الذكاء الاصطناعي البصري يدعم أنظمة مراقبة انتباه السائق

إن القيادة لمسافات طويلة على الطرق السريعة، أو القيادة في وقت متأخر من الليل، أو قضاء يوم عمل شاق، أمور قد تترك أي سائق يشعر بالتعب. ولكن حتى لحظة قصيرة من فقدان التركيز يمكن أن تحدث فرقاً كبيراً فيما يتعلق بـ السلامة على الطرق.

ولهذا السبب يتجه العديد من مصنعي السيارات إلى تقنيات جديدة للمساعدة في إبقاء السائقين في حالة تأهب وتركيز. فبدءاً من المستشعرات التي تتبع أنماط التوجيه وصولاً إلى الكاميرات التي تراقب علامات الإرهاق، أصبحت مركبات اليوم أكثر ذكاءً في التعرف على متى يبدأ انتباه السائق في التشتت.

وبشكل خاص، وبفضل الرؤية الحاسوبية، وهو فرع من فروع الذكاء الاصطناعي (AI)، أصبحت الآلات الآن قادرة على تفسير الصور والفيديو بطريقة مشابهة لما يقوم به البشر. وفيما يخص المركبات، يمكن استخدام الرؤية الحاسوبية في أنظمة مراقبة انتباه السائق لتحليل وضعية السائق، وتعبيرات وجهه، وحركات عينيه.

على سبيل المثال، تدعم نماذج الذكاء الاصطناعي البصري مثل Ultralytics YOLO11 و Ultralytics YOLO26 مهام الرؤية الحاسوبية مثل اكتشاف الكائنات (تحديد وتعيين مواقع الكائنات في الصورة)، وتتبع الكائنات (متابعة تلك الكائنات عبر الإطارات)، وتقسيم النطاق (فصل الكائنات الفردية عن الخلفية)، والتي يمكن تطبيقها لمراقبة وضعية السائق، ووضعية الرأس، ومستوى الانتباه العام.

في هذه المقالة، سنستكشف مسببات تشتت انتباه السائق والنعاس، وكيف يعزز الذكاء الاصطناعي البصري أنظمة مراقبة انتباه السائق، وكيف تشكل هذه الأنظمة مستقبلاً أكثر أماناً للسائقين في كل مكان.

Link to this sectionما هو تشتت انتباه السائق والنعاس؟#

يتطلب الحفاظ على التركيز خلف المقود انتباهاً مستمراً. ففي كل ثانية، يعالج السائقون لافتات الطرق، وإشارات المرور، وحركة المركبات المحيطة. وعندما يضعف ذلك التركيز، ولو للحظة قصيرة، يرتفع خطر وقوع حادث بشكل حاد.

تظهر الدراسات أن السائقين الذين يرفعون أنظارهم عن الطريق لأكثر من مرة أو يضغطون بشكل متكرر على أزرار داخل السيارة هم أكثر عرضة للتورط في حادث أو تجربة وشيكة للوقوع فيه، حتى لو لم تكن الزيادة في المخاطر مضاعفة تماماً.

تسلط هذه النتائج الضوء على مدى سهولة تشتت الانتباه، وهي مشكلة تُعرف بتشتت انتباه السائق. يحدث هذا عندما تهيم عينا السائق أو ذهنه بعيداً عن الطريق، سواء كان ذلك من خلال التحقق من الهاتف، أو تغيير الموسيقى، أو الغرق في التفكير. حتى نظرة سريعة لمدة ثانيتين بعيداً عن الطريق قد تكون كافية لتفويت سيارة تبطئ سرعتها أو إشارة مرور حمراء في الأمام.

الشكل 1. أمثلة على سائق مشتت. (المصدر)

في الوقت نفسه، يتطور نعاس السائق تدريجياً، وغالباً ما ينتج عن التعب أو قلة النوم. قد يومض السائق النعسان بعينيه ببطء، أو يومئ برأسه، أو يرخي قبضته عن المقود. ومع تزايد التعب، تتباطأ سرعة الاستجابة، وتصبح السيطرة على المركبة أكثر صعوبة.

Link to this sectionتحديد ما إذا كان السائق في حالة تأهب#

فيما يلي بعض العلامات الشائعة لتشتت انتباه السائق أو نعاسه:

• تكرار ومدة الرمش: يومض السائق بعينيه ببطء أكبر أو بشكل متكرر أكثر من المعتاد.
• وضعية الرأس وإمالته: تومض رأس السائق للأمام أو تميل إلى أحد الجانبين.
• حركة العين واتجاه النظر: ينظر السائق بعيداً عن الطريق لفترة طويلة جداً.
• نقص مدخلات التوجيه: يقوم السائق بتصحيحات توجيه صغيرة أو متأخرة أثناء القيادة.

قد تبدأ هذه العلامات صغيرة لكنها تصبح أكثر وضوحاً بمرور الوقت، خاصة في الرحلات الطويلة أو في الليل. إن التعرف عليها مبكراً يساعد السائقين على البقاء يقظين ومركزين وآمنين على الطريق.

Link to this sectionالحاجة إلى مراقبة انتباه السائق#

حتى مع وجود ميزات متقدمة مثل مساعد الحفاظ على المسار، الذي يساعد في إبقاء المركبة في المنتصف، أو مثبت السرعة التكيفي، الذي يحافظ على مسافة تتبع آمنة، لا تزال الحوادث ممكنة الوقوع إذا ضعف انتباه السائق. يمكن للتكنولوجيا تعزيز السلامة، لكن البقاء يقظاً لا يزال مسؤولية السائق.

للمساعدة في تقليل هذه المخاطر، تستخدم الابتكارات الجديدة الآن كاميرات مدعومة بالذكاء الاصطناعي البصري لمراقبة وجه السائق وعينيه. تم تصميم هذه التقنيات، المعروفة بأنظمة مراقبة انتباه السائق، للكشف عن العلامات المبكرة للتعب أو التشتت والمساعدة في إبقاء السائقين يقظين وآمنين.

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

عندما يلاحظ النظام علامات تحذيرية، مثل الرمش ببطء، أو إيماء الرأس، أو تشتت النظر بعيداً عن الطريق، فإنه عادة ما يرسل تنبيهات لطيفة، مثل تحذير بصري أو مسموع، مما يدفع السائق إلى إعادة التركيز قبل أن يزداد الخطر.

Link to this sectionمراقبة انتباه السائق: كيف تعمل#

تم تصميم أنظمة مراقبة انتباه السائق للتعرف على اللحظة التي يبدأ فيها السائق في فقدان التركيز، وهو أمر يمكن أن يحدث تدريجياً دون أن يدرك السائق ذلك. تستخدم هذه الأنظمة عادةً كاميرا صغيرة مثبتة بالقرب من عجلة القيادة أو على لوحة القيادة لمراقبة وجه السائق وعينيه بشكل مستمر.

ولضمان أداء موثوق في جميع الظروف، تستخدم العديد من الأنظمة كاميرات تعمل بالأشعة تحت الحمراء يمكنها التقاط تفاصيل الوجه بوضوح حتى في الليل أو في ظروف الإضاءة المنخفضة والطقس السيئ. وبما أن مراقبة انتباه السائق هي تطبيق يكون فيه التوقيت حاسماً، يجب تحليل اللقطات التي تلتقطها الكاميرات في الوقت الفعلي لاكتشاف علامات التعب أو التشتت والاستجابة لها.

Link to this sectionكيف يفسر الذكاء الاصطناعي البصري سلوك السائق#

إذاً كيف تعمل هذه الأنظمة فعلياً؟ تلتقط الكاميرات فيديو حياً يتم تحليله بواسطة نماذج الذكاء الاصطناعي البصري المدربة على تفسير وضعية الإنسان وسلوك الوجه. تكتشف هذه النماذج إشارات بصرية دقيقة تكشف مدى يقظة أو تشتت السائق.

Link to this sectionتحليل إشارات الوجه والجسم#

يمكن لنظام الذكاء الاصطناعي البصري المدمج مع هذه النماذج اكتشاف وتتبع وجه السائق ووضعية جسمه بالكامل باستخدام تقنيات تقدير الوضعية. فهو يحدد النقاط الرئيسية مثل العينين، والأنف، والفم، والكتفين، ووضعية الرأس، مما يسمح له بمراقبة الحركة والمحاذاة حتى عند تغير الإضاءة أو تغيير السائق لوضعيته.

بمجرد اكتشاف وجه السائق، يقوم النظام بتقدير اتجاه رأسه لتحديد أين ينظر السائق، سواء كان ينظر للأمام مباشرة نحو الطريق، أو للأسفل نحو جهاز ما، أو جانباً. ثم يركز النظام على العينين، ويحلل تكرار الرمش، ومدة الرمش، واتجاه النظر لتقييم مستوى الانتباه.

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

يمكن أن يشير الرمش البطيء، أو إغلاق العينين، أو العيون التي تتشتت بعيداً عن الطريق إلى التعب أو التشتت. تستخدم بعض الأنظمة أيضاً التعلم الآلي لتتبع أنماط الوضعية والحركة بمرور الوقت، ومقارنتها بالسلوك الطبيعي واليقظ لتحديد العلامات التدريجية مثل إيماء الرأس، أو التراخي، أو ردود الفعل الأبطأ.

Link to this sectionالكشف عن التعب وإصدار تحذيرات انتباه السائق#

عند اكتشاف علامات مبكرة للتعب أو تشتت الانتباه، يرسل النظام تنبيهات لطيفة لمساعدة السائق على إعادة التركيز. يمكن أن تتخذ هذه التنبيهات شكل رنين خافت، أو اهتزاز في عجلة القيادة، أو تذكير يظهر على لوحة القيادة. وإذا لم يستجب السائق، تصبح التحذيرات أكثر وضوحاً حتى يبدأ السائق في الانتباه للطريق مرة أخرى.

Link to this sectionيدعم الذكاء الاصطناعي البصري أيضاً ميزات أخرى لمساعدة السائق والسلامة#

بالإضافة إلى مراقبة انتباه السائق، يمكن للذكاء الاصطناعي البصري تعزيز مجموعة من ميزات السلامة ومساعدة السائق الموجودة في مركبات اليوم. على سبيل المثال، عندما يكتشف النظام علامات التشتت أو النعاس، يمكنه مشاركة تلك المعلومات مع أنظمة أخرى على متن السيارة، مما يجعل من الممكن للسيارة تعديل سلوكها والمساعدة في الحفاظ على قيادة آمنة وثابتة.

إليك بعض الأنظمة الأخرى المصممة لمساعدة السائق:

• مثبت السرعة التكيفي: يحافظ على سرعة محددة ويعدلها تلقائياً للحفاظ على مسافة آمنة من السيارة التي أمامك.
• مساعد الحفاظ على المسار: يوفر هذا النظام مدخلات توجيه لطيفة لمساعدة السيارة على البقاء متمركزة داخل مسارها وتقليل الانحراف غير المقصود.
• تحذير الاصطدام الأمامي: يهدف إلى تنبيه السائق عندما يكتشف تصادماً محتملاً أو تباطؤاً مفاجئاً في حركة المرور.
• أنظمة مساعدة القيادة بدون استخدام اليدين: تمكّن هذه الميزات القيادة المحدودة بدون استخدام اليدين على الطرق المتوافقة مع مراقبة انتباه السائق للمساعدة في ضمان السلامة. ومن أمثلة ذلك نظام Super Cruise من جنرال موتورز و BlueCruise من فورد، وكلاهما يستخدم كاميرات داخل السيارة لتتبع تركيز السائق وإصدار تنبيهات إذا تشتت الانتباه.

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

Link to this sectionيمكن للذكاء الاصطناعي البصري إنقاذ الأرواح على الطريق#

أنظمة مراقبة انتباه السائق ليست مجرد ابتكارات تجريبية؛ بل دخلت بالفعل في مرحلة الإنتاج. التعب والتشتت هما تحديان يوميان لسائقي الشاحنات لمسافات طويلة، الذين غالباً ما يقضون ساعات طويلة على الطريق مع فترات راحة قليلة.

يساعد الذكاء الاصطناعي البصري الآن في معالجة هذه المشكلة من خلال مراقبة يقظة السائق في الوقت الفعلي. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك نظام دعم تنبيه السائق المطور الذي قدمته شاحنات فولفو. فهو يجمع بين كاميرا داخلية لتتبع العين وكاميرا أمامية تراقب موقع المسار وأنماط القيادة. علاوة على ذلك، يقوم صانعو سيارات آخرون بدمج أنظمة مراقبة السائق المدعومة بالرؤية الحاسوبية والذكاء الاصطناعي للمساعدة في إبقاء السائقين يقظين ومركزين.

Link to this sectionإيجابيات وسلبيات مراقبة انتباه السائق#

فيما يلي بعض المزايا الرئيسية لاستخدام أنظمة مراقبة انتباه السائق:

• الكشف في الوقت الفعلي: يمكن لنماذج الرؤية الحاسوبية تحليل تعبيرات الوجه، وحركات العين، ووضعية الرأس في الوقت الفعلي، مما يسمح بالكشف المبكر عن التعب أو التشتت.
• مراقبة غير تداخلية: على عكس المستشعرات القابلة للارتداء، تتتبع الأنظمة القائمة على الكاميرا الانتباه بشكل سلبي دون الحاجة إلى أي اتصال جسدي أو جهد إضافي من السائق.
• القابلية للتوسع والتكيف: يمكن إعادة تدريب النماذج القائمة على الرؤية وتحسينها باستمرار ببيانات جديدة، مما يعزز الدقة عبر ظروف الإضاءة المختلفة، وأنواع الوجوه، والبيئات المتنوعة.

على الرغم من أن أنظمة مراقبة انتباه السائق توفر العديد من الفوائد، إلا أن هناك بعض القيود التي يجب مراعاتها. إليك بعض العوامل الرئيسية التي يجب وضعها في الاعتبار:

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

Link to this sectionأبرز النقاط#

البقاء يقظاً خلف المقود أمر ضروري للقيادة الآمنة. فحتى لحظة قصيرة من التشتت أو التعب يمكن أن تزيد من خطر وقوع حادث.

تساعد أنظمة مراقبة انتباه السائق المدعومة بالذكاء الاصطناعي البصري في تقليل هذا الخطر من خلال تتبع الإشارات البصرية مثل حركات العين، وأنماط الرمش، ووضعية الرأس. ومن خلال التعرف على العلامات المبكرة للنعاس أو تشتت الانتباه، يمكن لهذه الأنظمة تنبيه السائقين في الوقت المناسب لإعادة التركيز والبقاء آمنين على الطريق.

اكتشف المزيد حول الذكاء الاصطناعي من خلال الانضمام إلى مجتمعنا وزيارة مستودع GitHub الخاص بنا. تفقد صفحات الحلول الخاصة بنا للقراءة عن الذكاء الاصطناعي في الروبوتات و الرؤية الحاسوبية في الرعاية الصحية. اكتشف خيارات الترخيص لدينا وابدأ البناء باستخدام الذكاء الاصطناعي البصري اليوم!