Desde julho de 2024, todos os novos modelos de veículos de passeio na Europa precisam ter um sistema de monitoramento do motorista (DMS) capaz de detectar sonolência. Equipes de engenharia de toda a indústria automotiva correram para entender a ciência da sonolência e desenvolver sistemas capazes de detectá-la nos motoristas. Cada um desses sistemas precisa então ser validado e comprovar que detecta a sonolência com precisão. Um problema recorrente que vemos em muitas equipes são protocolos de teste equivocados. Um protocolo validado com base na Escala de Sonolência de Karolinska (KSS) está medindo a coisa errada.
O setor está caminhando nessa direção. O protocolo de monitoramento do motorista (Driver Monitoring) do Euro NCAP de 2026 exige a detecção em “um nível KSS >7, no máximo, ou uma métrica equivalente”: antes do que o regulamento exige e explicitamente aberto a uma alternativa objetiva.1
Na Optalert, muitas vezes nos surpreende que tantos testes não sejam orientados pela única referência (ground truth) que importa: o comprometimento do motorista.
Este artigo começa com uma tabela que lista os erros comuns a observar ao avaliar um protocolo de teste. Em seguida, descreve em mais detalhes como elaborar um protocolo que evite essas armadilhas, de acordo com décadas de pesquisa meticulosa realizada em laboratórios de ciência do sono.
A longo prazo, acreditamos que o setor deve chegar a um acordo sobre um protocolo de teste padronizado. Isso permitirá comparar o desempenho dos sistemas. Até que se alcance um consenso mais amplo, siga os princípios descritos abaixo para garantir que o sistema esteja medindo o que deve medir.
O que observar | Por quê? | O que deve ser feito? |
|---|---|---|
Os participantes não estão suficientemente privados de sono. | Se as pessoas não forem privadas de sono a ponto de ficarem comprometidas e apresentarem aumento das falhas de desempenho, não é possível testar se um sistema detecta o comprometimento. | Participantes saudáveis e bem descansados devem ser mantidos acordados até apresentarem comprometimento significativo. |
Não há motorista de segurança no banco do passageiro em um teste em via pública. | Ou o teste não está levando os participantes a níveis perigosos de comprometimento, ou é uma violação ética grave, pelo perigo que representa para o motorista e os demais usuários da via. | Com participantes realmente comprometidos em um teste de direção, é necessária uma série de medidas de segurança para quando eles falharem. |
O teste é validado com base em uma referência que não é o comprometimento. | Um sistema deve detectar o comprometimento do motorista, ou seja, o aumento das falhas de desempenho. Não a pontuação KSS nem alguma outra métrica indireta que tenha correlação fraca com o comprometimento. | Falhas de desempenho incluem não parar quando um carro aparece ou deixar as rodas saírem da faixa. |
Nossas recomendações abaixo oferecem uma visão clara de como aplicar com rigor esse tipo de teste de validação, com base nas pesquisas de maior destaque nessa área.
Glossário de termos | |
|---|---|
Falha de desempenho | Situação em que um participante deixa de executar a tarefa atribuída durante um teste. |
Risco relativo | A razão entre a probabilidade de uma falha de desempenho em um determinado nível de sonolência e a probabilidade de uma falha de desempenho em estado de alerta. |
Comprometimento | O risco relativo em um determinado nível de sonolência. |
Referência (ground truth) | A observação ou medição usada para avaliar a falha de desempenho. |
Erro de omissão | Ausência de resposta a um estímulo visual em um teste de vigilância psicomotora em até 2.000 milissegundos. |
Vigília prolongada | Extensão do tempo em que o participante permanece acordado além do horário em que normalmente iria dormir. Em geral, considera-se de 18 a 36 horas acordado. |
Para medir a capacidade de um sistema de detectar o comprometimento, os participantes precisam estar… comprometidos. Isso exige um período considerável de vigília prolongada. Em geral, após 17 horas de vigília prolongada, o risco relativo começa a aumentar nos testes de vigilância psicomotora: o mesmo limiar em que o desempenho cognitivo se torna equivalente a uma concentração de álcool no sangue (BAC) de 0,05%.2 As tarefas de direção geralmente só revelam aumento do risco relativo após 24 horas de vigília prolongada, embora isso varie entre os participantes. As pesquisas de alto impacto na área costumam manter os participantes acordados por 30 horas ou até 32 a 34 horas3 antes das tarefas de direção.
Se uma pessoa bem descansada ficar acordada algumas horas além do horário em que costuma dormir, sua capacidade de dirigir provavelmente não estará comprometida, ou estará apenas levemente comprometida. Ela não consegue se autoavaliar com a KSS ou qualquer outra medida subjetiva nesse aspecto. A única referência relevante é o aumento das falhas de desempenho.
Um sinal claro de que o teste envolve participantes sem comprometimento é a ausência de um motorista de segurança no banco do passageiro. Nesse caso, ou o teste é gravemente antiético, ou os participantes não estão realmente comprometidos.
É fundamental que o teste garanta que os participantes privados de sono sejam de fato mantidos acordados. Pesquisas cuidadosamente controladas verificam que os participantes comprometidos não dormiram durante o período de vigília prolongada. Entre os métodos de verificação estão acelerômetros vestíveis ou a observação direta por um fiscal. Um diário do sono é menos confiável, porque pode ser falsificado.
Dois tipos de teste são usados para calibrar, testar ou validar um sistema de detecção de sonolência: testes em laboratório e validação em pista. Normalmente, uma equipe realiza muito mais testes em laboratório, pelo menor custo e esforço envolvidos na sua aplicação.
Teste em laboratório | Validação em pista | |
|---|---|---|
Descrição | Os participantes ficam sentados diante de um computador e realizam uma tarefa de vigilância psicomotora em intervalos regulares. | Os participantes dirigem em uma pista de testes e suas falhas de desempenho são registradas. |
O que está sendo medido? | Fundamental comprometimento cognitivo | Específico de cada domínio comprometimento (na direção) |
Protocolos de segurança necessários | Garanta que os participantes voltem para casa em segurança (eles não podem dirigir nem usar transporte público). | Um motorista de segurança com duplo comando deve ocupar o banco do passageiro. Garanta que os participantes voltem para casa em segurança (eles não podem dirigir nem usar transporte público). |
Finalidade | Pode ser usado para calibrar ou testar um DMS. | Etapa final para validar ou comparar sistemas. |
O Teste de Vigilância de Johns (JTV) é a tarefa de vigilância psicomotora com maior correlação com as falhas de desempenho em tarefas de direção. Há mais de duas décadas, o fundador da Optalert, Dr. Murray Johns, descobriu que o comprometimento causado pela sonolência se manifesta com muito mais frequência como simples ausência de resposta a um estímulo do que como um aumento gradual do tempo de reação. Por isso, a falha de desempenho no JTV é definida como ausência de resposta em até 2.000 milissegundos.
Todo teste em laboratório que tente simular a direção deve adotar essa definição de falha de desempenho, pois ela foi amplamente validada ao longo de décadas de pesquisa. Também é importante observar que respostas extremamente rápidas devem ser excluídas, pois são consideradas antecipatórias. O tempo exato depende da complexidade da tarefa, mas geralmente fica entre 50 e 150 milissegundos.
Referência (ground truth) | Sem comprometimento: Sessões com menos de 5% de erros de omissão Com comprometimento: Sessões com 5% ou mais de erros de omissão |
|---|---|
Ambiente | Ambiente silencioso e sem distrações |
Participantes | 10 pessoas com diversidade de idade, sexo, estatura, tom de pele e abertura palpebral |
Regime | Os participantes devem estar bem descansados antes do início do teste.
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Conclusão do estudo | Quando o participante atingir 25% de erros de omissão ou 34 horas de vigília prolongada, o que ocorrer primeiro. |
Análise | A classificação binária (com ou sem comprometimento) do DMS é comparada à referência. Isso fornece a sensibilidade, a especificidade e a acurácia geral. |
Na validação em pista da detecção de sonolência de um DMS, é possível adotar várias definições de falha de desempenho. Entre as opções práticas estão:
Maus exemplos de falhas de desempenho incluem:
A tabela mostra um exemplo de protocolo, embora, como observado, exista uma série de falhas de desempenho que podem ser escolhidas e que correspondem com precisão ao comprometimento em tarefas reais de direção.
Referência (ground truth) | Sem comprometimento: Não ocorrem duas ou mais saídas de faixa em um intervalo de 15 minutos Com comprometimento: Ocorrem duas ou mais saídas de faixa em um intervalo de 15 minutos |
|---|---|
Ambiente | Copiloto de segurança, sem interação com o motorista, velocidade máxima de 50 km/h |
Participantes | 10 pessoas com diversidade de idade, sexo, estatura, tom de pele e abertura palpebral |
Regime | Os participantes são submetidos a 34 horas de vigília prolongada. Em seguida, dirigem um veículo por uma a duas horas em uma pista de testes. As saídas de faixa (duas rodas fora da faixa) são registradas como falha de desempenho. |
Conclusão do estudo | A sessão de direção termina quando o copiloto considera necessário intervir ou o motorista diz estar sonolento demais para continuar com segurança. |
Análise | Um verdadeiro positivo ocorre quando o DMS emite um alerta no máximo 15 minutos antes da segunda saída de faixa em um evento de falha de desempenho. Isso fornece a sensibilidade, a especificidade e a acurácia geral. |
Independentemente da falha de desempenho escolhida, o DMS deve detectar o comprometimento antes que ela ocorra. Isso demonstra que ele teria evitado a falha de desempenho em condições reais.
Além disso, o motorista não deve ser despertado em nenhum momento durante a direção, nem pelo copiloto de segurança nem por qualquer dispositivo do veículo. O DMS não deve emitir nenhum alerta que acorde o motorista.
Com base em que um sistema de detecção de sonolência deve ser validado? | Comprometimento: o aumento do risco relativo de o motorista apresentar uma falha de desempenho. Não a Escala de Sonolência de Karolinska, não o bocejo, não a posição da cabeça e não a avaliação de um observador de que alguém parece sonolento. Uma falha de desempenho é um evento observável: uma saída de faixa ou deixar de frear quando surge um perigo. |
|---|---|
Qual deve ser o grau de privação de sono dos participantes? | O suficiente para estarem comprovadamente comprometidos. O risco relativo começa a aumentar nos testes de vigilância psicomotora após cerca de 17 horas acordado, mas as tarefas de direção geralmente só revelam aumento após 24 horas, e isso varia de pessoa para pessoa. As principais pesquisas mantêm os participantes acordados por 30 a 34 horas antes das tarefas de direção. |
Como saber se um protocolo de validação não é confiável? | Há três sinais. Os participantes não estão privados de sono o suficiente para estarem comprometidos. Não há motorista de segurança no banco do passageiro durante um teste em via pública, o que significa que os participantes não estão realmente comprometidos ou que o teste é antiético. E a referência é algo diferente do comprometimento. |
Por que a KSS é a referência errada? | Ela mede o quanto a pessoa se sente cansada, e não o quanto está comprometida, e as duas coisas podem se dissociar completamente. Um participante pode relatar uma KSS alta sem estar comprometido, ou uma KSS baixa estando comprometido. Além disso, fazer a pergunta desperta o participante, o que neutraliza a sonolência que está sendo medida. |
Qual é a diferença entre um teste em laboratório e a validação em pista? | Um teste em laboratório mede o comprometimento cognitivo fundamental por meio de uma tarefa de vigilância psicomotora e pode ser usado para calibrar ou testar um sistema. A validação em pista mede o comprometimento específico da direção e é a etapa final para validar ou comparar sistemas. Os testes em laboratório são mais baratos, por isso as equipes realizam muito mais deles. |
O Euro NCAP ou o regulamento da UE exigem a KSS? | Nenhum dos dois a exige com exclusividade. O Regulamento (UE) 2021/1341 permite medições alternativas desde que se demonstre que são válidas e precisas, e o protocolo de 2026 do Euro NCAP pede a detecção em um nível KSS acima de 7 “ou uma métrica equivalente”. Ambos deixam a porta aberta para uma medida objetiva. |
Convidamos montadoras e fornecedores Tier 1 a entrar em contato conosco para saber mais sobre como validar com rigor a detecção de sonolência de um DMS.
Queremos ajudar o setor a aplicar uma ciência sólida e garantir que estamos fazendo todo o possível para manter os motoristas e os demais usuários da via em segurança.