يعزز الذكاء الاصطناعي للرؤية أنظمة مراقبة انتباه السائق

قد تجعل القيادة لمسافة طويلة على طريق سريع، أو القيادة في وقت متأخر من الليل، أو قضاء يوم حافل أي سائق يشعر بالتعب. لكن حتى الشرود اللحظي في الانتباه قد يُحدث فرقًا كبيرًا عندما يتعلق الأمر بـالسلامة على الطرق.

ولهذا السبب، تتجه شركات تصنيع السيارات إلى التكنولوجيا الجديدة للمساعدة في إبقاء السائقين يقظين ومتيقظين. فمن المستشعرات التي تتعقب أنماط التوجيه إلى الكاميرات التي ترصد علامات الإرهاق، أصبحت مركبات اليوم أذكى في اكتشاف بداية تشتت انتباه السائق.

وعلى وجه الخصوص، بفضل الرؤية الحاسوبية، وهي فرع من الذكاء الاصطناعي (AI)، تستطيع الآلات الآن تفسير الصور ومقاطع الفيديو على نحو يشبه قدرة البشر. وفي المركبات، يمكن استخدام الرؤية الحاسوبية في أنظمة مراقبة انتباه السائق لتحليل وضعية السائق وتعبيرات وجهه وحركات عينيه.

فعلى سبيل المثال، تدعم نماذج الذكاء الاصطناعي البصري مثل Ultralytics YOLO11 وUltralytics YOLO26 مهام الرؤية الحاسوبية، مثل اكتشاف الأجسام (تحديد الأجسام في الصورة وتعيين مواقعها)، وتعقب الأجسام (متابعة تلك الأجسام عبر الإطارات)، وتقسيم المثيلات (فصل الأجسام الفردية عن الخلفية)، ويمكن تطبيق هذه المهام لمراقبة وضعية السائق وموضع رأسه ومستوى انتباهه عمومًا.

سنستكشف في هذه المقالة أسباب تشتت انتباه السائق والنعاس، وكيف يُشغّل الذكاء الاصطناعي البصري أنظمة مراقبة انتباه السائق، وكيف تسهم هذه الأنظمة في تشكيل مستقبل أكثر أمانًا للسائقين في كل مكان.

ما المقصود بتشتت انتباه السائق والنعاس؟#

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

تُظهر الدراسات أن السائقين الذين يرفعون أعينهم عن الطريق أكثر من مرة أو يضغطون مرارًا على أزرار السيارة هم أكثر عرضة للتورط في حادث أو شبه حادث، حتى وإن لم تتضاعف المخاطر تمامًا.

تُبرز هذه النتائج مدى سهولة تشتت الانتباه، وهي مشكلة تُعرف بتشتت انتباه السائق. ويحدث ذلك عندما تبتعد عينا السائق أو أفكاره عن الطريق، سواء بسبب النظر إلى الهاتف أو تغيير الموسيقى أو الاستغراق في التفكير. وقد تكفي نظرة سريعة بعيدًا عن الطريق لمدة ثانيتين لتفويت ملاحظة سيارة تخفف سرعتها أو إشارة حمراء أمام السائق.

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

في المقابل، يتطور نعاس السائق تدريجيًا، وغالبًا ما ينجم عن التعب أو قلة النوم. وقد يرمش السائق النعسان ببطء، أو يومئ برأسه، أو يرخي قبضته على عجلة القيادة. ومع اشتداد الإرهاق، تتباطأ أوقات الاستجابة ويصبح الحفاظ على السيطرة أكثر صعوبة.

تحديد ما إذا كان السائق يقظًا#

فيما يلي بعض العلامات الشائعة لتشتت انتباه السائق أو نعاسه:

• معدل الرمش ومدته: يرمش السائق ببطء أو بوتيرة أعلى من المعتاد.
• وضعية الرأس وميله: يميل رأس السائق إلى الأمام أو إلى أحد الجانبين.
• حركة العين واتجاه النظر: يبتعد نظر السائق عن الطريق مدة طويلة.
• قلة مدخلات التوجيه: يجري السائق تصحيحات طفيفة أو متأخرة للتوجيه أثناء القيادة.

قد تبدأ هذه العلامات طفيفة، لكنها تصبح أوضح بمرور الوقت، ولا سيما في الرحلات الطويلة أو أثناء الليل. ويساعد اكتشافها مبكرًا السائقين على البقاء يقظين ومركزين وآمنين على الطريق.

الحاجة إلى مراقبة انتباه السائق#

حتى مع وجود ميزات متقدمة مثل مساعد الحفاظ على المسار، الذي يساعد على إبقاء المركبة في وسط المسار، أو مثبت السرعة التكيفي، الذي يحافظ على مسافة آمنة بين المركبات، قد تقع الحوادث إذا تراجع انتباه السائق. ويمكن للتكنولوجيا تعزيز السلامة، لكن مسؤولية البقاء يقظًا تظل على عاتق السائق.

للحد من هذه المخاطر، تستخدم ابتكارات جديدة الآن كاميرات مدعومة بالذكاء الاصطناعي للرؤية لمراقبة وجه السائق وعينيه. وصُممت هذه التقنيات، المعروفة باسم أنظمة مراقبة انتباه السائق، للكشف عن العلامات المبكرة للإرهاق أو التشتت والمساعدة على إبقاء السائقين يقظين وآمنين.

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

عندما يرصد النظام مؤشرات تحذيرية، مثل بطء الرمش أو إيماء الرأس أو انحراف النظر عن الطريق، فإنه يرسل عادةً تنبيهات لطيفة، كتحذير مرئي أو صوتي، لحث السائق على استعادة تركيزه قبل تفاقم الخطر.

مراقبة انتباه السائق: كيف تعمل#

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

لضمان أداء موثوق في جميع الظروف، تستخدم أنظمة كثيرة كاميرات بالأشعة تحت الحمراء تلتقط تفاصيل الوجه بوضوح حتى ليلًا أو في الإضاءة الخافتة والطقس السيئ. وبما أن توقيت الاستجابة بالغ الأهمية في تطبيقات مراقبة انتباه السائق، فلا بد من تحليل اللقطات التي تلتقطها الكاميرات في الوقت الفعلي لاكتشاف علامات الإرهاق أو التشتت والاستجابة لها.

كيف يفسر الذكاء الاصطناعي البصري سلوك السائق#

فكيف تعمل هذه الأنظمة فعليًا؟ تلتقط الكاميرات فيديو مباشرًا تحلله نماذج الذكاء الاصطناعي للرؤية المدرّبة على تفسير وضعية الجسم البشري وسلوك الوجه. وتكتشف هذه النماذج الإشارات المرئية الدقيقة التي تكشف مدى يقظة السائق أو تشتته. فعلى سبيل المثال، يمكنك تجربة نموذج لاكتشاف نعاس السائق ضُبط بدقة انطلاقًا من YOLO26n على منصة Ultralytics، أو تدريب نموذجك الخاص على مجموعة بيانات اكتشاف نعاس السائقين.

تحليل إشارات الوجه والجسم#

يستطيع نظام ذكاء اصطناعي للرؤية مدمج مع هذه النماذج اكتشاف وجه السائق ووضعية جسمه العامة وتتبعها باستخدام تقنيات تقدير الوضعية. ويحدد النظام النقاط الرئيسية، مثل العينين والأنف والفم والكتفين وموضع الرأس، ما يتيح له مراقبة الحركة والمحاذاة حتى عند تغير الإضاءة أو تبدّل وضعية السائق.

بعد اكتشاف وجه السائق، يقدّر النظام اتجاه الرأس لتحديد موضع نظره، سواء إلى الأمام مباشرةً نحو الطريق أو إلى الأسفل باتجاه جهاز أو إلى أحد الجانبين. ثم يركز النظام على العينين، ويحلل معدل الرمش ومدته واتجاه النظرة لتقييم الانتباه.

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

قد يشير بطء الرمش أو إغلاق العينين أو انحراف النظر عن الطريق إلى التعب أو التشتت. وتستخدم بعض الأنظمة أيضًا التعلم الآلي لتتبع أنماط الوضعية والحركة بمرور الوقت، ومقارنتها بالسلوك الطبيعي الذي يتسم بالانتباه، لاكتشاف العلامات التدريجية مثل إيماء الرأس أو التراخي أو بطء الاستجابة.

اكتشاف الإرهاق وإصدار تنبيهات انتباه السائق#

عند اكتشاف العلامات المبكرة للإرهاق أو ضعف الانتباه، يرسل النظام تنبيهات لطيفة لمساعدة السائق على استعادة تركيزه. وقد تكون هذه التنبيهات نغمة خافتة أو اهتزازًا في عجلة القيادة أو تذكيرًا يظهر على لوحة القيادة. وإذا لم يستجب السائق، تصبح التنبيهات أكثر وضوحًا إلى أن يعاود السائق الانتباه إلى الطريق.

يدعم الذكاء الاصطناعي البصري أيضًا ميزات أخرى لمساعدة السائق وتعزيز السلامة#

إلى جانب مراقبة انتباه السائق، يمكن للذكاء الاصطناعي البصري تحسين مجموعة من ميزات السلامة ومساعدة السائق المتوفرة في مركبات اليوم. فعلى سبيل المثال، عندما يكتشف النظام علامات التشتت أو النعاس، يمكنه مشاركة هذه المعلومات مع الأنظمة الأخرى في المركبة، ما يمكّن السيارة من تعديل سلوكها والمساعدة في الحفاظ على قيادة آمنة ومستقرة.

فيما يلي بعض الأنظمة الأخرى المصممة لمساعدة السائق:

• مثبّت السرعة التكيفي: يحافظ على سرعة محددة ويعدّلها تلقائيًا للإبقاء على مسافة آمنة من المركبة التي أمامه.
• المساعدة على البقاء في المسار: يقدم هذا النظام توجيهًا لطيفًا للمقود لمساعدة السيارة على البقاء في منتصف مسارها والحد من الانحراف غير المقصود.
• التحذير من الاصطدام الأمامي: يهدف هذا النظام إلى تنبيه السائق عند اكتشاف احتمال وقوع اصطدام 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 أمثلتها نظام Super Cruise من General Motors ونظام BlueCruise من Ford، إذ يستخدم كلاهما كاميرات داخل المركبة لتتبع تركيز السائق وإصدار التنبيهات إذا تراجع انتباهه.

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

يمكن للذكاء الاصطناعي البصري إنقاذ الأرواح على الطرق#

أنظمة مراقبة انتباه السائق ليست ابتكارات تجريبية فحسب، بل بدأ استخدامها فعليًا في الإنتاج. فالإرهاق والتشتت من التحديات اليومية التي يواجهها سائقو الشاحنات لمسافات طويلة، إذ يقضون ساعات طويلة على الطريق مع فترات استراحة قليلة.

يساعد الذكاء الاصطناعي البصري الآن في معالجة هذه المشكلة من خلال مراقبة يقظة السائق في الوقت الفعلي. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك نظام Driver Alert Support المطوّر الذي طرحته Volvo Trucks. ويجمع النظام بين كاميرا تتبع العينين موجّهة إلى داخل المقصورة وكاميرا أمامية تراقب موضع المركبة في المسار وأنماط القيادة. وإلى جانب ذلك، تدمج شركات تصنيع سيارات أخرى أنظمة لمراقبة السائق تعمل برؤية الحاسوب والذكاء الاصطناعي للمساعدة في إبقاء السائقين يقظين ومتيقظين.

إيجابيات وسلبيات مراقبة انتباه السائق#

فيما يلي بعض المزايا الرئيسية لاستخدام أنظمة مراقبة انتباه السائق:

• الكشف في الوقت الفعلي: تستطيع نماذج رؤية الحاسوب تحليل تعابير الوجه وحركات العينين وموضع الرأس في الوقت الفعلي، ما يتيح الكشف المبكر عن الإرهاق أو التشتت.
• مراقبة غير تدخّلية: على عكس المستشعرات القابلة للارتداء، تتبع الأنظمة المعتمدة على الكاميرات الانتباه بصورة سلبية من دون الحاجة إلى أي تلامس جسدي أو جهد إضافي من السائق.
• قابلية التوسع والتكيّف: يمكن إعادة تدريب النماذج القائمة على الرؤية وتحسينها باستمرار باستخدام بيانات جديدة، ما يعزز الدقة في 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 يجدر أخذها في الحسبان:

• مشكلات الإضاءة والرؤية: قد يتراجع أداء رؤية الحاسوب في الإضاءة السيئة أو الوهج، 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.
• متطلبات الحوسبة: يتطلب تحليل الفيديو في الوقت الفعلي قدرة معالجة كبيرة، ما قد يزيد تكلفة النظام واستهلاك الطاقة.

أبرز النقاط#

من الضروري أن يظل السائق متيقظًا خلف عجلة القيادة لضمان القيادة الآمنة. فحتى لحظة قصيرة من التشتت أو الإرهاق قد تزيد خطر وقوع حادث.

تساعد أنظمة مراقبة انتباه السائق المدعومة بالذكاء الاصطناعي البصري على الحد من هذا الخطر من خلال تتبع الإشارات البصرية، مثل حركات العينين وأنماط الرمش وموضع الرأس. وبالتعرّف على العلامات المبكرة للنعاس أو ضعف الانتباه، تستطيع هذه الأنظمة تنبيه السائقين في الوقت المناسب لاستعادة تركيزهم والبقاء آمنين على الطريق.

اكتشف المزيد عن الذكاء الاصطناعي بالانضمام إلى مجتمعنا وزيارة مستودع GitHub. اطّلع على صفحات حلولنا لقراءة المزيد عن الرؤية الحاسوبية في قطاع السيارات والرؤية الحاسوبية في الرعاية الصحية. تعرّف على خيارات الترخيص وابدأ اليوم في التطوير باستخدام الذكاء الاصطناعي للرؤية!