注意 kayak！通过现场边缘情况测试告知自主车辆的用户体验设计

研究背景与问题

• 作者发现了哪些问题或挑战？

  1. 随着自动驾驶车辆（包括水面交通工具）的部署，如何确保用户对其安全性和信任成为关键问题。
  2. 当前对用户体验（UX）的研究主要集中在虚拟模拟、桌面研究和问卷调查，而缺乏真实场景中的实地测试。
  3. 自动渡轮在状态透明度（automation transparency）和与其他交通互动（如划艇、船只）的设计仍然存在不足。

• 为什么这个问题很重要？

  1. 用户对自动驾驶交通工具的信任和安全感是其技术接受度的重要基础。
  2. 自动渡轮的发展对城市交通和环境可持续性具有潜在的积极影响。
  3. 未解决的安全问题和信任不足可能会限制自动驾驶技术的大规模采用。

• 研究动机与相关工作

  1. 当前的虚拟现实模拟研究和桌面研究提供了低成本和低风险的环境，但不能捕捉真实场景中的高风险交互及用户反馈。
  2. 海事领域的自动驾驶船只需要进一步研究与复杂交通环境中的交互，而划艇被视为典型的高风险交通参与者。
  3. 本研究旨在通过实地测试引入“对抗性情境”（adversarial scenarios），进一步探索用户在真实操作环境中的安全感和信任。

解决方案

• 作者提出了哪些方法或解决方案？

  1. 设计并实施了一项对抗性情境测试，模拟一个划艇与自动渡轮的碰撞场景，评估用户的安全感和信任。
  2. 研究结合了定量问卷调查与定性访谈，细化了对用户体验的理解。

• 该解决方案的创新之处是什么？

  1. 首次在真实操作环境中应用对抗性情境测试，填补了以往研究中对实地用户交互理解的空白。
  2. 将重点放在乘客对于自动驾驶渡轮在风险场景下的安全感和透明度反馈，推动了海事自动化领域关于外部人机交互界面（eHMIs）的研究。

• 实施步骤是什么？使用了哪些关键技术？

  1. 实验平台为“milliAmpere2”自动渡轮，该渡轮具备自主航行、动态定位和避碰功能。
  2. 在挪威的特隆赫姆水道中进行三周的公共试运行，其中两天安排了20次划艇干扰场景。
  3. 力求在乘客不知情的情况下，观察其面对真实高风险交通场景的反应。
  4. 数据采集方式包括事后问卷调查（N=217，包括实验组N=39和对照组N=178）及半结构化访谈（N=17）。

研究成果

• 取得了哪些具体成果？

  1. 参与过对抗性情境的乘客，相较于未经历干扰的乘客，对渡轮在有安全员情况下的安全感评分显著更高。
  2. 无安全员情况下的安全感变化不显著，表明自动渡轮的表现能增强信任，但安全员的存在仍被认为重要。
  3. 虽然干扰场景可增强安全感，但对渡轮总体的信任和推荐意愿并未显著改变。

• 与现有解决方案相比，它有哪些优势？

  1. 探索了虚拟仿真实验和桌面研究未能覆盖的真实环境中的用户反应。
  2. 实地测试不仅捕捉了乘客的第一印象，还揭示了复杂环境下的设计改进方向。

• 实验或评估结果是什么？

  • 定量数据：
    • 划艇干扰场景组在带安全员的渡轮安全感得分显著升高（p=0.015），但无安全员的差异不显著（p=0.165）。
    • 对渡轮的信任感（p=0.358）和推荐意愿（p=0.256）在干扰组与对照组间无显著差异。
  • 定性数据：
    • 用户认为渡轮对于划艇反应过于谨慎，提出简化反应流程的建议。
    • 乘客希望增加透明度，如通过屏幕或灯光显示渡轮状态和未来意图，并与周围交通进行更直观的沟通。

• 局限性与未来方向

  1. 局限性：
     • 对抗场景的设计较为简单，仅涉及划艇干扰。
     • 未包含对其他交通参与者（如划艇手）的主观感受调查。
     • 在试验中，安全员的存在可能弱化了场景对乘客的心理挑战。
  2. 未来方向：
     • 增加更复杂的场景测试，如多交通工具交互或系统失效。
     • 探讨隐形安全员在船上的影响，或开发远程操控中心的测试应用。
     • 扩展研究范围，涵盖其他交通群体（如小船用户）对自动渡轮交互的看法。
     • 深化外部人机交互界面（eHMI）设计，尤其是在海事领域的应用。