A Agência Europeia para a Segurança da Aviação (2012) categoriza os simuladores de voo como instalações de treinamento, instrutores de programas de voo e navegação, equipamentos de treinamento de voo e simuladores de voo completos1. Até o momento, uma variedade de simuladores de vôo está disponível para treinamento, desde sistemas de mesa de baixo nível até simuladores de vôo completos baseados em movimento altamente complicados2. O simulador tradicional inclui um modelo de dinâmica de voo, uma simulação de sistema, um cockpit de hardware, uma visualização externa e uma simulação de movimento opcional3.
Esses simuladores de vôo tradicionais têm algumas vantagens como equipamentos eficazes de treinamento de vôo. No entanto, seu custo é alto e hostil ao meio ambiente, pois o acionamento de cada sistema requer energia elétrica substancial, especialmente um simulador de vôo completo, que requer alta temperatura e alta pressão de fluido ou pressão de ar, consome muita energia e gera muito ruído4.
No entanto, um sistema de simulador de desktop simples é flexível e de baixo custo, com menor imersão e menos interações do que um simulador de vôo completo2. Portanto, é essencial desenvolver novos simuladores de voo que combinem as vantagens dos sistemas desktop e simuladores de voo completos (em outras palavras, a flexibilidade de uma simulação de mesa e o nível de imersão e interação próximo a um simulador de voo completo).
Com o desenvolvimento da tecnologia de computador, especialmente a tecnologia de realidade virtual (VR), um novo tipo de simulador de vôo baseado na tecnologia emergente de VR está se tornando realidade. O simulador de vôo baseado em RV é flexível, portátil, de baixo custo e tem menos requisitos de espaço do que os simuladores de vôo convencionais5. Os pesquisadores criaram simuladores de vôo baseados na tecnologia VR nos últimos 20 anos 6,7,8,9,10,11; no entanto, esses simuladores de vôo VR são principalmente para treinamento de vôo e há poucos para seleção de pilotos. Ainda assim, com a redução de custos e o aprimoramento da tecnologia, os simuladores baseados em RV estão mudando e se tornando viáveis para a seleção pessoal. Alguns estudos utilizaram simuladores baseados em RV para seleção pessoal em diferentes domínios: Schijven et al.12 selecionaram estagiários cirúrgicos usando um simulador de realidade virtual. Huang et al.13 desenvolveram um instrumento de seleção de psicologia baseado na tecnologia de realidade virtual para recrutamento de pilotos da Força Aérea. Wojciechowski e Wojtowicz14 avaliaram as capacidades de um candidato como piloto de veículo aéreo não tripulado (UAV) com base na tecnologia VR. Dado que a seleção de pilotos é crítica para a indústria da aviação, é urgente desenvolver um novo simulador de voo baseado em VR com foco na seleção de pilotos, já que a seleção de pilotos em larga escala é suscetível ao custo do simulador e às demandas do sistema de simulador de portabilidade.
Os movimentos dos olhos fornecem pistas para o desempenho de um piloto. Diferentes estudos descobriram que o modo de varredura ocular distingue o desempenho entre pilotos experientes e novatos. Ao comparar o padrão de varredura entre especialistas e novatos, o comportamento eficiente e estrutural do movimento ocular dos especialistas e os métodos inadequados de varredura de iniciantes podem ser diferenciados. Vários estudos de aviação descobriram que a estratégia de varredura ocular dos pilotos está altamente relacionada ao nível de especialização 15,16,17,18,19,20,21,22,23,24. Segundo Bellenkes et al.25, a duração das fixações dos especialistas é menor e a frequência de suas fixações nos instrumentos é maior do que a dos novatos. Quase a mesma conclusão foi tirada por Kasarskis et al.26, que descobriram que os pilotos experientes têm mais fixações combinadas com durações mais curtas do que os novatos, sugeriram que os pilotos experientes têm um modo visual melhor do que os novatos. Em outro estudo, Lorenz et al.27 descobriram que os especialistas passam mais tempo olhando para fora do cockpit do que os novatos. Esses resultados têm grande valor prático na seleção de recém-chegados.
A avaliação do desempenho de voo é outro fator crítico para a seleção do piloto. No entanto, existem os seguintes problemas na avaliação do desempenho de voo do piloto: opiniões conflitantes de especialistas, mais normas de seleção e uma teoria de seleção unificada. No campo da direção, Horrey et al.28 compararam o valor absoluto da saída da faixa da linha central para diferentes condições experimentais para avaliar o desempenho de direção. De volta ao domínio da aviação, o gravador de acesso rápido de voo (QAR) registra todos os tipos de parâmetros de manipulação do piloto, parâmetros da aeronave, ambientes e informações de alerta durante o voo29. Mais especificamente, como os indicadores QAR, o ângulo de inclinação é o ângulo de rotação em torno dos eixos esquerdo e direito da aeronave30, e a linha de referência (ou a linha de referência central) está bem no meio das linhas vermelha e verde28; Esses dois parâmetros de voo são usados para avaliar o desempenho de voo de participantes com ou sem experiência no estudo atual. Esses dados QAR podem ser usados para avaliar o desempenho de voo, mas, até onde sabemos, raramente foram usados para treinamento pessoal e seleção em pesquisas científicas31,32.
As medições dos padrões de movimento dos olhos podem ser usadas para avaliar e prever o desempenho de voo e orientar o treinamento e a seleção do piloto. Gerathewohl33 afirmou que o olho é o órgão sensorial mais importante do piloto, processando 80% das informações de voo. Os pilotos devem adquirir informações visuais dos instrumentos na cabine e integrá-las em uma imagem coerente para gerenciar o voo22. Além disso, o comportamento de varredura ideal é essencial para obter um melhor desempenho de vôo15. No entanto, nenhum simulador de voo acessível atualmente integra um rastreador ocular para facilitar estudos quantitativos da relação entre os movimentos oculares e o desempenho de voo.
O estudo atual desenvolveu um novo simulador de voo VR para avaliar se os participantes com experiência de voo tiveram melhor desempenho de voo do que aqueles sem experiência de voo. O simulador de vôo VR integra rastreamento ocular e um sistema de dinâmica de vôo que permite a análise do padrão de movimento ocular e a avaliação do desempenho de vôo. Em particular, vale a pena mencionar que o simulador de vôo VR usa um rastreador ocular VR34, não um rastreador ocular semelhante a vidro ou desktop, para analisar o movimento ocular baseado na área de interesse (AOI) sem contagem de quadros demorada.
Finalmente, o presente trabalho pode levar a uma medição geral para seleção de pilotos no futuro, desde o caminho de varredura ocular até os dados objetivos de desempenho de voo. Com a ajuda do simulador de vôo virtual, o custo da seleção de vôo será significativamente reduzido e a norma dos pilotos pode ser formada com base na extensa coleta de dados. O trabalho preenche uma lacuna entre os simuladores convencionais e de mesa para as necessidades de seleção de voo.