính toán các dấu hiệu này, hệ thống có thể nhận biết được trạng thái buồn ngủ.
    Dựa trên kĩ thuật nhận diện ảnh dùng trong việc phát triển camera giám sát để phát triển công nghệ mới dùng để nhận biết việc chớp mắt hay biểu cảm từ hình ảnh thu được qua camera. Các đặc điểm này sẽ được lưu vào database và tính toán dựa trên kiến thức sinh trắc học để đưa ra 1800 tham số (feature). Dữ liệu này được dùng để training cho hệ thống AI do chính công ty phát triển.

Hệ thống có thể nhận biết đến mức độ hơi buồn ngủ - là trạng thái buồn ngủ vô thức, đồng thời phân loại được các mức độ buồn ngủ.

Các trạng thái buồn ngủ:
- Hoàn toàn tỉnh tảo
- Hơi buồn ngủ
- Có vẻ buồn ngủ
- Có khả năng buồn ngủ cao
- Rất buồn ngủ
  1. Theo dõi môi trường trong xe
    Thông thường, con người thường khó buồn ngủ trong môi trường lạnh và ánh sáng tốt, ngược lại con người sẽ dễ buồn ngủ trong môi trường ấm áp và ánh sáng yếu. Dựa vào hiện tượng này, người ta đưa ra nhận xét rằng việc buồn ngủ phụ thuộc vào môi trường trong xe như ánh sáng và nhiệt độ. Tuy nhiên, dù trong cùng một môi trường nhiệt độ có người mặc áo dày, có người mặc áo mỏng, nên việc tính mức độ chỉ dựa trên phạm vi nhiệt độ đã rất khó khăn. Công ty đã hợp tác với đại học Chiba và làm sáng tỏ rằng không phụ thuộc vào cách mặc quần áo, mức độ phóng nhiệt của cơ thể con người và độ buồn ngủ sau một thời gian nhất định có liên quan tới nhau. Ngoài, sử dụng cảm biến tia hồng ngoại Grid-EYE, công ty đã phát triển kĩ thuật tính toán lượng phóng nhiệt từ cơ thể mà không cần tương tác trực tiếp với cơ thể người. Kết quả, việc ánh sáng và thời gian trong phạm vi đo được bằng cảm biến môi trường có tác động đến việc buồn ngủ đã được làm sáng tỏ.
    Thông qua việc tính toán độ phóng nhiệt của cơ thể và ánh sáng xung quanh, hệ thống có thể dựa đoán được trạng thái buồn ngủ tại thời điểm hiện tại sẽ chuyển tiếp như thế nào.

  2. Tính toán và điều chỉnh nhiệt độ môi trường
    Dựa vào mức độ buồn ngủ tính toán được có thể điều chỉnh nhiệt độ và lượng gió để làm duy trì trạng thái tỉnh táo, nhưng nếu giảm nhiệt độ xuống quá thấp thì sẽ làm con người cảm thấy lạnh, do đó đánh mất sự thoải mái về nhiệt độ
    Dựa vào kiến thức về nhiệt độ môi trường và sinh lý học tích luỹ được qua kinh nghiệm sản xuất điều hoà nhiệt độ trong phòng từ trước tới nay, công ty đã hợp tác nghiên cứu với đại học nữ sinh Nara để phát triển kĩ thuật ước tính cảm giác nóng lạnh do lưu lượng gió gây ra. Kĩ thuật này có thể áp dụng được cả trong những ô tô kích thước lớn.
    Bằng việc giám sát thường xuyên độ thoải mái về nhiệt độ bằng cảm biến hồng ngoại Grid-EYE, đồng thời lựa chọn phương pháp thích hợp nhất, ví dụ như điều chỉnh điều hoà, hệ thống có thể làm duy trì trạng thái tỉnh táo một cách thoải mái nhất với người dùng.

Nguồn: IOT News Japan