2025년 4월 4일
시선추적은 정보 처리를 프로브하는 비침습적 방법입니다. 이 문서에서는 시선 추적을 사용하여 저시간 조종사(예: <350 비행 시간)의 비행 시뮬레이션 비상 작업 중 시선 행동을 연구하는 방법을 설명합니다.
우리의 연구는 데이터 기반의 역량 기반 교육 및 평가를 강화하기 위해 시선 추적을 사용하여 조종사의 상황 인식에 대한 객관적인 정신 생리학적 측정을 개발합니다. 시선 추적의 발전은 피로, 인지 부하 및 딴생각과 같은 주의 상태를 모니터링하여 조종사의 성과와 안전을 향상시켜 항공 훈련을 향상시킵니다. 시뮬레이터, VR 및 AR에 통합된 시선 추적을 통해 조종사의 정신 상태 및 스캐닝 행동을 현실적으로 평가할 수 있으며, 실험실을 넘어 실제 조종석 및 충실도 높은 시뮬레이션으로 연구를 발전시킬 수 있습니다.
주요 과제는 관심 분야 세분화와 라벨 검증으로, 이는 노동 집약적이지만 매우 중요합니다. 우리의 실험은 추가 개발이 필요한 초기 단계의 자동화 방법을 탐구합니다. 제 업무는 항공기 모니터링 및 안전에 영향을 미치는 위험을 나타내는 조종사의 정보 처리, 주의 할당, 스트레스 관리 및 시선 행동을 평가하기 위해 항공 교육에서 시선 추적을 지원합니다.
시작하려면 비행 시뮬레이터와 프로젝터 스크린을 켭니다. Instruction Screen(지시 화면)에서 Presets(사전 설정) 탭을 누르고 필요한 위치 및/또는 날씨 사전 설정을 사용할 수 있는지 확인합니다. 그런 다음 컬렉션 랩톱을 켜고 자격 증명으로 로그인합니다.
메시지가 표시되면 기존 프로필을 선택하거나, 새 참가자에 대해 새 프로필을 만들거나, 게스트 옵션을 선택하여 마지막 보정을 덮어씁니다. 안경을 보정하려면 아이 트래커 케이스를 열고 안경을 꺼냅니다. 그런 다음 노즈피스를 선택합니다.
노트북에서 안경으로 연결되는 Micro-USB 케이블에 USB를 연결합니다. 그런 다음 아이 트래커 케이스 안에 있는 검은색 보정 상자를 찾습니다. 안경을 보정 상자 안에 넣습니다.
컬렉션 노트북의 시선 추적 허브에서 Tools(도구)를 선택한 다음 Device Calibration(장치 보정)을 선택합니다. 팝업 창에서 시작을 눌러 보정을 시작합니다. 보정이 완료되면 상자에서 안경을 꺼냅니다.
노즈피스가 제대로 맞도록 참가자에게 조종석에 앉아 안경을 쓰도록 지시합니다. 화면 오른쪽 하단에 있는 안경 상자의 핏을 확인합니다. 적합도가 우수로 표시되면 다음 단계로 진행합니다.
그렇지 않으면 상자를 클릭합니다. 그런 다음 참가자에게 화면의 착용 권장 사항을 따르고, 노즈피스를 조정하고, 안경이 편안하게 맞는지 확인하고, 노트북을 똑바로 바라보도록 지시합니다. 이제 가운데에 있는 노즈피스를 꼬집어 안경에서 밀어낸 다음 다른 노즈피스를 밀어 넣습니다.
연구에 대한 고정 시선 보정 모드를 따르려면 참가자에게 상자가 검은색 사각형과 겹치고 정렬되도록 머리를 움직이도록 지시합니다. 그런 다음 참가자에게 검은색 사각형 안의 십자선에 시선을 집중하고 스페이스 바를 누르도록 요청합니다. 그런 다음 헤드셋이 계기판의 왼쪽 아래쪽에 있는 잭에 연결되어 있는지 확인합니다.
안구 보정을 하기 전에 시선 추적 허브의 매개 변수 상자로 이동합니다. 보정 모드를 확인하고 스터디에 적합한 에테르 고정 응시 또는 고정 헤드를 선택합니다. 보정 포인트가 총 9개의 포인트로 구성된 3x3 그리드로 표시되는지 확인합니다.
검증 모드가 보정 모드와 일치하는지 확인합니다. 그런 다음 시선 추적 출력을 검사하고 체크 상자를 사용하여 연구에 필요한 모든 매개변수가 확인되었는지 확인합니다. 시선 추적 허브에서 파일, 설정 및 시선 추적을 클릭합니다.
샘플링 속도가 250Hz로 설정되어 있는지 확인합니다. Validate your setup(설정 검증) 상자를 누르고 평균 절대 오차가 1도 미만인지 확인한 다음 보정을 프로필에 저장합니다. 데이터 수집을 위해 참가자에게 시뮬레이션을 시작하기 전에 계기판에서 설정을 조정하는 방법을 포함하여 시험 또는 비행 경로에 대한 명확한 지침을 제공합니다.
Instruction Screen(지시 화면)에서 주황색 Stopped(중지됨) 버튼을 눌러 데이터 수집을 시작합니다. 색상이 녹색으로 변경되고 텍스트가 Flying으로 변경되는지 확인합니다. 수집 노트북에서 Start Recording(기록 시작)을 눌러 시선 추적기 데이터를 비행 시뮬레이터 데이터와 동기화합니다.
참가자가 회로를 완료하고 착륙하면 항공기가 완전히 멈출 때까지 기다립니다. Instruction 화면에서 녹색 Flying 버튼을 눌러 데이터 수집을 중지합니다. 색상이 다시 주황색으로 변경되고 텍스트가 중지됨으로 업데이트되는지 확인합니다.
시선 추적 배치 스크립트를 실행하여 시선 매핑을 위한 관심 영역(AOI)을 수동으로 정의합니다. 스크립트는 키 프레임 선택을 위한 새 창을 엽니다. 비디오를 스크롤하여 분석할 모든 주요 AOI를 명확하게 보여주는 프레임을 선택합니다.
화면의 지시에 따라 전체 비디오에서 볼 수 있고 고유하며 안정적으로 유지되는 프레임 영역에 사각형을 그립니다. 그런 다음 프레임의 각 AOI에 대해 한 번에 하나씩 사각형을 그립니다. 그에 따라 각 사각형의 이름을 지정합니다.
추가 버튼을 사용하여 새 AOI를 추가하고 마지막 AOI에서 완료를 누릅니다. 스크립트를 시작하여 AOI를 처리하고 고정 데이터를 생성하면 비디오에 대한 단속 및 고정을 보여주는 플롯이 생성됩니다. 비상 임무 조건은 기본 조건에 비해 착륙 성공률을 크게 떨어뜨렸습니다.
응급 임상시험은 기본 임상시험에 비해 완료 시간이 현저히 짧았다. 착륙 오류도 기본 시험에 비해 응급 시험에서 유의하게 높았습니다. 주관적 상황 인식 점수는 기본 작업에 비해 비상 작업 중 현저히 낮았습니다.
상황인식 수요와 공급은 기초 시험에서 응급 시험으로 증가했고, 상황 인식 이해는 기초 시험에서 응급 시험으로 감소했다. 시선 메트릭은 비상 상황에서 고도계 및 자세 지표와 같은 주요 기기의 체류 시간이 크게 감소한 것으로 나타났습니다. 비상 상황에서 기본 조건에 비해 점멸 속도가 크게 증가했습니다.
SGE 및 GTE와 같은 고급 시선 메트릭은 비상 상황에서 크게 감소했습니다.
전체 스크립트를 보고 수천 개의 과학 동영상에 액세스하세요
이 기사는 비행 시뮬레이션 긴급 상황 작업 중 저시간 조종사의 시선 행동을 연구하기 위한 비침습적 방법으로서의 안구 추적 사용을 탐구합니다. 조종사 훈련 및 안전을 강화하기 위한 주의 상태 모니터링의 중요성을 강조합니다.
Objective eye tracking in high-fidelity simulation environments enables quantifiable assessment of information processing, attention allocation, and cognitive load during complex operational tasks. For biopharma R&D, such methodologies inform the design and validation of translational models that require robust measurement of human performance and cognitive state. These capabilities support predictive confidence in early-stage target validation and mechanistic de-risking for neurocognitive and human factors research portfolios.
Wearable eye tracking and AOI-based gaze analysis integrate into the discovery-to-preclinical continuum for neurocognitive and behavioral research.