Desde julio de 2024, todos los modelos nuevos de vehículos de pasajeros en Europa deben contar con un sistema de monitoreo del conductor (DMS) capaz de detectar la somnolencia. Los equipos de ingeniería de toda la industria automotriz se han apresurado a conocer la ciencia de la somnolencia y a desarrollar sistemas capaces de detectarla en los conductores. Después, cada uno de estos sistemas debe validarse y demostrar que detecta la somnolencia con precisión. Un problema recurrente que vemos en muchos equipos son los protocolos de prueba erróneos. Un protocolo que valida contra la Escala de Somnolencia de Karolinska (KSS) está midiendo lo que no es.
La industria avanza hacia esta postura. El protocolo de monitoreo del conductor (Driver Monitoring) de Euro NCAP 2026 exige la detección en “un nivel KSS >7 a más tardar, o una métrica equivalente”: antes de lo que exige el reglamento y abierto explícitamente a una alternativa objetiva.1
En Optalert, con frecuencia nos asombra que tantas pruebas no se orienten a la única referencia (ground truth) que importa: el deterioro del conductor.
Este artículo comienza con una tabla de los errores comunes que conviene vigilar al evaluar un protocolo de prueba. Después explica con más detalle cómo diseñar un protocolo que evite estas trampas, en línea con décadas de investigación meticulosa en laboratorios de ciencia del sueño.
A largo plazo, creemos que la industria debería acordar un protocolo de prueba estandarizado. Esto permitirá comparar el desempeño de los sistemas. Mientras no exista un consenso más amplio, sigue los principios que se describen a continuación para asegurarte de que el sistema mida lo que debe medir.
Qué vigilar | ¿Por qué? | ¿Qué se debe hacer? |
|---|---|---|
Los participantes no están lo suficientemente privados de sueño. | Si las personas no están privadas de sueño al punto de presentar deterioro y un aumento de las fallas de desempeño, no es posible probar si un sistema detecta el deterioro. | Los participantes sanos y bien descansados deben mantenerse despiertos hasta que presenten un deterioro significativo. |
No hay conductor de seguridad en el asiento del copiloto en una prueba en vía pública. | O la prueba no está llevando a los participantes a niveles peligrosos de deterioro, o es una falta ética grave por el peligro que supone para el conductor y los demás usuarios de la vía. | Con participantes realmente deteriorados en una prueba de conducción, se requiere toda una serie de medidas de seguridad para cuando fallen. |
La prueba se valida contra una referencia que no es el deterioro. | Un sistema debe detectar el deterioro del conductor, es decir, el aumento de las fallas de desempeño. No el puntaje KSS ni alguna otra métrica indirecta que se correlacione débilmente con el deterioro. | Las fallas de desempeño incluyen no detenerse cuando aparece un auto o dejar que las ruedas se salgan del carril. |
Nuestras recomendaciones a continuación ofrecen un panorama claro de cómo aplicar con rigor este tipo de prueba de validación, con base en las investigaciones más destacadas en este campo.
Glosario de términos | |
|---|---|
Falla de desempeño | Caso en que un participante no realiza la tarea asignada durante una prueba. |
Riesgo relativo | La razón entre la probabilidad de una falla de desempeño en un nivel determinado de somnolencia y la probabilidad de una falla de desempeño en estado de alerta. |
Deterioro | El riesgo relativo en un nivel determinado de somnolencia. |
Referencia (ground truth) | La observación o medición que se utiliza para evaluar la falla de desempeño. |
Error de omisión | Falta de respuesta a un estímulo visual en una prueba de vigilancia psicomotora dentro de 2,000 milisegundos. |
Vigilia prolongada | Extensión del tiempo que un participante permanece despierto más allá de la hora en que normalmente se iría a dormir. Por lo general, se considera de 18 a 36 horas despierto. |
Para medir la capacidad de un sistema de detectar el deterioro, los participantes tienen que estar… deteriorados. Esto implica un periodo considerable de vigilia prolongada. En general, tras 17 horas de vigilia prolongada, el riesgo relativo empieza a aumentar en las pruebas de vigilancia psicomotora: el mismo umbral en el que el desempeño cognitivo equivale a una concentración de alcohol en la sangre (BAC) de 0.05%.2 Las tareas de conducción por lo general solo revelan un aumento del riesgo relativo después de 24 horas de vigilia prolongada, aunque esto varía entre participantes. Las investigaciones de alto impacto en este campo suelen mantener a los participantes despiertos durante 30 horas o incluso 32 a 34 horas3 antes de las tareas de conducción.
Si una persona bien descansada se mantiene despierta unas horas más allá de su hora habitual de dormir, su capacidad de conducir probablemente no presentará deterioro, o solo uno muy leve. No puede autoevaluarse con la KSS ni con ninguna otra medida subjetiva en este sentido. La única referencia relevante es el aumento de las fallas de desempeño.
Una señal inequívoca de que la prueba involucra a participantes sin deterioro es que no haya un conductor de seguridad en el asiento del copiloto. En ese caso, o la prueba es gravemente antiética, o los participantes no presentan un deterioro real.
Es fundamental que la prueba garantice que los participantes privados de sueño se mantengan realmente despiertos. Las investigaciones cuidadosamente controladas verifican que los participantes con deterioro no hayan dormido durante su periodo de vigilia prolongada. Entre los métodos de verificación están los acelerómetros wearables o la observación directa por parte de un supervisor. Un diario de sueño es menos confiable porque puede falsificarse.
Se emplean dos tipos de pruebas para calibrar, probar o validar un sistema de detección de somnolencia: las pruebas de laboratorio y la validación en pista. Normalmente, un equipo realiza muchas más pruebas de laboratorio por su menor costo y el menor esfuerzo que requiere su aplicación.
Prueba de laboratorio | Validación en pista | |
|---|---|---|
Descripción | Los participantes se sientan frente a una computadora y realizan una tarea de vigilancia psicomotora a intervalos regulares. | Los participantes conducen en una pista de pruebas y se registran sus fallas de desempeño. |
¿Qué se está midiendo? | Fundamental deterioro cognitivo | Específico de cada dominio deterioro (en la conducción) |
Protocolos de seguridad necesarios | Asegúrate de que los participantes regresen a casa de forma segura (no pueden conducir ni usar el transporte público). | Un conductor de seguridad con doble mando debe ir en el asiento del copiloto. Asegúrate de que los participantes regresen a casa de forma segura (no pueden conducir ni usar el transporte público). |
Propósito | Puede usarse para calibrar o probar un DMS. | Paso final para validar o comparar sistemas. |
La Prueba de Vigilancia de Johns (JTV) es la tarea de vigilancia psicomotora que mejor se correlaciona con las fallas de desempeño en tareas de conducción. Hace más de dos décadas, el fundador de Optalert, el Dr. Murray Johns, descubrió que el deterioro causado por la somnolencia se manifiesta con mucha más frecuencia como una simple falta de respuesta a un estímulo que como un aumento gradual del tiempo de reacción. Por eso, en la JTV la falla de desempeño se define como la falta de respuesta dentro de 2,000 milisegundos.
Toda prueba de laboratorio que intente simular la conducción debe adoptar esta definición de falla de desempeño, ya que ha sido ampliamente validada a lo largo de décadas de investigación. También es importante señalar que las respuestas extremadamente rápidas deben excluirse, pues se consideran anticipatorias. El tiempo exacto depende de la complejidad de la tarea, pero suele ubicarse entre 50 y 150 milisegundos.
Referencia (ground truth) | Sin deterioro: Sesiones con menos del 5% de errores de omisión Con deterioro: Sesiones con un 5% o más de errores de omisión |
|---|---|
Entorno | Entorno silencioso y sin distracciones |
Participantes | 10 personas diversas en edad, sexo, estatura, tono de piel y apertura palpebral |
Régimen | Los participantes deben estar bien descansados antes de iniciar la prueba.
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Conclusión del estudio | Cuando el participante alcanza el 25% de errores de omisión o 34 horas de vigilia prolongada, lo que ocurra primero. |
Análisis | Se compara la clasificación binaria (con o sin deterioro) del DMS con la referencia. Así se obtienen la sensibilidad, la especificidad y la exactitud general. |
En la validación en pista de la detección de somnolencia de un DMS, pueden adoptarse numerosas definiciones de falla de desempeño. Entre las opciones prácticas están:
Algunos malos ejemplos de fallas de desempeño son:
La tabla muestra un ejemplo de protocolo, aunque, como se señaló, hay diversas fallas de desempeño que pueden elegirse y que corresponden con precisión al deterioro en tareas de conducción reales.
Referencia (ground truth) | Sin deterioro: No ocurren dos o más salidas de carril en un lapso de 15 minutos Con deterioro: Ocurren dos o más salidas de carril en un lapso de 15 minutos |
|---|---|
Entorno | Copiloto de seguridad, sin interacción con el conductor, velocidad máxima de 50 km/h |
Participantes | 10 personas diversas en edad, sexo, estatura, tono de piel y apertura palpebral |
Régimen | Los participantes se someten a 34 horas de vigilia prolongada. Después conducen un vehículo durante una a dos horas en una pista de pruebas. Las salidas de carril (dos ruedas fuera del carril) se registran como falla de desempeño. |
Conclusión del estudio | La sesión de conducción termina cuando el copiloto considera necesario intervenir o el conductor manifiesta sentirse demasiado somnoliento para continuar con seguridad. |
Análisis | Un verdadero positivo ocurre cuando el DMS emite una alerta no más de 15 minutos antes de la segunda salida de carril en un evento de falla de desempeño. Así se obtienen la sensibilidad, la especificidad y la exactitud general. |
Sin importar qué falla de desempeño se elija, el DMS debe detectar el deterioro antes de que ocurra. Esto demuestra que habría evitado la falla de desempeño en condiciones reales.
Además, durante todo el recorrido nadie debe despertar al conductor, ni el copiloto de seguridad ni ningún dispositivo del vehículo. El DMS no debe emitir ninguna alerta que despierte al conductor.
¿Contra qué debe validarse un sistema de detección de somnolencia? | Deterioro: el aumento del riesgo relativo de que el conductor presente una falla de desempeño. No la Escala de Somnolencia de Karolinska, no los bostezos, no la posición de la cabeza y no el juicio de un observador de que alguien parece somnoliento. Una falla de desempeño es un evento observable: una salida de carril o no frenar cuando aparece un peligro. |
|---|---|
¿Qué tan privados de sueño deben estar los participantes? | Lo suficiente para presentar un deterioro medible. El riesgo relativo empieza a aumentar en las pruebas de vigilancia psicomotora después de unas 17 horas despierto, pero las tareas de conducción por lo general solo revelan un aumento después de 24 horas, y esto varía entre personas. Las investigaciones líderes mantienen a los participantes despiertos de 30 a 34 horas antes de las tareas de conducción. |
¿Cómo saber si un protocolo de validación no es sólido? | Hay tres señales. Los participantes no están lo suficientemente privados de sueño para presentar deterioro. No hay un conductor de seguridad en el asiento del copiloto durante una prueba en vía pública, lo que significa que los participantes no presentan un deterioro real o que la prueba es antiética. Y la referencia es algo distinto del deterioro. |
¿Por qué la KSS es la referencia equivocada? | Mide qué tan cansada se siente una persona, no qué tan deteriorada está, y ambas cosas pueden disociarse por completo. Un participante puede reportar una KSS alta sin presentar deterioro, o una KSS baja con deterioro. Además, hacer la pregunta despierta al participante, lo que contrarresta la somnolencia que se está midiendo. |
¿Cuál es la diferencia entre una prueba de laboratorio y la validación en pista? | Una prueba de laboratorio mide el deterioro cognitivo fundamental mediante una tarea de vigilancia psicomotora y puede usarse para calibrar o probar un sistema. La validación en pista mide el deterioro específico de la conducción y es el paso final para validar o comparar sistemas. Las pruebas de laboratorio son más económicas, por lo que los equipos realizan muchas más. |
¿Euro NCAP o el reglamento de la UE exigen la KSS? | Ninguno la exige de forma exclusiva. El Reglamento (UE) 2021/1341 permite mediciones alternativas siempre que se demuestre que son válidas y precisas, y el protocolo 2026 de Euro NCAP pide la detección en un nivel KSS superior a 7 “o una métrica equivalente”. Ambos dejan la puerta abierta a una medida objetiva. |
Invitamos a los OEM y proveedores Tier 1 del sector automotriz a contactarnos para obtener más información sobre cómo validar con rigor la detección de somnolencia de un DMS.
Queremos ayudar a la industria a aplicar ciencia sólida y asegurarnos de hacer todo lo posible para mantener seguros a los conductores y a los demás usuarios de la vía.