Em colaboração com a Swiss International Air Lines, NASA e outros parceiros, pesquisadores da ETH Zurich desenvolveram um software de rastreamento ocular para uso no treinamento de pilotos. Isso permite que os instrutores analisem o comportamento do olhar dos alunos pilotos na cabine.

Qualquer pessoa que já se sentou em uma cabine sabe como é mentalmente desafiador pilotar uma aeronave. Durante um vôo, pilotos e copilotos precisam processar uma enorme quantidade de visual, informações acústicas e espaciais. Manter um olhar constante sobre os vários instrumentos na cabine é uma tarefa árdua, já que os pilotos devem verificar os indicadores corretos durante uma manobra - geralmente em uma ordem específica.

Esse processo de "escanear" os sistemas de vôo 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 usaram a tecnologia de rastreamento ocular pela primeira vez para entender como os pilotos monitoram os sistemas automáticos de uma moderna aeronave de passageiros.

Ver o que o piloto vê

A tecnologia de rastreamento ocular baseada em câmera permite o monitoramento preciso dos movimentos oculares de uma pessoa. "Uma vez que os movimentos dos olhos permitem tirar conclusões sobre os processos de pensamento de uma pessoa, Swiss veio até nós com a ideia de usar rastreamento ocular no treinamento de pilotos, "diz Martin Raubal, Professor de Engenharia de Geoinformação na ETH Zurich.

A ideia se desenvolveu em uma parceria econômica de vários anos envolvendo a NASA, Lufthansa Aviation Training e a University of Oregon, além da ETH Zurich. Aqui, o objetivo comum era melhorar o treinamento do simulador de vôo e, assim, a segurança da cabine. A equipe de Raubal desenvolveu um software com o nome de "iAssyst" que auxilia os instrutores de vôo no treinamento de pilotos em formação. Os pesquisadores escreveram recentemente sobre seu trabalho na revista Ergonomia .

Reduzindo a carga dos instrutores

O Instructor Assistant System (iAssyst) integra vídeo, gravações de áudio e simulador ao mesmo tempo em que exibem os padrões de olhar dos pilotos. Para evitar distrair os pilotos, um sistema de rastreamento ocular consistindo de câmeras fixas e sensores infravermelhos foi instalado especialmente na cabine de um simulador de vôo A320. "Configurar e calibrar o sistema para cada piloto em treinamento é mais trabalhoso do que com óculos de rastreamento ocular, mas nos forneceu melhores resultados, "explica David Rudi, que implementou o aplicativo como parte de seu doutorado na cadeira de Geogaze Lab da Geoinformation Engineering.

Os pesquisadores da ETH Zurich 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 vôo de treinamento, o instrutor se senta na parte traseira da cabine, de onde eles operam o simulador e desempenham o papel de controladores de vôo, ao mesmo tempo que ficam de olho no piloto. "Como resultado, os instrutores às vezes perdem - ou julgam mal - informações relevantes que são vitais para a análise da sessão de treinamento do piloto, "diz Rudi.

O feedback do estudo mostrou que o iAssyst realmente permitiu que os instrutores analisassem o desempenho de vôo dos pilotos com mais precisão. "A ferramenta nos ajuda a reconhecer os pontos fracos da varredura sistemática e a detectar lacunas na percepção durante certas fases do voo, "confirma o piloto da Swiss Air Lines Benedikt Wagner, que também é instrutor e supervisionou o projeto de eye-tracking do Swiss. Usando o software, os treinadores foram capazes de avaliar melhor as causas dos erros potenciais do piloto e adaptar o treinamento de acordo.

Focado em objetivos individuais

Esta é a primeira vez que um projeto de pesquisa analisa as interações baseadas no olhar de pilotos em um simulador de vôo. Como parte da colaboração, era importante para a equipe de Raubal gerar um benefício científico independente, porque o treinamento otimizado dos pilotos não era suficiente para a ETH como um objetivo em si. "Portanto, colocamos nosso foco no desenvolvimento de software, "diz Rudi.

Para suíços, por outro lado, o projeto era principalmente sobre o processo de digitalização na cabine do piloto. Graças ao sistema de rastreamento ocular, eles puderam estudar esse aspecto separadamente ao lado de psicólogos de aviação da Nasa e da Universidade de Oregon. Os insights resultantes levaram a novas diretrizes para o monitoramento visual de sistemas de vôo automáticos. A Lufthansa Aviation Training forneceu ao consórcio conhecimento técnico e a infraestrutura do simulador. Por último, o Escritório Federal de Aviação Civil (FOCA) pagou cerca de 40% dos custos do projeto.

Uma ferramenta - muitas possibilidades

Raubal e Rudi veem uma aplicação óbvia do iAssyst nas discussões de avaliação conduzidas após voos de treinamento em um simulador. A longo prazo, o programa também pode ser usado em cockpits reais - embora essa possibilidade ainda esteja muito distante.

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. De acordo com Raubal e Rudi, seu software também pode ser usado em treinamento médico, por exemplo, onde os médicos usam simuladores para praticar a realização de operações em um corpo artificial.