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– Em colaboração com a Swiss International Air Lines, a NASA e outros parceiros, os pesquisadores da ETH Zurique desenvolveram um software de rastreamento ocular para uso em treinamento de pilotos. Isso permite que os instrutores analisem o comportamento do olhar dos estudantes pilotos no cockpit.
Cortesia da ETH por Michael Keller: Quem já se sentou em um cockpit saberá como é mentalmente desafiador pilotar uma aeronave. Durante um voo, piloto e copiloto precisam processar uma enorme quantidade de informações visuais, acústicas e espaciais. Manter um olhar constante nos inúmeros e instrumentos da cabine é uma tarefa árdua, pois os pilotos devem verificar os indicadores corretos durante uma manobra – geralmente em uma ordem específica.
Esse processo de “varredura” dos sistemas de voo é algo que os pilotos internalizam durante o treinamento. Mas mesmo para instrutores experientes, é difícil julgar se um aluno piloto está olhando para os instrumentos certos no momento crucial. Agora, em colaboração com a Swiss International Air Lines, pesquisadores liderados pelo professor Martin Raubal da ETH Zurich utilizaram a tecnologia de rastreamento ocular pela primeira vez para entender como os pilotos monitoram os sistemas automáticos de uma aeronave de passageiros moderna.
Vendo o que o piloto vê
A tecnologia de rastreamento ocular baseada em câmera permite o monitoramento preciso dos movimentos oculares de uma pessoa. “Como os movimentos oculares permitem tirar conclusões sobre os processos de pensamento de uma pessoa, a Swiss veio com a idéia de usar o rastreamento ocular no treinamento de pilotos”, diz Martin Raubal, professor de engenharia de geoinformação da ETH em Zurique.
A idéia se desenvolveu em uma parceria econômica de vários anos, envolvendo a NASA, a Lufthansa Aviation Training e a University of Oregon, além da ETH Zurich. Aqui, o objetivo comum era melhorar o treinamento do simulador de voo e, assim, a segurança da cabine. A equipe de Raubal desenvolveu um software com o nome de “iAssyst” que auxilia os instrutores de voo na formação de pilotos iniciantes. Os pesquisadores escreveram recentemente sobre seu trabalho na revista Ergonomics.
Reduzindo o ônus para os instrutores
“IAssyst” significa “Sistema Assistente de Instrutor”. O programa integra gravações de vídeo, áudio e simulador enquanto exibe simultaneamente os padrões de olhar dos pilotos. Para evitar distrair os pilotos, um sistema de rastreamento ocular composto por câmeras fixas e sensores infravermelhos foi instalado especialmente no cockpit de um simulador de voo A320. “Configurar e calibrar o sistema para cada piloto trainee é mais trabalhoso do que com óculos de rastreamento ocular, mas nos proporcionou melhores resultados”, explica David Rudi, que implementou o aplicativo como parte de seu doutorado na Geogaze -Geoinformation Engineering Lab.
Os pesquisadores da ETH Zurique projetaram seu software em estreita cooperação com especialistas em aviação dos parceiros do projeto antes de avaliá-lo com a ajuda de sete instrutores ativos da Suíça. Durante um voo de treinamento, o instrutor fica na parte traseira do cockpit, de onde eles operam o simulador e desempenham o papel de controlador de voo, mantendo também um olhar atento sobre o piloto. “Como resultado, às vezes os instrutores perdem – ou julgam mal – informações relevantes que são vitais para analisar a sessão de treinamento do piloto”, diz Rudi.
O feedback do estudo mostrou que o iAssyst realmente permitiu que os instrutores analisasem o desempenho de voo dos pilotos com mais precisão. “A ferramenta nos ajuda a reconhecer pontos fracos na varredura sistemática e a detectar lacunas na percepção durante certas fases do voo”, confirma Benedikt Wagner, piloto da Swiss Air Lines, que é instrutor e supervisionou o projeto de rastreamento ocular por parte da Suíça. Usando o software, os treinadores foram capazes de avaliar melhor as causas dos possíveis erros do piloto e adaptar o treinamento de acordo.
Focado em objetivos individuais
É a primeira vez que um projeto de pesquisa analisa as interações baseadas no olhar dos pilotos em um simulador de voo. Como parte da colaboração, era importante para a equipe de Raubal gerar um benefício científico independente, porque o treinamento piloto otimizado não era suficiente para a ETH como um objetivo em si. “Portanto, colocamos nosso foco no desenvolvimento de software”, diz Rudi.
Para os suíços, por outro lado, o projeto era principalmente sobre o processo de digitalização no cockpit. Graças ao sistema de rastreamento ocular, eles puderam estudar esse aspecto separadamente ao lado de psicólogos da aviação da Nasa e da Universidade de Oregon. As idéias resultantes levaram a novas diretrizes para o monitoramento visual de sistemas de voo automáticos. O treinamento de aviação da Lufthansa forneceu ao consórcio conhecimentos técnicos e a infraestrutura do simulador. Por fim, o Escritório Federal de Aviação Civil (FOCA) atendeu cerca de 40% dos custos do projeto.
Uma ferramenta – muitas possibilidades
Raubal e Rudi vêem uma aplicação óbvia do iAssyst nas discussões de avaliação realizadas após o treinamento de voos em um simulador. A longo prazo, o programa também pode ser usado em cockpits reais – embora essa possibilidade ainda esteja longe.
Mas a aviação não é o único campo de pesquisa em que o rastreamento ocular pode contribuir para melhorar as interações entre usuários e sistemas técnicos. Segundo Raubal e Rudi, seu software também poderia ser usado em treinamento médico, por exemplo, onde médicos usam simuladores para praticar operações em um corpo artificial.
Referências
Rudi D, Kiefer P, & Raubal M. (2019). O sistema de assistente de instrutor (iASSYST) que utiliza o Eye Tracking para fins de treinamento em aviação. Ergonomia 08 nov 2019. DOI: 10.1080 / 00140139.2019.1685132
Rudi D, Kiefer P, Giannopoulos I, & Raubal M (2019). Os dados foram analisados por meio de entrevistas semiestruturadas. Interações baseadas no olhar no cockpit do futuro: uma pesquisa. Journal of Multimodal User Interfaces. 19 de julho de 2019. DOI: 10.1007 / s12193-019-00309-
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