方程式賽車中可再現之眨眼模式

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以下 節譯自 Pupil Labs' Blog - Reproducible blink patterns in Formula car driving by Neil M. Thomas, Nadia Paraskevoudi

眨眼行為如何影響現實世界的駕駛表現？

方程式賽車代表了高速賽車運動的巔峰，車手們駕駛著最先進的開輪式賽車參加需要非凡精準度、技巧和快速決策的比賽。在快節奏的方程式賽車世界中，汽車經常以超過 200 英里/小時的速度在賽道上飛馳，在急轉彎和具有挑戰性的直線賽道上行駛。在這種環境下，快速決策的重要性再怎麼強調也不為過。因此，了解影響車手決策和反應時間的因素對於提升賽車表現至關重要。

平均而言，我們每分鐘大約眨眼 20 次，而每次眨眼都會導致大約 200 毫秒的視覺訊息流失。因此，次佳的眨眼時間可能會對賽車表現產生顯著的影響。

然而，雖然先前的研究已經探討了模擬駕駛過程中的眨眼行為和認知狀態之間的關係，但對現實駕駛場景中的眨眼行為的研究仍然有限。

檢視現實世界方程式賽車駕駛中的眨眼行為

最近發表在iScience上的一項研究中，Nishizono 及其同事測試了在方程式賽車駕駛的情境下眨眼行為與汽車控制之間可能的關聯性。他們的研究重點是分析三位技術精湛的賽車手在現實練習中的眨眼模式。

他們的目標是評估給定駕駛和路線組合的每一圈以及駕駛的不同階段（例如轉彎或超車）中的眨眼模式。眨眼行為在比賽的某些階段裡被證明是可重複的，這將為車手採用的特定眨眼策略提供一些證據。

為了實現這個目標，他們使用了Pupil Core 頭戴式眼動追蹤系統以及全面性的數據擷取設置，該設置可捕捉與汽車性能相關的各種參數，包括速度和加速度（圖 1）。透過這種設置，他們不僅能夠在整個跑圈的過程中精確定位眨眼模式，還能夠研究這些模式與駕駛性能之間的潛在關聯。

圖 1.A) 眼動儀安裝在安全帽內部。	圖 1.B) 來自 Pupil Core 的視訊影像和汽車遙測資料用於計算從起跑線/終點線的眨眼距離，然後將其標準化為單圈中的最大行駛距離。

為了量化眨眼模式，研究人員利用了尖峰距離（SPIKE-distance）。這是一種統計指標，最初設計用於評估多個放電神經元中尖峰之間的時間差異，但也可用於其他事件序列，例如眨眼。它比較兩個或多個尖峰序列之間的相似性或不相似性。在這種情況下，尖峰序列指的是一連串眨眼序列。隨著事件序列變得更加同步，尖峰距離（SPIKE-distance） 會減少（如圖 2 左側所示）。

作者是如何使用這個指標？

作者首先計算了每位車手和路線組合的尖峰距離值，並針對排列的虛無分佈/零分佈（null distribution）進行了測試驗證。這使他們能夠確定觀察到的尖峰距離值是否真的具有統計顯著性，而非只是偶然的。最終，這項測試驗證旨在調查這樣的假設：眨眼可能確實可以作為方程式駕駛過程中可重複行為模式的指標。

可重複的眨眼模式

研究人員發現，三位方程式賽車車手的眨眼模式在多圈和多場比賽中具有高度可重複性。換句話說，每位駕駛者在每次駕駛過程中都表現出一致的眨眼行為模式（見圖 2，右）。

圖 2. 左：較小與較大的尖峰距離序列分別反映了較多與較少同步事件序列。	圖 2.右：眨眼模式在多圈駕駛中具有高度重複性。

眨眼發生的機率與駕駛表現有關

研究人員還確定了與駕駛者之眨眼模式交織在一起的關鍵因素以及其對於單圈駕駛表現和加速的影響。他們發現，每時每刻眨眼發生的機率會受到單圈配速的影響，因此更快的圈速與更加同步且明顯的眨眼模式有所關聯（圖 3）。這表示了駕駛表現與眨眼行為密切相關。

此外，每時每刻眨眼發生的機率也會受到汽車加速區域的影響。在區域 1 和區域 2 的眨眼頻率顯著減少，表示當汽車明顯減速或橫向加速時，對於眨眼的抑制更加強烈（圖 4）。這項發現說明了，車手正在根據賽道和駕駛表現的要求調整他們的眨眼模式，在需要高度集中注意力的關鍵時刻（例如，與比賽開始相關的階段、轉彎、超車以及與其他賽車手對決的期間）會更有效地抑制眨眼。

圖 3 - 眨眼率和單圈時間長度相關（左），且眨眼序列在快圈時比慢圈時更為同步（右）。	圖 4 - 與汽車加速相關的眨眼抑制。

對駕駛表現和安全的影響

透過將眼動追蹤與汽車遙測數據相互結合，Nishizono 及其同事在賽車的關鍵階段（與非常重要的動作處理一致）呈現了眨眼抑制。再者，這些模式與賽車表現有直接相關，在完成更快的圈數時，其眨眼模式會有更高程度的同步。

這些發現都表明了，改善眨眼控制和認知狀態的訓練計劃可以提高高水準的駕駛表現和安全性，並且還為開發即時監控系統以偵測賽車駕駛的駕駛疲勞或分心提供了可能性。

主要亮點

• 方程式賽車過程中的眨眼模式在多圈和多場比賽中具有高度可重複性。

• 更快的單圈時間會與更同步且更明顯的眨眼模式有關。

• 在需要高度集中注意力的關鍵時刻，即當汽車橫向加速時（例如，與其他賽車手對決），眨眼會被抑制。

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