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– En colaboración con Swiss International Air Lines, la NASA y otros socios, los investigadores de ETH Zurich han desarrollado un software de seguimiento ocular para su uso en la formación de pilotos. Esto permite a los instructores analizar el comportamiento de la mirada de los estudiantes pilotos en la cabina.
Cortesía de ETH por Michael Keller: Cualquiera que se haya sentado en una cabina sabrá lo difícil que es pilotar un avión. Durante un vuelo, el piloto y el copiloto tienen que procesar una enorme cantidad de información visual, acústica y espacial. Mantener un ojo constante en los numerosos instrumentos en la cabina es una tarea extenuante, ya que los pilotos deben verificar los indicadores correctos durante una maniobra, a menudo en un orden específico.
Este proceso de «escaneo» de los sistemas de vuelo es algo que los pilotos internalizan durante su entrenamiento. Pero incluso para los instructores experimentados, es difícil juzgar si un estudiante piloto está mirando los instrumentos correctos en el momento crucial. Ahora, en colaboración con Swiss International Air Lines, los investigadores dirigidos por el Profesor Martin Raubal de ETH Zurich han utilizado la tecnología de seguimiento ocular por primera vez para comprender cómo los pilotos monitorean los sistemas automáticos de un avión de pasajeros moderno.
Viendo lo que ve el piloto
La tecnología de seguimiento ocular basada en cámara permite un monitoreo preciso de los movimientos oculares de una persona. «Dado que los movimientos oculares permiten sacar conclusiones sobre los procesos de pensamiento de una persona, Swiss se nos ocurrió la idea de utilizar el seguimiento ocular en la formación de pilotos», dice Martin Raubal, profesor de Ingeniería de Geoinformación en ETH Zurich.
La idea se convirtió en una asociación económica de varios años que involucra a la NASA, Lufthansa Aviation Training y la Universidad de Oregon, además de ETH Zurich. Aquí, el objetivo común era mejorar el entrenamiento del simulador de vuelo y, por lo tanto, la seguridad de la cabina. El equipo de Raubal desarrolló un software con el nombre de «iAssyst» que ayuda a los instructores de vuelo mientras entrenan a los pilotos en ciernes. Los investigadores escribieron recientemente sobre su trabajo en la revista Ergonomics.
Reducir la carga sobre los instructores.
«IAssyst» significa «Sistema Asistente de Instructor». El programa integra grabaciones de video, audio y simulador mientras muestra simultáneamente los patrones de mirada de los pilotos. Para evitar distraer a los pilotos, se instaló especialmente un sistema de seguimiento ocular compuesto por cámaras fijas y sensores infrarrojos en la cabina de un simulador de vuelo A320. «Configurar y calibrar el sistema para cada piloto en prácticas es más laborioso que con lentes de seguimiento ocular, pero nos proporcionó mejores resultados», explica David Rudi, quien implementó la aplicación como parte de su doctorado en la Cátedra de Geogaze de Geoinformation Engineering Laboratorio.
Los investigadores de ETH Zurich diseñaron su software en estrecha cooperación con expertos en aviación de los socios del proyecto antes de evaluarlo con la ayuda de siete instructores activos de Suiza. Durante un vuelo de entrenamiento, el instructor se sienta en la parte trasera de la cabina, desde donde operan el simulador y juegan el papel de controlador de vuelo, al tiempo que vigilan de cerca al piloto. «Como resultado, los instructores a veces pierden, o juzgan mal, información relevante que es vital para analizar la sesión de entrenamiento del piloto», dice Rudi.
Los comentarios del estudio mostraron que iAssyst realmente permitió a los instructores analizar el rendimiento de vuelo de los pilotos con mayor precisión. «La herramienta nos ayuda a reconocer las debilidades en el escaneo sistemático y detectar lagunas en la percepción durante ciertas fases del vuelo», confirma el piloto de Swiss Air Lines, Benedikt Wagner, quien es instructor y supervisó el proyecto de seguimiento ocular por parte de Swiss. Mediante el uso del software, los capacitadores pudieron evaluar mejor las causas de los posibles errores del piloto y adaptar la capacitación en consecuencia.
Centrado en objetivos individuales
Esta es la primera vez que un proyecto de investigación ha analizado las interacciones basadas en la mirada de los pilotos en un simulador de vuelo. Como parte de la colaboración, era importante para el equipo de Raubal generar un beneficio científico independiente, porque la capacitación piloto optimizada no era suficiente para ETH como un objetivo en sí mismo. «Por lo tanto, nos centramos en el desarrollo de software», dice Rudi.
Para Swiss, por otro lado, el proyecto se centró principalmente en el proceso de escaneo en la cabina. Gracias al sistema de seguimiento ocular, pudieron estudiar este aspecto por separado junto con psicólogos de aviación de la NASA y la Universidad de Oregon. Las ideas resultantes han llevado a nuevas pautas para el monitoreo visual de los sistemas de vuelo automáticos. Lufthansa Aviation Training proporcionó al consorcio experiencia técnica y la infraestructura en el simulador. Por último, la Oficina Federal de Aviación Civil (FOCA) cubrió alrededor del 40 por ciento de los costos del proyecto.
Una herramienta: muchas posibilidades
Raubal y Rudi ven una aplicación obvia de iAssyst en las discusiones de evaluación realizadas después de entrenar vuelos en un simulador. A largo plazo, el programa también podría usarse en cabinas reales, aunque esa posibilidad aún está muy lejos.
Pero la aviación no es el único campo de investigación en el que el seguimiento ocular puede contribuir a mejorar las interacciones entre los usuarios y los sistemas técnicos. Según Raubal y Rudi, su software también podría utilizarse en la formación médica, por ejemplo, donde los médicos usan simuladores para practicar operaciones en un cuerpo artificial.
Referencias
Rudi D, Kiefer P y Raubal M. (2019). El sistema de asistente de instructor (iASSYST) que utiliza el seguimiento ocular para fines de entrenamiento de aviación. Ergonomía 08 de noviembre de 2019. DOI: 10.1080 / 00140139.2019.1685132
Rudi D, Kiefer P, Giannopoulos I y Raubal M (2019). Interacciones basadas en la mirada en la cabina del futuro: una encuesta. Revista de interfaces de usuario multimodales. 19 de julio de 2019. DOI: 10.1007 / s12193-019-00309-8
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