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요약
보행로 자율 배송 로봇(SADR)이 공유 이용 경로에서 보행자와 자전거 이용자의 안전 및 편안함에 미치는 영향을 다룬 두 건의 연구를 제시하는 Pacific Southwest Region UTC 보고서(PSR-21-16)이다. 연구 대상지는 Starship Technologies의 시속 4마일 6륜 로봇을 미국에서 두 번째로 배치한(2019년 3월) Northern Arizona University(NAU)이다. 연구 1은 적응된 post-encroachment time(PET) 대리 지표를 사용하여 현장 영상으로부터 객관적 안전성을 측정한다. 연구 2는 3년간의 실제 SADR 경험을 가진 모집단을 대상으로 시행한 독자적 진술 선택(stated-choice) 설문(PAR-D)을 통해 인지된 편안함을 측정한다.
핵심 기여
- 대리 안전 지표를 사용하여 SADR과 능동적 이동자 간 상호작용을 분석한, 알려진 최초의 실증적·실세계 안전성 분석.
- 경계가 표시되지 않은 공유 이용 시설에서 주행 차로보다 좁은 차량에 맞춘 PET의 방법론적 적응: 정적인 대상지 수준의 “경계 상자(bounding box)” 안에 동적인 이용자 수준의 “충돌 구역(conflict zone)“을 포함하는 방식.
- 실제로 SADR을 이용하고 마주치는 사람들로부터 편안함과 수용을 포착하는 독자적 설문 도구(PAR-D)로, 약 1초(위험)와 약 3초(보통) PET에 고정된 진술 선택 영상을 포함한다.
- 더 안전한 SADR 배치를 위한 구체적인 시설 관리, 경로 프로그래밍, 로봇 설계 권고사항.
방법론 및 아키텍처
연구 1 (PET / 관측). 교통량이 많은 10개 대상지(북쪽 캠퍼스 6곳, 남쪽 캠퍼스 4곳); 약 10피트 높이에 설치된 HD 카메라; 5일간(2021년 9월 말/10월 초) 오전 9시~오후 6시 촬영을 식사 시간/수업 전환 3개 시간대로 축소하여 187시간의 검토 가능한 영상 확보. PET = 대상지별 경계 상자(평균 1,943제곱피트) 안에 내포된 충돌 구역(약 5초 이내에 궤적이 교차) 내에서의 time2 − time1. 2인 검토자 합의 방식; 의도적 상호작용은 제외. 심각도: 위험(PET ≤ 1.5초), 보통(1.5–3초), 정상(>3초). 충돌 수준 및 대상지 수준 특성에 대한 심각도(0/1/2)의 순서형 로짓 분석(n=201).
연구 2 (PAR-D / 보고). 태블릿/Qualtrics 기반 인터셉트 설문(IRB 승인), 20개 문항; 사회인구학적 정보, SADR 경험/편안함(5점 리커트 척도), 그리고 약 1초 및 약 3초 PET에서의 보행자 및 자전거 이용자 관점을 담은 4개 영상 진술 선택 실험. 2022년 4월 2주에 걸쳐 두 곳의 캠퍼스 유니온에서 시행; 526개 응답 중 522개 유효. 4개의 순서형 로짓 편안함 모델(n=518).
결과
- 연구 1: 201건의 상호작용(보행자 169건, 자전거 이용자 23건, 기타 9건); 평균 PET 2.79초; 보행자/자전거 상호작용 192건 중 106건이 보통 또는 위험 수준. 보행자는 위험 충돌 40건 중 38건(95%)에 관여했으며 그중 12건은 PET = 0초였다. 충돌 유형: 47% 횡단, 37% 정면, 15% 추월; 회피 행동으로는 방향 틀기(swerving)가 가장 흔했다. 충돌은 공간 구분이 없는 교차/협소 경로에 집중되었다. 순서형 로짓(χ²=28.72, p<0.001): 로봇이 충돌 지점에 먼저 도달할 때(β=1.75) 및 이용자 1이 방향을 틀 때(β=1.00) 심각도가 증가; 반대 방향 주행 시(β=−0.71) 심각도가 감소.
- 연구 2: 76%가 Starship 배송을 이용한 적이 있었고; 71%가 SADR 때문에 경로를 변경한 적이 있었다. 보행자는 자전거 이용자보다 뚜렷하게 더 편안함을 느꼈다. 경로 공유에 대한 불편함과 과거에 경로를 변경한 경험은 회피 기동에 대한 낮은 편안함을 예측했다; 높은 SADR 이용도와 강한 향후 채택 의향은 높은 편안함을 예측했다; 캠퍼스 주변에서 자전거를 타는 사람들은 더 심각한(1초) 자전거 이용자 시나리오에서 덜 편안하게 느꼈다.
관련 논문
- chen-2018-pedestrian-robot-interaction-experiments-in — 보완적인 보행자–로봇 상호작용 증거; Chen의 통제된 상호작용 실험은 Gehrke의 실제 현장 영상과 대조되며, 두 연구 모두 보행자가 자신의 공간을 횡단하거나 공유하는 로봇에 어떻게 반응하는지를 탐구한다.
- rouphail-1998-recommended-procedures-for-chapter-13 — 보행자 용량/서비스 수준 관점의 틀; 보도 폭, 교차로, 혼잡이 SADR–보행자 충돌 심각도의 요인이라는 Gehrke의 대상지 수준 발견과 관련이 있다.