Impact of hmi on driver trust for level 4 autonomous drive long haulage trucks

Abstract

While the technological advancements in Level 4 autonomous drive trucks, which can drive by themselves under limited conditions, are being communicated as a way forward to increase road safety, as well as to improve working conditions and provide relaxation to long haulage drivers onboard, it is important to understand the user acceptance factors so that this technology can provide the expected benefits. This study focuses on one of the user acceptance factors, i.e., trust of the drivers. The goal is to study the effect of Human Machine Interface (HMI) screen elements in supporting trust for Level 4 autonomous drive systems for long haulage trucks. Semi-structured interviews were conducted with 12 truck drivers to understand the current status of drivers’ trust, to identify drive maneuver instances where trust needs to be supported, and to develop an in-depth understanding of trust support via HMI screen elements for status and information share. Paper prototypes of HMI screen design proposals were used as probe materials during the interviews and discussed from trust build up perspective towards autonomous drive technology perspective. Interview questions and drive maneuver instances for further investigation were defined based on a preliminary trust questionnaire that was administered to 9 participants. Autonomous drive technology trust constructs that were used during the interview and in the questionnaire were defined through literature reviews in psychology and human machine interaction. Results show that main driver of trust to Level 4 autonomous trucks relies with driver experience with system competency, but it is not enough on its own. HMI screen elements are important for drivers throughout the trip. They become especially important to support feeling of reliability to autonomous system under changing weather conditions and feeling of safety during autonomous drive maneuvers through transparent status and information sharing. HMI screens can build up confidence by providing adequate solutions to watch over the road and other vehicles in autonomous driving mode. Findings from this study indicate that it is a dramatic change for long haulage truck drivers to hand over the drive to an autonomous drive system for extended durations. Considering the critical drive decisions they give during the journey for situation management, strictly following a zero-risk driving characteristic and continuously considering what could go wrong, HMI screen element designs can facilitate transparency of autonomous drive system, support trust and accelerate this transition period from current truck technology to autonomous drive trucks and assist with technology acceptance

Uzun yol çekicileri için geliştirilmekte olan ve sınırlı parkurlarda sürücü müdahelesine ve gözlemine gerek olmadan gidebilen Seviye 4 otonom sürüş sistemlerinin, yol güvenliğini arttırması, çekici sürücülerinin çalışma şartlarını iyileştirmesi ve yolculuk esnasında dinlenmelerine imkan tanıması gibi faydaları olacağı beklenmektedir. Sistemin teknik geliştirme çalışmalarına paralel olarak çekici sürücülerinin otonom sürüş teknolojisini kabul etmelerindeki faktörleri ve özellikle bu teknolojiye duydukları güveni kullanıcı odaklı tasarım geliştirme bakış açısıyla incelemek, bu teknolojinin sürücülerinin çalışma ve yaşam şartlarına adaptasyonu açısından önemlidir. Araştırmanın amacı çekici araçların kabin içindeki ekran arayüz içerik tasarımının Seviye 4 otonom sürüş sistemi teknolojisine olan güveni sağlamaktaki etkisini değerlendirmektir. Çekici sürücülerinin mevcut durumda bu teknolojiye duydukları güven durumunu anlamak ve otonom sistem durumu ve bilgi paylaşımına dair ekran arayüz içerik tasarımlarının güven duygusunu nasıl desteklediğini irdelemek için 12 çekici sürücüsü ile görüşmeler yapılmıştır. Kağıt prototipler şeklinde hazırlanan ekran içerik arayüz tasarım önerileri sürücülerinin incelemesine sunulmuş, toplanan bilgilerle çekiciler özelinde Seviye 4 otonom sürüş sistemine olan güvene olumlu etkileri tartışılmıştır. Görüşme sorularının hazırlanması ve hangi sürüş manevralarının görüşmeye dahil edileceğinin belirlenmesi amacıyla bir ön anket hazırlanmış ve 9 sürücüye dağıtılmıştır. Görüşme ve ankette yer verilen otonom sürüşe dair güven olgusunu etkileyen faktörler hem psikoloji dalında, hem de makina-insan arayüzü alanlarında literatür incelemesi yapılarak tespit edilmiştir. Elde edilen bilgiler ışığında çekici sürücülerinin otonom sürüş sistemine güvenmesinin aslen sistem yeterliliğinin tecrübe edilmesi ile oluşacağı, ama tek başına yeterli olmayacağı çıkarımına ulaşılmıştır. Ekran arayüz içerik tasarımlarının yolculuk boyunca güven duygusunun pekişmesinde önemli bir rolü olduğu, özellikle değişen hava koşullarında sistemin tutarlı bir sürüş sergileyeceğine, manevralar esnasında sistem durumu ve bilgi akışını şeffaf şekilde sağlayarak sürücülerin kendilerini emniyette hissetmelerine, yolu ve diğer araçları izleme ihtiyaçlarına doğru şekilde cevap vererek güven oluşumunu destekleyeceği görülmüştür. Çalışmada sürüşü devrederek uzun süreli otonom teknolojisini kullanarak seyahat etmenin çekici sürücüleri için büyük bir değişim olduğu anlaşılmıştır. Bugünkü yolculuklarında sürücülerin değişen şartlara göre pek çok durumsal kararlar verdikleri, seyir esnasında oluşabilecek tüm olumsuzlukları önden düşünerek sıfır risk ile bir sürüş profili sergilerdikleri bilgisi ışığında, sistem durumunu ve bilgi akışını şeffaf şekilde sağlayacak ekran arayüz içerik tasarımlarının otonom sürüş teknolojisinin benimsenmesini olumlu etkileyeceği sonucu elde edilmiştir.