A partir de mediados 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. En la industria automotriz, los ingenieros suelen usar una de tres referencias (ground truth) para medir la somnolencia en los conductores.
Referencia (ground truth) | Descripción | |
|---|---|---|
JDS | Escala de Somnolencia Johns | movimientos de los párpados son una ventana al estado cognitivo de una persona. La Escala de Somnolencia Johns (JDS) de Optalert ha demostrado, en decenas de estudios, ser el mejor predictor de que un conductor cometa un error debido a la somnolencia. |
KSS | Escala de Somnolencia de Karolinska | Las medidas subjetivas como la Escala de Somnolencia de Karolinska (KSS) pueden usarse como métricas indirectas que guardan cierta correlación con el aumento del riesgo relativo. |
EEG | Electroencefalografía | La actividad eléctrica del cerebro se mide mediante electroencefalografía (EEG) y se ve comprometida en situaciones de conducción. El EEG suele requerir electrodos conectados al cuero cabelludo, por lo que todos los sistemas de detección de somnolencia basados en EEG deben usar datos de un sensor no invasivo para estimar las señales de EEG. |
Estas tres referencias son muy distintas en lo que miden y en qué tan bien se relacionan con el efecto que intentan medir en los conductores: deterioro. Para este fin, el deterioro puede definirse como el aumento del riesgo relativo de una falla de desempeño.
La Escala de Somnolencia Johns (JDS) se desarrolló específicamente para proteger a los conductores en tiempo real. En un inicio se modeló a partir de la Prueba de Vigilancia de Johns (JTV), realizada en laboratorio, que mide los lapsos en las reacciones ante estímulos visuales repentinos. Después se perfeccionó mediante el seguimiento de las fallas de desempeño de conductores en campo. Ya se sabía que los movimientos de los párpados estaban relacionados con la somnolencia. Pero nadie podría haber previsto con qué precisión cuantificarían el aumento del riesgo relativo durante las tareas de conducción.
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Ninguna tecnología, salvo la JDS de Optalert, ofrece un método para cuantificar el ‘riesgo relativo de falla de desempeño’ en los conductores, sobre todo en sus etapas tempranas.
– Dr. Murray Johns
La JDS se obtiene a partir de los movimientos de los párpados del conductor, captados mediante una cámara RGB-IR en el DMS. El algoritmo en el que se basa la JDS extrae 64 parámetros matemáticos de la señal palpebral y les da seguimiento a lo largo del tiempo. Su poder predictivo es válido para todas las edades, géneros y etnias, y Harvard Medical School lo ha calificado como equivalente al estándar de oro en medidas de laboratorios. Además, en decenas de estudios independientes rigurosamente controlados, ha demostrado repetidamente ser la referencia más precisa para predecir fallas de desempeño en tareas de conducción. Un ejemplo fue un estudio publicado en 2023 por un equipo del Institute for Breathing and Sleep (IBAS):
Especificidad | Tasa de falsos positivos | |
|---|---|---|
JDS | 94% | 6% |
KSS | 82% | 18% |
Al optar por una sensibilidad del 100% (es decir, sin falsos negativos), la JDS genera un tercio de las falsas alertas (6%) que la KSS (18%) al predecir ruedas que se salen del carril. La JDS fue la más precisa para detectar un deterioro grave al final de la conducción, con un área bajo la curva (AUC) de 0.99, frente a un AUC de 0.93 de la KSS.
El fundador de Optalert, el Dr. Murray Johns, y su equipo de investigadores dedicaron muchos años a desarrollar la Prueba de Vigilancia de Johns (JTV), realizada en laboratorio. Todo, desde la sincronización de los estímulos hasta el tamaño y el contraste de color entre los elementos visuales, se ajustó con precisión para detectar la forma exacta de falla cognitiva que ocurre cuando un participante presenta deterioro por somnolencia. La JTV aísla esta ruptura cognitiva fundamental que provoca fallas de desempeño específicas de cada dominio que, en la conducción, incluyen cosas como desviarse del carril o no detenerse ante una señal de alto.
Optalert recomienda que todo sistema de detección de somnolencia se valide primero en laboratorio con una prueba de vigilancia psicomotora (PVT) para comprobar que predice cuándo ocurrirán los lapsos. Esto resulta menos costoso y complicado que una validación final en pista, que requiere un conjunto completo de medidas de seguridad.
Captura de pantalla de la Prueba de Vigilancia de Johns (JTV), que mide la vigilancia atencional en una escala de tiempo corta (es decir, de uno a dos segundos). Esto es crucial en tareas como la conducción, en las que incluso un lapso de atención menor a un segundo puede provocar una falla.
Algunos equipos de ingeniería han usado parámetros palpebrales más rudimentarios para medir la somnolencia. El ejemplo más destacado es PERCLOS, el porcentaje de tiempo en que los ojos están cerrados al menos un 80%. Este valor suele aumentar en las etapas muy avanzadas de la somnolencia, cuando el conductor ya presenta un deterioro peligroso, pero no permite anticiparse y, por lo tanto, prevenir situaciones de alto riesgo. Además, los microsueños pueden ocurrir con los ojos abiertos.
Otros equipos han intentado crear algo similar a la JDS con un número mucho menor de parámetros, pero ninguna de esas soluciones se ha validado para predecir fallas de desempeño con una precisión ni remotamente cercana a la de la JDS.
En la Escala de Somnolencia de Karolinska, el propio conductor se autoevalúa en una escala de 9 puntos que va de 1 (extremadamente alerta) a 9 (mucho sueño, gran esfuerzo por mantenerse despierto, luchando contra el sueño). Presenta algunos problemas importantes para prevenir accidentes viales:
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En cuanto a la KSS, las personas no son muy buenas para identificar cuándo deben dejar de conducir debido a la somnolencia.
– Dr. Murray Johns
1 | extremadamente alerta |
|---|---|
2 | muy alerta |
3 | alerta |
4 | bastante alerta |
5 | ni alerta ni con sueño |
6 | algunos signos de sueño |
7 | con sueño, pero sin esfuerzo por mantenerse despierto |
8 | con sueño, cierto esfuerzo por mantenerse despierto |
9 | mucho sueño, gran esfuerzo por mantenerse despierto, luchando contra el sueño |
Aunque el Reglamento Europeo 2021/1341 establece la KSS como la principal escala de referencia de somnolencia, contempla la aceptación de otras escalas. Cuatro empresas europeas de servicios técnicos con laboratorios de pruebas acreditados por Euro NCAP confirmaron que la JDS es una medida alternativa válida para la homologación.
La electroencefalografía (EEG) se ha usado durante décadas en laboratorios del sueño. Su uso principal ha sido medir el sueño, más que cuantificar la somnolencia en un sujeto despierto.
Cuando se usa como referencia (ground truth) en el monitoreo del conductor, presenta varios problemas: “
El EEG puede usarse para identificar el inicio del sueño, pero no puede cuantificar de forma confiable el deterioro de los conductores al inicio de la somnolencia.
– Dr. Murray Johns
Algunos proveedores Tier 1 pueden afirmar que han resuelto los problemas del EEG, pero no se ha publicado nada que respalde esas afirmaciones.
Invitamos a todos en la industria automotriz a contactarnos para obtener una lista más completa de la literatura publicada sobre cada una de las referencias anteriores.
Si eres una armadora (OEM), ponte en contacto para saber cómo integrar la tecnología de Optalert en tu DMS y mejorar o reemplazar la solución actual de detección de somnolencia. La blefarometría también está abriendo la puerta a una gran variedad de funciones de monitoreo de la salud para el vehículo del futuro.
Si eres un proveedor Tier 1, contáctanos para saber cómo integrar nuestra tecnología de medición de la somnolencia en tu sistema de monitoreo del conductor (DMS) mediante un kit de desarrollo de software (SDK). Confiamos en que, en un protocolo de prueba riguroso que lleve a los participantes hasta la falla, superará a cualquier tecnología existente en la predicción de fallas de desempeño. Pero no te quedes solo con nuestra palabra: ¡ponla a prueba!