Anno 2009 meer dan 33, 000 mensen stierven bij auto-ongelukken in de Verenigde Staten [bron:NHTSA]. Als je die ontnuchterende stat echt verteert, je zult je realiseren dat je je leven in eigen handen neemt elke keer dat je de sleutel in de motor draait. Hoewel we ons misschien op ons gemak voelen achter het stuur, tientallen variabelen kunnen elke reis gevaarlijk maken. Sommige gevaren zijn van buitenaf, zoals slecht weer, gladde wegen en beperkt zicht, terwijl andere gevaren die bestuurders met zich meebrengen, zoals alcoholstoornissen en gsm-gebruik.

Behalve de geüniformeerde politieagenten die onze wegen controleren op gevaarlijk rijgedrag, enkele van de belangrijkste helden van de snelweg zijn eigenlijk in laboratoriumjassen weggestopt in onderzoeksfaciliteiten. En een van de meest bruikbare methoden van laboratoriumonderzoek gebruikt rijsimulatoren , die virtuele realiteiten creëren die levensechte rijsituaties nabootsen.

Als je ooit een sit-down racegame in een speelhal hebt gespeeld, je hebt een idee van wat een rijsimulator is. Maar het kan nog meer meeslepend zijn dan dat. En hoewel videogames typisch NASCAR- of straatraces nabootsen, laboratoria gebruiken rijsimulators die gemiddelde, zij het gevaarlijk, rijsituaties.

Gezien het sterftecijfer op de snelwegen, onderzoek verzameld met een geavanceerde, realistische simulator is van onschatbare waarde. Moderne technologie stelt onderzoekers in staat om elke variabele van de weg te controleren terwijl ze talloze details over de bestuurder observeren, inclusief oogbewegingen, vertragingstijd en zelfs hersenactiviteit. In de veiligheid van een gecontroleerde, virtuele realiteit, onderzoekers bestuderen de effecten van gevaarlijke externe rijsituaties en slaaptekort, verslechtering van drugs en alcohol en afleiding van mobiele telefoons, onder andere. Het bestuderen van deze schat aan informatie geeft aanwijzingen voor het ontwerpen van veiligere wegen en voor het beschermen van een bestuurder tegen zichzelf.

Maar rijsimulators zijn er in alle soorten en maten. Sommige zijn geavanceerder en kunnen een meer meeslepende ervaring creëren dan andere. Maar onderzoekers zeggen dat zelfs de eenvoudigste simulatoren nuttige informatie geven over hoe bestuurders handelen in gevaarlijke rijomstandigheden. We zullen hierna de technologie van rijsimulators onderzoeken.

Rijsimulatoren voor autoveiligheid

Rijsimulators zijn geëvolueerd van vluchtsimulatoren voor luchtvaarttraining. De eenvoudigste rijsimulators lijken op videogames. Echter, een geavanceerde rijsimulator maakt gebruik van een echte auto, zoals een Ford Taurus of Chevy Malibu. De auto kan er volledig functioneel uitzien en aanvoelen, maar onder de motorkap u zult zien dat de motor is vervangen door een computer.

Dr. Azim Eskandarian, die werkt met een rijsimulator aan de George Washington University, beschreven hoe het systeem werkt. Een chauffeur die in de cabine van een auto zit, ziet een virtuele wereld geprojecteerd op een scherm. De chauffeur stuurt, accelereert en remt zoals normaal. Maar deze acties worden vertaald in de computer, die ze vertaalt naar de virtuele wereld. Dr. Eskandarian legt uit dat wanneer de chauffeur op het gas drukt, de hoeveelheid kracht op het pedaal wordt elektronisch ingevoerd in een data-acquisitiesysteem.

Onderzoekers hebben op fysica gebaseerde modellen gemaakt waarmee de computer de pedaalkracht kan vertalen in de juiste hoeveelheid versnelling in de virtuele wereld. Deze modellen hebben in kaart gebracht hoeveel pedaaldruk resulteert in hoeveel acceleratie. Elk onderdeel van het motorproces heeft een bijbehorend dynamisch model, dat is een op fysica gebaseerde vergelijking die de relatie tussen de invoer en de uitvoer beschrijft. Dit computationele proces dat voertuigbesturing vertaalt in virtual reality heet totale voertuigdynamiek [bron:Eskandarian].

De onderzoekers creëren ook een virtuele wereld om in te rijden. Ze projecteren deze wereld, compleet met gemarkeerde wegen, stopborden, stoplichten, voetgangers, fietsers en meer, op een scherm voor de bestuurder. Veel simulators kunnen ook het weer aanpassen, tijdstip van de dag en verkeer.

Echter, zelfs dit kan onrealistisch lijken als het niet "voelt" als autorijden. Met andere woorden, het kan voelen alsof je zweeft of op een glasplaat rijdt in plaats van op een echte weg [bron:Ahmad]. De National Advanced Driving Simulator (NADS) van de University of Iowa probeert dit probleem op te lossen als een van de meest meeslepende rijsimulators. Omar Ahmed, de adjunct-directeur van NADS, legt uit dat de auto is gehuisvest in een koepelzespoot met vier vibratie-actuatoren en zes hydraulische poten. Dit komt neer op een wereld van 360 graden met verschillende vibratiegraden voor het imiteren van soepele, hobbelige en onverharde wegen. De koepel en hexipod bewegen zijdelings en longitudinaal op een 64 voet bij 64 voet elektrisch railsysteem. Het maakt zelfs een kanteling van 13 graden mogelijk voor realistische stops, start en draait. Ahmad legt uit dat proefpersonen door een overdekte luifel lopen om de koepel binnen te gaan, waar ze in een typische auto stappen, die hen helpt ongeloof op te schorten.

HowStuffWorks wil onderzoekers Azim Eskandarian en Omar Ahmad bedanken voor het geven van interviews voor dit artikel.

Gevaarlijke rijsituaties nabootsen