Tracciamento oculare durante un'attività aeronautica complessa per approfondimenti sull'elaborazione delle informazioni

Naila Ayala; Suzanne Kearns; Elizabeth Irving; Shi Cao; Ewa Niechwiej-Szwedo

doi:10.3791/66886

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Articolo metodologico

Tracciamento oculare durante un'attività aeronautica complessa per approfondimenti sull'elaborazione delle informazioni

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DOI:

10.3791/66886

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4 aprile 2025

Naila Ayala¹^,² , Suzanne Kearns²^,³ , Elizabeth Irving²^,⁴ , Shi Cao²^,⁵ , Ewa Niechwiej-Szwedo¹^,²

¹Department of Kinesiology and Health Sciences, University of Waterloo, ²Waterloo Institute for Sustainable Aeronautics, University of Waterloo, ³Department of Geography and Aviation, University of Waterloo, ⁴School of Optometry and Vision Science, University of Waterloo, ⁵Department of Systems Design Engineering, University of Waterloo

In questo articolo

Sommario

L'eye tracking è un metodo non invasivo per sondare l'elaborazione delle informazioni. Questo articolo descrive come l'eye tracking può essere utilizzato per studiare il comportamento dello sguardo durante un'attività di emergenza di simulazione di volo nei piloti a basso tempo (ad esempio, <350 ore di volo).

Abstract

L'eye tracking è stato ampiamente utilizzato come proxy per ottenere informazioni sui processi cognitivi, percettivi e sensomotori che sono alla base delle prestazioni delle abilità. Lavori precedenti hanno dimostrato che le metriche dello sguardo tradizionali e avanzate dimostrano in modo affidabile solide differenze nell'esperienza del pilota, nel carico cognitivo, nell'affaticamento e persino nella consapevolezza della situazione (SA).

Questo studio descrive la metodologia per l'utilizzo di un eye tracker indossabile e di un algoritmo di mappatura dello sguardo che cattura i movimenti naturali della testa e degli occhi (cioè lo sguardo) in un simulatore di volo immobile ad alta fedeltà. Il metodo descritto in questo articolo descrive l'analisi dello sguardo basata sull'area di interesse (AOI), che fornisce un contesto più ampio in relazione a dove i partecipanti stanno guardando, e la durata del tempo di permanenza, che indica l'efficienza con cui elaborano le informazioni fissate. Il protocollo illustra l'utilità di un eye tracker indossabile e di un algoritmo di visione artificiale per valutare i cambiamenti nel comportamento dello sguardo in risposta a un'emergenza imprevista in volo.

Risultati rappresentativi hanno dimostrato che lo sguardo è stato influenzato in modo significativo quando è stato introdotto l'evento di emergenza. In particolare, l'allocazione dell'attenzione, la dispersione dello sguardo e la complessità della sequenza degli sguardi sono diminuiti significativamente e si sono concentrati molto sul guardare fuori dal finestrino anteriore e sull'indicatore di velocità durante lo scenario di emergenza (tutti i valori p < 0,05). Vengono discussi l'utilità e i limiti dell'impiego di un eye tracker indossabile in un ambiente di simulazione di volo immobile ad alta fedeltà per comprendere le caratteristiche spazio-temporali del comportamento dello sguardo e la sua relazione con l'elaborazione delle informazioni nel dominio dell'aviazione.

Introduzione

Gli esseri umani interagiscono prevalentemente con il mondo che li circonda muovendo prima gli occhi e la testa per focalizzare la loro linea di vista (cioè lo sguardo) verso un oggetto specifico o un luogo di interesse. Ciò è particolarmente vero in ambienti complessi come le cabine di pilotaggio degli aerei, dove i piloti si trovano di fronte a molteplici stimoli concorrenti. I movimenti dello sguardo consentono la raccolta di informazioni visive ad alta risoluzione che consentono agli esseri umani di interagire con il loro ambiente in modo sicuro e flessibile¹, il che è di fondamentale importanza nell'aviazi....