为什么我们不更多地使用驾驶模拟器来教青少年开车?

这些模拟器在 20 世纪 50 年代出现,但今天你在任何正规驾校都看不到它们,这并非没有原因。
In May 1951, Popular Science featured Aetna’s next generation simulator, the Roadometer.
1951 年 5 月,《流行科学》杂志报道了 Aetna 的下一代模拟器——Roadometer。流行科学

从天空之城到机器人管家,《大众科学》的历史充满了对未来的设想。在我们“我们到了吗?”这个栏目中,我们会关注我们最有雄心的承诺的进展。点击这里阅读更多系列内容。

1953 年,纽约布鲁克林汽车技术高中(Brooklyn High School for Automotive Trades)的几十名青少年试用了首批最逼真的驾驶模拟器之一。这款名为 Drivotrainer 的模拟器(Drivotrainer)远不如《GT 赛车》(Gran Turismo),但它提供了道路视频和一个类似碰碰车的驾驶座,配有方向盘、离合器、刹车、后视镜、速度计,甚至还有一个引擎盖装饰件。

1953 年 5 月,《流行科学》杂志报道了 Drivotrainer 在纽约布鲁克林的首秀。当时,美国青少年酒驾事故率正在飙升,主要原因是汽车普及率增加和培训不足。在 15-24 岁年龄段,机动车死亡率在过去十年中急剧上升,到 1956 年翻了一番多,达到每 10 万人中有近 43 人死亡。但学校的成本太高,无法提供足够的双重控制培训汽车和教练来满足增加的驾驶教育需求。自 20 世纪 10 年代早期引入(早在 1910 年就已推出)的飞行模拟器帮助飞行员为真实飞行做准备以来,交通安全专家希望驾驶模拟器也能为年轻司机带来类似的效果,扭转令人担忧的交通事故趋势。

Drivotrainer 的开发者是总部位于康涅狄格州的 Aetna Casualty and Surety Company(现属 CVS),对该公司而言,驾驶教育和事故预防不仅能带来利润,还能提升声誉。Aetna 早在 1935 年就开始投资驾驶模拟技术,当时推出了用于测量驾驶员反应时间的 Reactometer。在 Reactometer 之后,又推出了 Steerometer,随后是 Driverometer(Driverometer),这是一款街机风格的机器,通过电影模拟驾驶条件。

Drivotrainer 正在运行。Aetna

1951 年 5 月,《流行科学》杂志报道了 Aetna 的下一代模拟器——Roadometer(Roadometer),这是一种使用视频和类似驾驶舱的座椅进行的驾驶测试。Drivotrainer 是为课堂培训设计的,它通过自动化评分并将视频与驾驶舱分开,改进了 Roadometer 的设计,使其能够投影到大屏幕上,供坐在 Aetna 汽车驾驶座上的学生观看。然而,其成功只能通过模拟器训练的驾驶员在道路上的表现与未经培训和在道路上训练的同龄人相比来衡量。Aetna 需要证明模拟训练的积极影响。

训练的正迁移(positive transfer of training)这一概念基于发展心理学家 让·皮亚杰(Jean Piaget)在 20 世纪 20 年代至 40 年代发布的众多著作中的认知发展理论。特别是,同化定律(law of assimilation)提出,我们倾向于以与熟悉情境相似的方式应对新情境。驾驶模拟器的理念是在学生上路之前,让他们熟悉驾驶基础知识和具有挑战性的交通场景。

“我们可以让人们置身于他们可能永远不会遇到的情境中,让他们意识到(驾驶的)风险和危险,”康涅狄格交通研究所(CTI)执行董事 Eric Jackson 告诉《PopSci》。CTI 是康涅狄格大学的一个研究中心。除了汇编撞车事故数据以追踪趋势,Jackson 的团队还操作各种驾驶模拟器来研究驾驶员在不同条件下的行为,例如在驾驶员受到酒精或注意力分散影响时。CTI 的模拟器收藏包括一个安装在执行器上的带环绕屏幕的汽车,以及几款摩托车模拟器。他们还使用桌面式和虚拟现实模拟器。

根据来自瑞典的研究人员(researchers from Sweden)的说法,他们在 2023 年使用驾驶模拟器测试来补充实际道路测试,模拟器是测试驾驶员在不寻常危险情况下的有效方法,正如 Jackson 所建议的那样。他们的模拟器测试将驾驶员置于对实际道路测试来说过于危险的情境中,并成功地检测出了驾驶员的缺陷反应。

在布鲁克林绿点社区贝德福德大道(至今仍矗立在贝德福德大道)的汽车技术高中进行的为期六周的 Drivotrainer 课程,是 20 世纪 50 年代 Aetna 在美国各地进行的几项驾驶模拟器试验之一。其他试验还包括纽约皇后区 William Cullen Bryant 高中的学生;爱荷华州立师范学院(现北爱荷华大学);以及加州洛杉矶的好莱坞高中。当时,美国汽车协会(AAA)(American Automobile Association (AAA))也开发了自己的驾驶模拟器 Auto Trainer,并在华盛顿特区的 Anacostia 高中和宾夕法尼亚州的斯普林菲尔德进行了试验。

1960 年,国家安全教育委员会(National Commission on Safety Education)的一份报告分析了 Drivotrainer 和 Auto Trainer 的试验,并得出结论:“在使用(驾驶模拟器)时,会发生一些学习转移。”但报告也指出,现有性能数据存在重大缺陷,并呼吁进行更多测试。然而,展望未来,作者补充道:“心理学理论的最新发展将操作员视为人机系统不可或缺的一部分,这可能为显著提高模拟教学的转移效应指明方向。”

Jackson 认为,模拟确实有助于重塑大脑,让人们思考道路上可能发生的事情。他指出,今天的模拟技术,包括图形、声音和触觉传感器,可以使体验超逼真。“在我们设计的场景中,”他解释道,“我们会让一个孩子追赶一个球,球滚到车前。即使在模拟器中,你也会感受到那种‘天哪,我差点撞到一个孩子’的感觉。你永远不想在现实生活中体验这种感觉。”

在 20 世纪 50 年代和 60 年代模拟培训激增后(包括 Drivotrainer 出口到英国和瑞典等国家),驾驶模拟器技术没有取得多大进展,其使用也逐渐减少,尽管 Aetna 汽车在 20 世纪 90 年代仍能在一些驾校教室中找到。即使在美国放弃青少年驾驶模拟课程时,它们在欧洲部分地区(remained commonplace in parts of Europe)仍然很普遍,并且雇用或认证商用司机的公司(即使在美国)也继续依赖驾驶模拟器。

但针对年轻司机的驾驶模拟器(appear to be on the rise again)在美国和全球范围内再次兴起,这得益于技术进步,提高了性能并降低了成本。Virtual Driver Interactive(Virtual Driver Interactive)、Greenlight Simulation(Greenlight Simulation)和 Drive Square(Drive Square)等公司提供身临其境的驾驶体验,包括环绕显示器、虚拟现实头盔、声音,甚至安装在运动平台上的完整或部分车辆的组合。视频游戏开发者也加入了进来,为家庭提供居家体验。Valve Corporation 为其流行的 Steam 平台提供了《虚拟驾驶学校》(Virtual Driving School)。Driving XE 则为 Playstation 和 Xbox 提供《驾驶基础》(Driving Essentials)。

不过,并非所有驾驶模拟器都一样。在对驾驶模拟器试验的系统性回顾中(systemic review of driving simulator trials),来自澳大利亚和新西兰的研究人员检查了模拟器的保真度——模拟器在多大程度上准确地模拟了现实世界的驾驶。他们得出结论,大多数试验未能提供足够的证据来验证模拟器与现实世界驾驶的比较效果,但他们指出,模拟器技术的重大进步导致了“模拟器设计的巨大差异”。

根据 Jackson 的说法,像他的团队在 CTI 操作的那种全尺寸驾驶模拟器提供了最身临其境的体验。“你坐在一辆真正的汽车里,”他解释道,“有真实的按钮。你可以获得触觉反馈。我们甚至在座椅下方安装了低音炮,所以你能感受到引擎的震动。”他指出,虚拟现实(VR)提供的体验没有那么真实,但他认为 VR 因其价格优势在青少年驾驶教育中将发挥重要作用。全尺寸驾驶模拟器可能花费 50 万美元,但 VR 可能只需要几百美元(屏幕式视频游戏模拟器甚至更便宜),这可能使高中驾驶教育再次变得负担得起。Jackson 指出,模拟器还可以帮助缩小收入差距。“对于那些买不起车的人来说,”他说,“模拟器提供了让他们能够让孩子学习驾驶并完成驾驶教育课程的机会。”

如果你是即将上路的青少年的父母,不妨考虑在你所在的地区寻找驾驶模拟器培训,尽管你的孩子将无法获得官方的驾驶执照认证。尽管如此,尽管几十年的数据显示模拟器不能替代现实世界的经验,但它们确实对驾驶行为产生了积极影响。此外,今天的模拟器可能足够逼真,其影响甚至比过去更大。但如果你的孩子试图争辩说,他在《GT 赛车》或《马里奥赛车》上花费的所有时间都应该算数,那就别上当。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
Bill Gourgey Avatar

比尔·古尔吉

特约撰稿人

比尔·古尔吉(Bill Gourgey)是《Popular Science》杂志的撰稿人,也是一位非官方的数字考古学家,他喜欢挖掘PopSci庞大的档案库来更新值得关注的旧故事(是的,旋转木马也是值得关注的)。


© .