Cognitive control, driving assistance and Human-­‐Machine Cooperation : maintaining an acceptable and safe trajectory

Contrôle cognitif, assistance à la conduite et coopération homme-machine : le maintien sur une trajectoire acceptable et sécurisée

Mathieu Deroo (1)

1 IRCCyN - Institut de Recherche en Communications et en Cybernétique de Nantes

The work in this thesis employs the Human-Machine Cooperation framework to study the relationship between symbolic (interpretive) processing of the context and subsymbolic processing of the intervention of driving assistance devices that act directly on the steering wheel. Four experimental studies on a driving simulator are presented.The first two focus on the ability of drivers to remain in full control of the vehicle when the assistance occasionally intervenes on the steering wheel, in case of imminent risk of lane departure (haptic priming). The results show that the driver’s reaction times are fully determined at the sensorimotor level. However, symbolic processes are involved as well at a very early stage to inhibit or modulate the motor response. Two other studies focus on Human-Machine Cooperation when the intervention of the device is continuous (shared control). The optimal level of shared control and the medium-term adaptation of the driver to the automation are studied. The results show that it is possible to effectively integrate the intervention of automation into the drivers sensorimotor control loops. However, successful integration requires respecting certain constraints, such as the fine calibration of the level of automation and the timing of the intervention

Ce travail de thèse utilise le cadre de la Coopération Homme-Machine afin d’étudier l’articulation entre le traitement symbolique (interprétatif) du contexte et le traitement subsymbolique de l’intervention d’assistances à la conduite directement sur le volant. Quatre études expérimentales menées sur simulateur de conduite sont présentées.Les deux premières études s’intéressent à la capacité des conducteurs à conserver la totale maîtrise du véhicule lorsque l’assistance intervient ponctuellement sur le volant, en cas de risque imminent de sortie de voie (amorçage haptique). Les résultats montrent que seuls les temps de réaction des conducteurs sont entièrement déterminés au niveau sensori-moteur, les processus symboliques intervenant très tôt pour inhiber ou moduler la réponse motrice. Les deux dernières études s’intéressent à la Coopération Homme-Machine lorsque l’intervention de l’automate sur le volant est continue (contrôle partagé). Le degré de partage entre les deux agents et l’adaptation à l’assistance sur le moyen terme ont été étudiés. Les résultats permettent de conclure qu’il est possible d’intégrer efficacement l’intervention des automatesdans les boucles de contrôle sensori-motrices à condition que cette intégration respecte certaines précautions. Il s’agira notamment de calibrer finement le degré d’intervention ou la temporalité d’intervention dans ces boucles

Mots clés: Haptic priming; Shared control

Mots clés: Amorçage haptique; Contrôle partagé

Domaines: Psychologie

Mathieu Deroo. Contrôle cognitif, assistance à la conduite et coopération homme-machine : le maintien sur une trajectoire acceptable et sécurisée. Psychologie. Université Rennes 2, 2012. Français. ⟨NNT : 2012REN20028⟩. ⟨tel-00730507⟩