Куда на самом деле смотрит гонщик в повороте: что показало исследование с айтрекингом

Про авто/мотоспорт много пишут с точки зрения техники — аэродинамика, резина, сетапы. А вот с точки зрения того, что вообще происходит в голове и глазах пилота, исследований на удивление мало. В 2017 году группа учёных из Делфтского технического университета (Нидерланды) — Питер ван Леувен, Стефан де Гроот, Риндер Хаппее и Йост де Винтер — решила закрыть этот пробел и опубликовала работу в журнале PLOS ONE. Ниже — пересказ методологии и результатов этого исследования; отдельно, в конце статьи, редакция Gripline даёт свою интерпретацию того, что из этого может быть полезно в картинге.

Как был устроен эксперимент

Исследователи посадили за неподвижный симулятор (шасси Tatuus Formula Renault 2.0, три экрана 55 дюймов, суммарный угол обзора 130° по горизонтали) две группы испытуемых:

• 7 гонщиков — действующие пилоты Формулы-3, GP2 и Porsche Supercup, средний возраст 19,9 года. В среднем у них за плечами 8,4 года гоночного опыта в машинах и картах, а в картинге — в среднем 82,3 гонки за карьеру.
• 10 обычных людей — студенты того же университета, без гоночного опыта, средний возраст 21,6 года.

Задача была одна: проехать как можно быстрее круг по виртуальной копии трассы Mallory Park (Великобритания, 2172 м) — без срезания поворотов. Никто из участников раньше на этой трассе не ездил. Голову и глаза записывал удалённый айтрекер Smart Eye. Каждый испытуемый проехал 4 сессии по 10 минут. Дополнительно обе группы прошли два теста, не связанных с вождением напрямую: тест на простую реакцию и тест на слежение (компенсаторное отслеживание цели мышкой) — чтобы проверить, есть ли разница в общих когнитивных и моторных способностях, а не только в навыке вождения.

Реакция и моторика — разницы нет

Начнём с того, где разницы не оказалось. Среднее время простой реакции у гонщиков — 431,6 мс, у обычных водителей — 439,5 мс: разница статистически незначима. В тесте на слежение мышкой результаты тоже не различались. То есть базовые когнитивные и моторные способности у гонщиков и «обычных людей» одинаковые — гонщики не быстрее реагируют «в целом», и это важный момент: талант здесь не в общей реакции, а в чём-то другом.

Время круга — вот где разница огромная

А вот на трассе разница была настолько велика, что ни один обычный водитель ни разу не показал время круга быстрее, чем лучший результат любого из гонщиков — группы вообще не пересекались по скорости. При этом обе группы заметно улучшали время круга от первой сессии к последней — навык симулятора нарабатывался у всех, но разрыв между группами сохранялся.

Вылеты с трассы — количество одинаковое, а вот причина разная

Интересный момент: количество вылетов с трассы у гонщиков и новичков статистически не отличалось (около 4,3–4,6 за сессию у каждой группы). Но вот угловая скорость машины (yaw rate) в момент вылета отличалась драматически: у новичков — в среднем 272°/с, у гонщиков — 124°/с. Это означает, что механика вылетов разная: гонщики чаще вылетали, сознательно балансируя на грани сцепления шин (риск ради скорости, без потери контроля), а новички чаще вылетали именно из-за потери контроля — машину буквально закручивало.

Как гонщики работают рулём и педалями

• Руль: гонщики вращали руль заметно быстрее новичков практически во всех поворотах.
• Газ: гонщики держали педаль газа либо на 100%, либо на 0% значительно дольше по времени, реже «зависая» в промежуточном положении 20–60% — это признак более уверенной, решительной работы с дросселем.
• Тормоз: максимальное усилие на педали тормоза у обеих групп было похожим, но скорость его достижения — нет. Гонщики доходили до максимального нажатия тормоза в среднем за 0,38 секунды, обычные водители — за 1,12 секунды. То есть разница не в том, «насколько сильно» жать тормоз, а в том, «как быстро» довести усилие до пика — с точки зрения оптимальности по времени это заметно эффективнее.
• Траектория: гонщики стабильно выстраивали классическую гоночную траекторию — заход снаружи, апекс у внутреннего края, выход снова наружу. Новички ехали куда ближе к осевой линии дороги, почти не используя ширину трассы.

Взгляд и поворот головы — главное открытие исследования

Вот здесь начинается самое интересное для пилотов и тренеров.

Угол поворота головы. Гонщики поворачивали голову в сторону поворота почти вдвое сильнее, чем обычные водители. При этом сам угол взгляда (то, куда смотрят глаза относительно машины) у обеих групп отличался не так сильно — то есть разница не столько в том, «куда смотреть», сколько в том, чтобы активно поворачивать голову вслед за взглядом, а не только скашивать глаза.

Точка взгляда в повороте. Есть классическая модель «точки касания» (tangent point) — это точка на внутреннем крае дороги, где кривизна визуально «переламывается», и обычно она считается ориентиром, на который смотрит водитель при повороте руля. Исследование подтвердило: обычные водители действительно держат взгляд практически неотрывно на этой точке на протяжении всего поворота. А вот гонщики ведут себя иначе и куда динамичнее: на входе в поворот они смотрят дальше точки касания, ближе к внешнему краю трассы, по мере прохождения поворота взгляд смещается к точке касания и проходит дальше неё, а на выходе снова уходит к внешнему краю — и цикл повторяется на следующем повороте.

Иными словами, гонщик не «смотрит в одну точку», а постоянно сканирует дорогу впереди, подстраивая взгляд под то, что нужно сделать в следующий момент — как будто проверяет и корректирует траекторию наперёд, а не просто следует за фиксированным визуальным ориентиром.

Субъективная нагрузка: гонщикам «легче», а машина им нравится меньше

По опроснику NASA-TLX (стандартный инструмент измерения субъективной рабочей нагрузки) гонщики оценили физическую и «временную» (temporal) нагрузку значительно ниже, чем новички — задача объективно тяжелее для тех, кто не привык к такому темпу принятия решений. Но есть неожиданный нюанс: когда участников попросили оценить, насколько хорошо вела себя машина, обычные водители оценили управляемость машины выше (в среднем 3,8 из 5), чем сами гонщики (2,6 из 5). Авторы связывают это с тем, что у экспертов просто выше планка ожиданий от машины — они замечают то, что новичок вообще не считает проблемой.

Мнение Gripline

Дальше — не часть исследования, а интерпретация редакции Gripline. Само исследование проводилось на автомобильном симуляторе, не в карте, и авторы не делают выводов конкретно для картинга. Но раз среди испытуемых-гонщиков был реальный картинговый бэкграунд (в среднем 82 гонки за карьеру на момент участия в эксперименте), а базовая техника пилотирования — взгляд, работа рулём и педалями — у карта и открытого автомобиля устроена похоже, нам кажется уместным связать результаты с тем, чему обычно учат в картинге:

• «Смотри в поворот» — это, похоже, не про фиксацию взгляда, а про постоянное сканирование. Держать взгляд намертво на одной точке (даже если это классическая «точка апекса») по данным исследования — поведение новичка. Разница в вариативности взгляда у экспертов наводит на мысль, что стоит тренировать не «куда смотреть», а «как двигать взгляд».
• Поворот головы — возможно, не эстетика, а часть техники. Разница почти в 2 раза по углу поворота головы — по крайней мере повод для тренера обратить на это отдельное внимание, а не считать деталью стиля.
• Скорость выхода на максимальное тормозное усилие может быть важнее самой силы нажатия. В исследовании обе группы жали тормоз одинаково сильно — разница была в том, насколько быстро гонщик доходит до этого пикового усилия. Это можно попробовать тренировать отдельно от «силы» торможения.
• Уверенная работа газом (либо полностью открыт, либо полностью закрыт, минимум промежуточных положений) — тоже похоже на маркер уровня, который можно тренировать целенаправленно.
• Вылет с трассы — не обязательно ошибка. По данным исследования, у опытных пилотов часть съездов с трассы — это осознанный риск на грани сцепления, а не потеря контроля (в отличие от новичков, где вылет чаще связан с раскруткой машины). Стоит различать эти два случая, а не одинаково реагировать на любой съезд с трассы.

Насколько это напрямую переносится с симулятора открытого автомобиля на реальный картинг — вопрос открытый; сами авторы такой перенос не проверяли.