Améliorer la sécurité et la conception des avions grâce à l'Eye tracking

Jie Hu, professeur à l'école de design de l'université Jiao Tong de Shanghai (SJTU), dirige le laboratoire d'ergonomie et de facteurs humains de l'Intelligent Innovation Design. Dédié à la recherche sur les facteurs humains, le laboratoire se concentre principalement sur l'aviation. Grâce à la technologie d'eye tracking de Tobii, les chercheurs ont découvert de nouvelles idées qui pourraient influencer la conception des postes de pilotage et les programmes de formation des pilotes à l'avenir.

Améliorer la sécurité des postes de pilotage grâce à la recherche sur les facteurs humains

À mesure que la technologie progresse et que les principes de conception centrée sur l'humain évoluent, la technologie de l'eye tracking est de plus en plus utilisée pour optimiser la conception des postes de pilotage de l'aviation commerciale. Yaxue Zuo, doctorant au laboratoire des facteurs humains et de l'ergonomie de la conception intelligente de l'innovation, a utilisé les lunettes Tobii Pro Glasses et Tobii Pro Lab pour étudier l'attention visuelle des pilotes pendant les phases de vol.

Pendant le vol, les pilotes doivent traiter simultanément une grande quantité d'informations en évolution rapide provenant des instruments, de l'environnement extérieur et du cockpit. Une répartition efficace de l'attention est essentielle pour la sécurité du vol. La technologie de l'Eye tracking permet aux chercheurs d'analyser la concentration et la répartition de l'attention des pilotes dans des tâches et des environnements complexes. Zuo a noté que les recherches précédentes se sont principalement concentrées sur le rôle du pilote aux commandes (PF), et moins sur le rôle du pilote surveillant (PM).

Capturer des données d'eye tracking en temps réel dans un environnement simulé

Pour combler cette lacune, Zuo et son équipe ont mené une étude avec 10 pilotes expérimentés d'A320, totalisant en moyenne 3 171,7 heures de vol, effectuant des tâches de vol simulé dans un simulateur de vol à mouvement complet. Ils ont utilisé deux paires de Tobii Pro Glasses pour enregistrer simultanément les mouvements oculaires du pilote aux commandes (PF) et du pilote en surveillance (PM).

Chaque paire de pilotes a effectué deux séries d'expériences dans des conditions de vol identiques. Les tâches comprenaient la préparation du cockpit, le démarrage du moteur, le roulage, le décollage, l'approche, l'atterrissage, le post-atterrissage et l'arrêt du moteur, chaque session durant environ 15 minutes.

L'analyse des données est facilitée par le logiciel Tobii Pro Lab

Lors de l'analyse des données, Tobii Pro Lab a utilisé la fonction de cartographie assistée pour cartographier sans effort les données vidéo brutes d'eye tracking sur les images du tableau de bord du pilote. Cela a permis de diviser facilement les zones d'intérêt (AOI) et d'effectuer une analyse quantitative plus poussée des données d'eye tracking.

Aperçu de l'allocation conjointe de l'attention

L'équipe de recherche a comparé la répartition de l'attention visuelle du PF et du PM. L'attention visuelle du PF se concentrait principalement sur la vue extérieure, les commandes de vol et la zone d'affichage gauche, tandis que le PM accordait plus d'attention à la zone d'affichage droite, aux listes de contrôle et à d'autres tâches de surveillance. Au cours de certaines phases de vol, comme le décollage et l'atterrissage, des corrélations statistiquement significatives ont été observées entre les mesures du regard du PF et du PM (par exemple, la durée de la fixation). Cependant, leurs schémas d'attention visuelle n'étaient pas significativement corrélés dans la plupart des cas. Ce modèle d'attention indépendant reflète les rôles et responsabilités distincts du PF et du PM pendant les opérations de vol.

Sur la base de ces résultats quantitatifs, les chercheurs ont conclu que la conception des futurs postes de pilotage devrait envisager un traitement différencié pour le PF et le PM pendant certaines phases et zones de vol. Par exemple, des ajustements dynamiques des affichages et des interfaces de contrôle pourraient être effectués pour mieux répondre aux besoins visuels de chaque rôle.

Renforcer la confiance par l'innovation

L'étude de recherche a été publiée avec le soutien du projet d'innovation de Tobii en Chine, qui a fourni une assistance méthodologique tout au long de l'exécution du projet. La collaboration entre la SJTU et Tobii a non seulement fait progresser la compréhension de l'attention visuelle des pilotes, mais a également démontré le rôle essentiel de la technologie d'eye tracking dans le renforcement de la sécurité aérienne. En tirant parti des outils d'eye tracking de Tobii, les chercheurs de la SJTU ont découvert de nouvelles perspectives qui pourraient éclairer les futures conceptions de postes de pilotage et les programmes de formation des pilotes.

Référence

Zuo, Y., Qi, J., Maksimovic, C., Chen, B., Hu, J. et Zhao, Q. (2024). Visual Attention Distribution of Pilot Flying vs. Pilot Monitoring During Different Flight Phases (Distribution de l'attention visuelle du pilote en vol par rapport au pilote en train de surveiller pendant différentes phases de vol) . International Journal of Human-Computer Interaction, 0(0), 1-20.