Zum Fahrerzustand beim automatisierten Fahren : Objektive Messung von Müdigkeit und ihre Einflussfaktoren

Eine automatisierte Fahrfunktion gemäß SAE Level 2 erfordert die permanente Überwachung der Fahrzeugsteuerung und der Verkehrsumgebung, wohingegen ein Level 3 die Abwendung von der Fahraufgabe gewährleistet und somit die Beschäftigung mit fahrfremden Tätigkeiten (FFT) ermöglicht. Erkenntnisse aus Grundlagen- und Anwendungsforschung zeigen, dass der Mensch insbesondere Level 2-typische Überwachungstätigkeiten, d.h. Vigilanzaufgaben, nicht lange bewerkstelligen kann, weil er ermüdet. Eine objektive Müdigkeitsmessung in einer realen Level 2-Fahrt unter Berücksichtigung individueller Einflussfaktoren stand bis dato noch aus. Zunächst sollte die Anwendbarkeit von Elektroenzephalografie (EEG) über die Analyse von Alpha-Spindeln in einem „Wizard-of-Oz-Fahrzeug“ auf einer monotonen Teststrecke gezeigt werden. Ein erstes Experiment mit N = 35 Probanden legte den Fokus auf die Auswirkungen der Fahrdauer (60 Minuten) in Level 2 und dessen Funktionszuverlässigkeit. Erwartungsgemäß traten große individuelle Unterschiede im Ermüdungsverhalten auf: EEG-basiert als „ermüdet“ klassifizierte Probanden besaßen in den ersten 20 Minuten eine deutliche Müdigkeitszunahme, wobei ca. 66 % der Varianz in der Ermüdungsstärke anhand der Fahrdauer aufgeklärt werden konnten. Anschließend trat eine Müdigkeitssättigung ein. Sowohl ältere Versuchsteilnehmer als auch Fahrer unter Koffeineinfluss wiesen eine signifikant niedrigere Ermüdung auf. Nach ca. 50 Minuten zeigten „ermüdete“ Probanden verzögerte Reaktionen auf einen Automatisierungsfehler, wobei die Funktionszuverlässigkeit grundsätzlich keinen Einfluss auf das Ermüdungsmuster hatte. Allerdings konnten Automatisierungsfehler eine Aktivierung für etwa zwei Minuten hervorrufen, wenn eine hohe Ermüdung vorlag und noch keine Habituation an die Fehler stattfand. In einem zweiten Experiment erlebten N = 19 Teilnehmer abwechselnd entweder ein Level 2 oder ein Level 3 kontinuierlich für jeweils 28 Minuten mit anschließenden Transitionen zum manuellen Fahren. Die Übernahmezeiten betrugen müdigkeitsbedingt nach Level 2 im Mittel ca. vier Sekunden. Wenn nach Level 3 die FFT vor Übernahme beiseitegelegt wurde, waren Übernahmezeiten von durchschnittlich ca. acht Sekunden messbar. Die Ausbildung von Müdigkeit konnte in Level 3 für bis zu 25 Minuten unterdrückt werden. Somit besitzt ein Level 3 mit FFT-Beschäftigung (verglichen mit einem Level 2) ein deutliches Aktivierungspotential, wodurch ebenfalls die Verkehrssicherheit erhöht werden kann.