يدعم الذكاء الاصطناعي للرؤية أنظمة مراقبة انتباه السائق

قد يترك الطريق السريع الممتد، أو القيادة في وقت متأخر من الليل، أو اليوم الحافل أيَّ سائق يشعر بالتعب. لكن حتى التراجع الوجيز في الانتباه يمكن أن يحدث فرقًا كبيرًا عندما يتعلق الأمر بـالسلامة على الطرق.

ولهذا السبب، يتجه العديد من مصنّعي السيارات إلى تقنيات جديدة للمساعدة في إبقاء السائقين يقظين ومركّزين. فمن المستشعرات التي تتعقب أنماط التوجيه إلى الكاميرات التي ترصد علامات الإرهاق، أصبحت مركبات اليوم أكثر ذكاءً في التعرف على بدء تشتت انتباه السائق.

وعلى وجه الخصوص، بفضل الرؤية الحاسوبية، وهي أحد فروع الذكاء الاصطناعي (AI)، تستطيع الآلات الآن تفسير الصور ومقاطع الفيديو بطريقة تشبه تفسير البشر لها. وفيما يتعلق بالمركبات، يمكن استخدام الرؤية الحاسوبية في أنظمة مراقبة انتباه السائق لتحليل وضعية السائق، وتعابير وجهه، وحركات عينيه.

فعلى سبيل المثال، تدعم نماذج الذكاء الاصطناعي المرئي مثل Ultralytics YOLO11 وUltralytics YOLO26 مهام الرؤية الحاسوبية مثل اكتشاف الأجسام (تحديد الأجسام في الصورة وتحديد مواقعها)، وتتبع الأجسام (متابعة تلك الأجسام عبر الإطارات)، وتقسيم المثيلات (فصل الأجسام الفردية عن الخلفية)، والتي يمكن تطبيقها لمراقبة وضعية السائق، وموضع رأسه، ومستوى انتباهه العام.

في هذه المقالة، سنستكشف أسباب عدم انتباه السائق والنعاس، وكيف يعزز الذكاء الاصطناعي المرئي أنظمة مراقبة انتباه السائق، وكيف تسهم هذه الأنظمة في رسم مستقبل أكثر أمانًا للسائقين في كل مكان.

ما عدم انتباه السائق والنعاس؟#

يتطلب الحفاظ على التركيز خلف عجلة القيادة انتباهًا مستمرًا. ففي كل ثانية، يعالج السائقون إشارات الطريق، وإشارات المرور، وحركة المركبات المحيطة. وعندما يتراجع هذا التركيز، ولو لفترة وجيزة، يرتفع خطر وقوع حادث ارتفاعًا حادًا.

تُظهر الدراسات أن السائقين الذين يرفعون أعينهم عن الطريق أكثر من مرة أو يضغطون بشكل متكرر على أزرار السيارة أكثر عرضة للتورط في تصادم أو حادث وشيك، حتى لو لم تكن الزيادة في الخطر مضاعفة بالضبط.

تسلط هذه النتائج الضوء على مدى سهولة تشتت الانتباه، وهي مشكلة تُعرف باسم عدم انتباه السائق. ويحدث ذلك عندما تتيه عينا السائق أو ذهنه بعيدًا عن الطريق، سواء بسبب تفقد الهاتف، أو تغيير الموسيقى، أو الاستغراق في التفكير. وحتى إلقاء نظرة سريعة بعيدًا لمدة ثانيتين قد يكون كافيًا لعدم ملاحظة سيارة تتباطأ أو إشارة ضوئية حمراء أمامه.

الشكل 1. أمثلة على سائق مشتت الانتباه. (المصدر)

في المقابل، يتطور نعاس السائق تدريجيًا، وغالبًا ما يسببه التعب أو قلة النوم. وقد يرمش السائق النعسان ببطء، أو يومئ برأسه، أو يرخي قبضته على عجلة القيادة. ومع ازدياد الإرهاق، تتباطأ أزمنة الاستجابة، ويصبح الحفاظ على التحكم أكثر صعوبة.

تحديد ما إذا كان السائق يقظًا#

فيما يلي بعض العلامات الشائعة لعدم انتباه السائق أو نعاسه:

• تواتر الرمش ومدته: يرمش السائق ببطء أكبر أو بوتيرة أكثر من المعتاد.
• موضع الرأس وميله: يومئ رأس السائق إلى الأمام أو يميل إلى أحد الجانبين.
• حركة العين واتجاه النظرة: ينظر السائق بعيدًا عن الطريق لمدة طويلة جدًا.
• غياب حركات التوجيه: يجري السائق تصحيحات صغيرة أو متأخرة لعجلة القيادة أثناء القيادة.

قد تبدأ هذه العلامات بشكل طفيف، لكنها تصبح أكثر وضوحًا بمرور الوقت، لا سيما في الرحلات الطويلة أو ليلًا. ويساعد التعرف عليها مبكرًا السائقين على البقاء يقظين ومركّزين وآمنين على الطريق.

الحاجة إلى مراقبة انتباه السائق#

حتى مع الميزات المتقدمة مثل مساعد الحفاظ على المسار، الذي يساعد على إبقاء المركبة في المنتصف، أو مثبت السرعة المتكيف، الذي يحافظ على مسافة آمنة عن المركبة 앞ها، يمكن أن تقع الحوادث إذا تراجع انتباه السائق. يمكن للتقنية تعزيز السلامة، لكن تظل مسؤولية البقاء يقظًا على عاتق السائق.

للمساعدة في تقليل هذه المخاطر، تستخدم ابتكارات جديدة الآن كاميرات مدعومة بالذكاء الاصطناعي المرئي لمراقبة وجه السائق وعينيه. وقد صُممت هذه التقنيات، المعروفة باسم أنظمة مراقبة انتباه السائق، لاكتشاف العلامات المبكرة للإرهاق أو التشتت والمساعدة في إبقاء السائقين يقظين وآمنين.

الشكل 2. يمكن استخدام الأنظمة المدعومة بالذكاء الاصطناعي المرئي لمراقبة انتباه السائق. (المصدر)

عندما يلاحظ النظام إشارات تحذيرية، مثل بطء الرمش، أو إيماء الرأس، أو انحراف النظرة بعيدًا عن الطريق، فإنه يرسل عادةً تنبيهات لطيفة، مثل تحذير مرئي أو مسموع، لحث السائق على إعادة التركيز قبل ازدياد الخطر.

مراقبة انتباه السائق: كيف تعمل؟#

صُممت أنظمة مراقبة انتباه السائق للتعرف على بدء فقدان السائق تركيزه، وهو ما قد يحدث تدريجيًا من دون أن يدركه السائق حتى. وتستخدم هذه الأنظمة عادةً كاميرا صغيرة مثبتة بالقرب من عجلة القيادة أو على لوحة القيادة لمراقبة وجه السائق وعينيه باستمرار.

لضمان أداء موثوق في جميع الظروف، تستخدم أنظمة كثيرة كاميرات بالأشعة تحت الحمراء يمكنها التقاط تفاصيل الوجه بوضوح حتى ليلًا أو في الإضاءة الخافتة والطقس السيئ. وبما أن مراقبة انتباه السائق تطبيق تكون فيه سرعة الاستجابة بالغة الأهمية، يجب تحليل اللقطات التي تلتقطها الكاميرات في الوقت الفعلي لاكتشاف علامات الإرهاق أو التشتت والاستجابة لها.

كيف يفسر الذكاء الاصطناعي المرئي سلوك السائق#

فكيف تعمل هذه الأنظمة فعليًا؟ تلتقط الكاميرات فيديو مباشرًا تحلله نماذج الذكاء الاصطناعي المرئي المدرّبة على تفسير وضعية الإنسان وسلوك وجهه. وتكتشف هذه النماذج الإشارات البصرية الدقيقة التي تكشف مدى يقظة السائق أو تشتته.

تحليل إشارات الوجه والجسم#

يمكن لنظام ذكاء اصطناعي مرئي مدمج مع هذه النماذج اكتشاف وجه السائق ووضعية جسمه العامة وتتبعها باستخدام تقنيات تقدير الوضعية. ويحدد النظام نقاطًا رئيسية مثل العينين والأنف والفم والكتفين وموضع الرأس، مما يتيح له مراقبة الحركة والمحاذاة حتى عند تغير الإضاءة أو تغيير السائق لوضعيته.

بمجرد اكتشاف وجه السائق، يقدّر النظام اتجاه رأسه لتحديد ما ينظر إليه السائق، سواء إلى الأمام مباشرة نحو الطريق، أو إلى الأسفل نحو جهاز، أو إلى الجانب. ثم يركز النظام على العينين، محللًا تواتر الرمش ومدته واتجاه النظرة لتقييم الانتباه.

الشكل 3. نظرة على نظام لمراقبة انتباه السائق أثناء العمل. (المصدر)

قد يشير بطء الرمش، أو إغلاق العينين، أو انحرافهما بعيدًا عن الطريق إلى التعب أو التشتت. كما تستخدم بعض الأنظمة التعلم الآلي لتتبع أنماط الوضعية والحركة بمرور الوقت، ومقارنتها بالسلوك الطبيعي المنتبه لتحديد العلامات التدريجية مثل إيماء الرأس، أو التراخي في الجلوس، أو بطء ردود الفعل.

اكتشاف الإرهاق وإصدار تنبيهات انتباه السائق#

عند اكتشاف العلامات المبكرة للإرهاق أو عدم الانتباه، يرسل النظام تنبيهات لطيفة لمساعدة السائق على إعادة التركيز. وقد تكون هذه التنبيهات في شكل نغمة هادئة، أو اهتزاز في عجلة القيادة، أو تذكير يظهر على لوحة القيادة. وإذا لم يستجب السائق، تصبح التحذيرات أكثر وضوحًا إلى أن يبدأ السائق في الانتباه إلى الطريق مجددًا.

يدعم الذكاء الاصطناعي المرئي أيضًا ميزات أخرى لمساعدة السائق والسلامة#

بالإضافة إلى مراقبة انتباه السائق، يمكن للذكاء الاصطناعي المرئي تعزيز مجموعة من ميزات السلامة ومساعدة السائق الموجودة في مركبات اليوم. فعلى سبيل المثال، عندما يكتشف النظام علامات التشتت أو النعاس، يمكنه مشاركة هذه المعلومات مع أنظمة أخرى على متن المركبة، مما يتيح للسيارة تعديل سلوكها والمساعدة في الحفاظ على قيادة آمنة ومستقرة.

فيما يلي بعض الأنظمة الأخرى المصممة لمساعدة السائق:

• مثبت السرعة المتكيف: يحافظ على سرعة محددة ويضبطها تلقائيًا للحفاظ على مسافة آمنة عن المركبة التي أمامه.
• مساعد الحفاظ على المسار: يوفر هذا النظام مدخلات توجيه لطيفة لمساعدة السيارة على البقاء في منتصف مسارها والحد من الانحراف غير المقصود.
• تحذير الاصطدام الأمامي: يهدف إلى تنبيه السائق عند اكتشاف تصادم محتمل أو تباطؤ مفاجئ في حركة المرور.
• أنظمة مساعدة القيادة دون استخدام اليدين: تتيح هذه الميزات قيادة محدودة دون استخدام اليدين على الطرق المتوافقة، مع مراقبة انتباه السائق للمساعدة في ضمان السلامة. ومن الأمثلة على ذلك Super Cruise من General Motors وBlueCruise من Ford، إذ يستخدم كلاهما كاميرات داخل المركبة لتتبع تركيز السائق وإصدار تنبيهات إذا تشتت انتباهه.

الشكل 4. مثال على استخدام الذكاء الاصطناعي المرئي لتحذير السائقين من الاصطدامات الأمامية. (المصدر).

يمكن للذكاء الاصطناعي المرئي إنقاذ الأرواح على الطريق#

أنظمة مراقبة انتباه السائق ليست ابتكارات تجريبية فحسب؛ بل يجري بالفعل إدخالها في الإنتاج. ويمثل الإرهاق والتشتت تحديين يوميين لسائقي الشاحنات لمسافات طويلة، الذين يقضون غالبًا ساعات طويلة على الطريق مع فترات استراحة قليلة.

يساعد الذكاء الاصطناعي المرئي الآن في معالجة هذه المشكلة من خلال مراقبة يقظة السائق في الوقت الفعلي. ومن الأمثلة الجيدة نظام Driver Alert Support المطوّر الذي قدمته Volvo Trucks. فهو يجمع بين كاميرا موجهة إلى الداخل لتتبع العينين وكاميرا موجهة إلى الأمام تراقب موضع المسار وأنماط القيادة. وإضافة إلى ذلك، تدمج شركات تصنيع سيارات أخرى أنظمة لمراقبة السائق مدعومة بالرؤية الحاسوبية والذكاء الاصطناعي للمساعدة في إبقاء السائقين يقظين ومركّزين.

إيجابيات وسلبيات مراقبة انتباه السائق#

فيما يلي بعض المزايا الرئيسية لاستخدام أنظمة مراقبة انتباه السائق:

• الاكتشاف في الوقت الفعلي: يمكن لنماذج الرؤية الحاسوبية تحليل تعابير الوجه وحركات العين وموضع الرأس في الوقت الفعلي، مما يتيح اكتشاف الإرهاق أو التشتت مبكرًا.
• المراقبة غير التدخلية: بخلاف المستشعرات القابلة للارتداء، تتتبع الأنظمة المعتمدة على الكاميرات الانتباه بشكل سلبي من دون الحاجة إلى تلامس جسدي أو جهد إضافي من السائق.
• قابلية التوسع والتكيف: يمكن إعادة تدريب النماذج المعتمدة على الرؤية وتحسينها باستمرار باستخدام بيانات جديدة، مما يعزز الدقة عبر ظروف الإضاءة وأنواع الوجوه والبيئات المختلفة.

مع أن أنظمة مراقبة انتباه السائق تقدم فوائد عديدة، فهناك أيضًا بعض القيود التي ينبغي مراعاتها. وفيما يلي بعض العوامل الرئيسية التي يجب وضعها في الحسبان:

• مشكلات الإضاءة والرؤية: قد ينخفض أداء الرؤية الحاسوبية في الإضاءة الضعيفة أو عند وجود وهج، أو عندما يرتدي السائق نظارات عاكسة أو قبعة تحجب ملامح الوجه الرئيسية.
• مخاوف خصوصية البيانات: يثير التقاط الفيديو داخل المقصورة ومعالجته تساؤلات حول كيفية تخزين بيانات الوجه والأنماط السلوكية واستخدامها وحمايتها.
• المتطلبات الحاسوبية: يتطلب تحليل الفيديو في الوقت الفعلي قدرة معالجة كبيرة، مما قد يزيد تكلفة النظام واستهلاك الطاقة.

أهم النقاط المستخلصة#

يُعد البقاء يقظًا خلف عجلة القيادة أمرًا أساسيًا للقيادة الآمنة. وحتى لحظة قصيرة من التشتت أو الإرهاق يمكن أن تزيد خطر وقوع حادث.

تساعد أنظمة مراقبة انتباه السائق المدعومة بالذكاء الاصطناعي المرئي في الحد من هذا الخطر من خلال تتبع الإشارات البصرية مثل حركات العين وأنماط الرمش وموضع الرأس. وبالتعرف على العلامات المبكرة للنعاس أو عدم الانتباه، يمكن لهذه الأنظمة تنبيه السائقين في الوقت المناسب لإعادة التركيز والبقاء آمنين على الطريق.

تعرّف على المزيد حول الذكاء الاصطناعي من خلال الانضمام إلى مجتمعنا وزيارة مستودعنا على GitHub. اطّلع على صفحات حلولنا لقراءة المزيد عن الذكاء الاصطناعي في الروبوتات والرؤية الحاسوبية في الرعاية الصحية. اكتشف خيارات الترخيص لدينا وابدأ البناء باستخدام الذكاء الاصطناعي المرئي اليوم!