Towards real-time detection of cognitive effort in driving: Contribution of cardiac measurement

En 2013, on estime que 40 à 50% des accidents corporels seraient dus à des défauts d'attention de la part du conducteur. Des études récentes ont mis en évidence la possibilité de détecter des états attentionnels dégradés afin de pouvoir mieux assister le conducteur ; ce thème de recherche représente donc un nouveau gisement de sécurité routière. Cette étude se concentre sur la détection de l'effort cognitif fournit par les conducteurs et cherche, par l'étude de la variation du rythme cardiaque, à identifier un indicateur d'effort sensible sur de courtes fenêtres temporelles.Chacun des 18 participants a passé 8 conditions expérimentales sur simulateur de conduite : la moitié où seule une tâche de comptage était demandée et l'autre moitié en réalisant une tâche supplémentaire de conduite sur simulateur. Il a été demandé aux participants soit d'effectuer la tâche cognitive soit de se relaxer et de ne pas prêter attention aux stimuli présentés (Effort Vs. Relaxation). Afin de réaliser la tâche de comptage, deux types de stimuli auditifs ont été présentés aux participants. Les participants ont effectué les conditions expérimentales dans des ordres partiellement contrebalancés. Le rythme cardiaque et la respiration ont été collectés.Les résultats de différents auteurs ont été répliqués y compris en conduite automobile. Dans les secondes qui suivent un effort cognitif, une légère décélération du rythme cardiaque puis une forte accélération ont été mises en évidence. A l'inverse, en condition de relaxation, une simple décélération cardiaque a été observée. Au terme de notre étude, il s'avère qu'il est possible de distinguer des patterns cardiaques d'effort et de relaxation sur de courtes fenêtre temporelle en observant la variation du rythme cardiaque moyenné sur un nombre conséquent d'épisodes. Toutefois, dans l'objectif de développer des systèmes capables de détecter en temps réel un effort cognitif important, ces dispositifs devront être capables de visualiser l'effort sur un unique évènement. Une piste intéressante consisterait à explorer la faisabilité de la suppression de l'influence de la respiration sur la variation du rythme cardiaque. Si cela s'avère efficace, des assistances pourraient ainsi permettre d'alerter le conducteur ou de pallier ses erreurs lorsque celui-ci ne peut plus assurer la tâche de conduite en raison d'un effort cognitif important.