Mejorar la seguridad y el diseño de la aviación con eye tracking

El Dr. Jie Hu, profesor de la Escuela de Diseño de la Universidad Jiao Tong de Shanghai (SJTU), dirige el Laboratorio de Factores Humanos y Ergonomía del Diseño de Innovación Inteligente. Dedicado a la investigación de factores Humanos, el laboratorio se centra principalmente en la aviación. Gracias a la tecnología de eye tracking de Tobii, los investigadores descubrieron nuevas ideas que podrían dar forma a futuros diseños de cabinas de vuelo y programas de formación de pilotos.

Avanzar en la seguridad de la cabina de vuelo mediante la investigación de factores Humanos

A medida que avanza la tecnología y evolucionan los principios del diseño centrado en el ser humano, la tecnología eye tracking se utiliza cada vez más para optimizar el diseño de las cabinas de vuelo de la aviación comercial. El doctorando Yaxue Zuo, del Laboratorio de Factores Humanos y Ergonomía del Diseño de Innovación Inteligente, utilizó las Tobii Pro Glasses y el Tobii Pro Lab para estudiar la atención visual de los pilotos durante las fases de vuelo.

Durante las operaciones en vuelo, los pilotos deben procesar simultáneamente una gran cantidad de información que cambia rápidamente procedente de los instrumentos, el entorno exterior y la cabina. La asignación eficaz de la atención es fundamental para la seguridad del vuelo. La tecnología Eye tracking permite a los investigadores analizar la concentración y la distribución de la atención de los pilotos en tareas y entornos complejos. Zuo señaló que las investigaciones anteriores se habían centrado principalmente en la función de pilotaje (PF) y no tanto en la función de supervisión (PM).

Captura de datos de eye tracking en tiempo real en un entorno simulado

Para colmar esta laguna, Zuo y su equipo realizaron un estudio con 10 pilotos experimentados de A320, con una media de 3.171,7 horas de vuelo, que realizaban tareas de vuelo simulado en un simulador de vuelo de movimiento completo. Utilizaron dos pares de Tobii Pro Glasses para registrar simultáneamente los movimientos oculares tanto del piloto que vuela (PF) como del piloto que monitoriza (PM).

Cada pareja de pilotos completó dos rondas de experimentos en condiciones de vuelo idénticas. Las tareas incluyeron la preparación de la cabina, el arranque del motor, el rodaje, el despegue, la aproximación, el aterrizaje, el post-aterrizaje y la parada, y cada sesión duró aproximadamente 15 minutos.

El análisis de datos es más fácil con el software Tobii Pro Lab

Durante el análisis de datos, Zuo aprovechó la función de mapeo asistido de Tobii Pro Lab para mapear sin esfuerzo los datos de vídeo de Eye tracking sin procesar en las imágenes del panel de instrumentos del piloto. Esto facilitó la división de las áreas de interés (AOI) y el posterior análisis cuantitativo de los datos de eye tracking.

La asignación conjunta de la atención

El equipo de investigación comparó la distribución de la atención visual del PF y del PM. La atención visual del PF se centraba principalmente en la vista externa, los controles de vuelo y la zona izquierda de la pantalla, mientras que el PM prestaba más atención a la zona derecha de la pantalla, las listas de control y otras tareas de supervisión. Durante fases específicas del vuelo, como el despegue y el aterrizaje, se observaron correlaciones estadísticamente significativas entre las métricas de la mirada del PF y del PM (por ejemplo, la duración de la fijación). Sin embargo, sus patrones de atención visual no estaban significativamente correlacionados en la mayoría de los casos. Este patrón de atención independiente refleja las distintas funciones y responsabilidades del FP y el PM durante las operaciones de vuelo.

Basándose en estos resultados cuantitativos, los investigadores concluyeron que los futuros diseños de cabina de vuelo deberían considerar un tratamiento diferenciado para el FP y el PM durante determinadas fases y áreas de vuelo. Por ejemplo, podrían realizarse ajustes dinámicos en las pantallas y las interfaces de control para adaptarse mejor a las necesidades visuales de cada función.

Generar confianza a través de la innovación

El estudio de investigación se publicó con el apoyo del Proyecto de Innovación de Tobii en China, que proporcionó asistencia metodológica a lo largo de la ejecución del proyecto. La colaboración entre la SJTU y Tobii no sólo ha avanzado en la comprensión de la atención visual de los pilotos, sino que también ha demostrado el papel fundamental de la tecnología de eye tracking en la mejora de la seguridad aérea. Aprovechando las herramientas de eye tracking de Tobii, los investigadores de la SJTU descubrieron nuevos conocimientos que podrían servir de base para futuros diseños de cabinas de vuelo y programas de formación de pilotos.

Referencia

Zuo, Y., Qi, J., Maksimovic, C., Chen, B., Hu, J., & Zhao, Q. (2024). Visual Attention Distribution of Pilot Flying vs. Pilot Monitoring During Different Flight Phases . International Journal of Human-Computer Interaction, 0(0), 1-20.