تتبع العين أثناء مهمة طيران معقدة للحصول على رؤى حول معالجة المعلومات

تتبع العين هو طريقة غير جراحية للتحقيق في معالجة المعلومات. توضح هذه المقالة كيف يمكن استخدام تتبع العين لدراسة سلوك النظرة أثناء مهمة طوارئ محاكاة الطيران في الطيارين في الوقت المنخفض (أي <350 ساعة طيران).

تم استخدام تتبع العين على نطاق واسع كوكيل لاكتساب نظرة ثاقبة للعمليات المعرفية والإدراكية والحسية الحركية التي تكمن وراء أداء المهارة. أظهر العمل السابق أن مقاييس النظرة التقليدية والمتقدمة تظهر بشكل موثوق اختلافات قوية في الخبرة التجريبية ، والحمل المعرفي ، والتعب ، وحتى الوعي بالموقف (SA).

تصف هذه الدراسة منهجية استخدام متتبع العين القابل للارتداء وخوارزمية رسم خرائط النظرة التي تلتقط حركات الرأس والعين الطبيعية (أي النظرة) في جهاز محاكاة طيران عالي الدقة. تصف الطريقة الموضحة في هذه الورقة تحليلات النظرة المستندة إلى مجال الاهتمام (AOI) ، والتي توفر مزيدا من السياق المتعلق بالمكان الذي يبحث فيه المشاركون ، ومدة وقت المكوث ، مما يشير إلى مدى كفاءة معالجتهم للمعلومات المثبتة. يوضح البروتوكول فائدة جهاز تعقب العين القابل للارتداء وخوارزمية رؤية الكمبيوتر لتقييم التغيرات في سلوك النظرة استجابة لحالة طوارئ غير متوقعة أثناء الطيران.

أظهرت النتائج التمثيلية أن النظرة تأثرت بشكل كبير عند تقديم حدث الطوارئ. على وجه التحديد ، انخفض تخصيص الانتباه وتشتت النظرة وتعقيد تسلسل النظرة بشكل كبير وأصبح شديد التركيز على النظر خارج النافذة الأمامية ومقياس السرعة الجوية أثناء سيناريو الطوارئ (جميع قيم p < 0.05). تمت مناقشة فائدة وقيود استخدام جهاز تعقب العين القابل للارتداء في بيئة محاكاة طيران عالية الدقة لفهم الخصائص الزمانية المكانية لسلوك النظرة وعلاقتها بمعالجة المعلومات في مجال الطيران.

يتفاعل البشر في الغالب مع العالم من حولهم عن طريق تحريك أعينهم ورؤوسهم أولا لتركيز خط رؤيتهم (أي النظرة) نحو كائن معين أو موقع محل اهتمام. هذا صحيح بشكل خاص في البيئات المعقدة مثل قمرة القيادة للطائرات حيث يواجه الطيارون العديد من المحفزات المتنافسة. تتيح حركات النظرة جمع المعلومات المرئية عالية الدقة التي تسمح للبشر بالتفاعل مع بيئتهم بطريقة آمنة ومرنة¹ ، وهو أمر ذو أهمية قصوى في مجال الطيران. أظهرت الدراسات أن حركات العين وسلوك النظرة توفر نظرة ثاقبة للعمليات الإدراكية والمعرفية والحركية الأساسية عبر المهام^{المختلفة 1،2،3}. علاوة على ذلك ، حيث ننظر له تأثير مباشر على تخطيط وتنفيذ حركات الأطراف العلوية³. لذلك ، يوفر تحليل سلوك النظرة أثناء مهام الطيران طريقة موضوعية وغير جراحية ، والتي يمكن أن تكشف عن كيفية ارتباط أنماط حركة العين بجوانب مختلفة من معالجة المعلومات والأداء.

أظهرت العديد من الدراسات وجود ارتباط بين النظرة وأداء المهام عبر نماذج المختبر المختلفة ، بالإضافة إلى مهام العالم الحقيقي المعقدة (مثل تشغيل الطائرة). على سبيل المثال ، تميل المناطق ذات الصلة بالمهمة إلى أن تكون ثابتة بشكل متكرر ولفترات إجمالية أطول ، مما يشير إلى أن موقع التثبيت والتكرار ووقت المكوث هي وكلاء لتخصيص الانتباه في المهام العصبية المعرفية والطيران^4،5،6. يظهر المؤدون والخبراء الناجحون للغاية تحيزات تثبيت كبيرة تجاه المجالات الحرجة للمهام مقارنة بالأداء الأقل نجاحا أو المبتدئين^4،7،8. يتم التقاط الجوانب الزمانية المكانية للنظرة من خلال التغييرات في أنماط وقت المكوث عبر مختلف مجالات الاهتمام (AOIs) أو مقاييس توزيع التثبيت (على سبيل المثال ، إنتروبيا النظرة الثابتة: SGE). في سياق النماذج المختبرية ، يميل متوسط مدة التثبيت وطول مسار المسح وتعقيد تسلسل النظرة (أي إنتروبيا انتقال النظر: GTE) إلى الزيادة بسبب زيادة المسح والمعالجة المطلوبة لحل المشكلات وتوضيح أهداف / حلول المهام الأكثر^{تحديا 4،7}.

على العكس من ذلك ، أظهرت دراسات الطيران أن طول مسار المسح وتعقيد تسلسل النظرة ينخفض مع تعقيد المهمة والحمل المعرفي. يسلط هذا التناقض الضوء على حقيقة أن فهم مكونات المهمة ومتطلبات النموذج المستخدم أمر بالغ الأهمية للتفسير الدقيق لمقاييس النظرة. إجمالا ، تدعم الأبحاث حتى الآن أن مقاييس النظرة توفر نظرة ثاقبة وموضوعية وذات مغزى لمعالجة المعلومات الخاصة بالمهمة التي تكمن وراء الاختلافات في صعوبة المهمة والحمل المعرفي وأداء المهمة. مع التقدم في تكنولوجيا تتبع العين (أي قابلية النقل والمعايرة والتكلفة) ، يعد فحص سلوك النظرة في "البرية" مجالا ناشئا للبحث مع تطبيقات ملموسة نحو تطوير التدريب المهني في مجالات الطب^9،10،11 والطيران^12،13،14.

يهدف العمل الحالي إلى إجراء مزيد من الفحص لفائدة استخدام المقاييس القائمة على النظرة لاكتساب نظرة ثاقبة لمعالجة المعلومات من خلال استخدام جهاز تعقب العين القابل للارتداء على وجه التحديد أثناء مهمة محاكاة الطيران في حالات الطوارئ في الطيارين ذوي الوقت المنخفض. تتوسع هذه الدراسة في العمل السابق الذي استخدم جهاز تعقب العين المثبت بالرأس (أي EyeLink II) لفحص الاختلافات في مقاييس سلوك النظرة كدالة لصعوبة الطيران (أي التغيرات في الظروف الجوية)⁵. يمتد العمل المقدم في هذه المخطوطة أيضا إلى أعمال أخرى وصفت الأساليب المنهجية والتحليلية لاستخدام تتبع العين في نظام الواقع^{الافتراضي 15}. استخدمت دراستنا محاكيا بلا حراك عالي الدقة وتبلغ عن تحليل إضافي لبيانات حركة العين (أي الانتروبيا). تم الإبلاغ عن هذا النوع من التحليل في أوراق سابقة. ومع ذلك ، فإن أحد القيود في الأدبيات الحالية هو عدم التوحيد القياسي في الإبلاغ عن الخطوات التحليلية. على سبيل المثال ، يعد الإبلاغ عن كيفية تعريف مجالات الاهتمام ذا أهمية حاسمة لأنه يؤثر بشكل مباشر على قيم الانتروبيا الناتجة¹⁶.

للتلخيص ، فحص العمل الحالي مقاييس سلوك النظرة التقليدية والديناميكية بينما تم التلاعب بصعوبة المهمة من خلال إدخال سيناريو طوارئ أثناء الطيران (أي عطل إجمالي غير متوقع في المحرك). كان من المتوقع أن يوفر إدخال سيناريو الطوارئ أثناء الطيران نظرة ثاقبة لتغيرات سلوك النظرة الكامنة وراء معالجة المعلومات أثناء ظروف المهام الأكثر صعوبة. الدراسة التي تم الإبلاغ عنها هنا هي جزء من دراسة أكبر تدرس فائدة تتبع العين في جهاز محاكاة الطيران لإبلاغ تدريب الطيارين القائم على الكفاءة. لم يتم نشر النتائج المعروضة هنا من قبل.

يمكن تطبيق البروتوكول التالي على الدراسات التي تتضمن جهاز تعقب العين القابل للارتداء وجهاز محاكاة الطيران. تتضمن الدراسة الحالية بيانات تتبع العين المسجلة جنبا إلى جنب مع المهام المعقدة المتعلقة بالطيران في جهاز محاكاة الطيران (انظر جدول المواد). تم تكوين جهاز المحاكاة ليكون ممثلا لطائرة سيسنا 172 وتم استخدامه مع لوحة العدادات اللازمة (تكوين مقياس البخار) ، ونظام إلكترونيات الطيران / نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، ولوحة الصوت / الأضواء ، ولوحة الكسارة ، ووحدة التحكم في الطيران (FCU) (انظر الشكل 1). جهاز محاكاة الطيران المستخدم في هذه الدراسة قابل للتصديق لأغراض التدريب وتستخدمه مدرسة الطيران المحلية لتدريب مجموعات المهارات المطلوبة للاستجابة لسيناريوهات الطوارئ المختلفة ، مثل فشل المحرك ، في بيئة منخفضة المخاطر. تم ترخيص جميع المشاركين في هذه الدراسة. لذلك ، فقد عانوا من سيناريو محاكاة فشل المحرك سابقا أثناء تدريبهم. تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل مكتب أخلاقيات البحث بجامعة واترلو (43564; التاريخ: 17 نوفمبر 2021). قدم جميع المشاركين (N = 24 ؛ 14 ذكر ، 10 إناث ؛ متوسط العمر = 22 عاما ؛ نطاق ساعات الرحلة: 51-280 ساعة) موافقة خطية مستنيرة.

الشكل 1: بيئة محاكاة الطيران. رسم توضيحي لبيئة محاكاة الطيران. تكرر وجهة نظر المشارك في قمرة القيادة وجهة نظر طيار يقود طائرة سيسنا 172 ، المعدة مسبقا للاقتراب من الريح إلى القاعدة إلى النهائي إلى مطار واترلو الدولي ، بريسلاو ، أونتاريو ، كاليفورنيا. تمثل الصناديق البرتقالية مجالات الاهتمام العشرة الرئيسية المستخدمة في تحليلات النظرة. وتشمل هذه (1) السرعة الجوية ، (2) الموقف ، (3) مقياس الارتفاع ، (4) منسق الدوران ، (5) التوجه ، (6) السرعة الرأسية ، و (7) مؤشرات الطاقة ، بالإضافة إلى (8) النوافذ الأمامية ، (9) اليسرى ، و (10) النوافذ اليمنى. تم تعديل هذا الرقم من Ayala et ^al.5. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

1. فحص المشاركين والموافقة المستنيرة

1. فحص المشارك من خلال استبيان التقرير الذاتي بناء على معايير التضمين / الاستبعاد^2،5: امتلاك رخصة طيار خاص على الأقل (PPL) ، ورؤية طبيعية أو مصححة إلى طبيعية ، وعدم وجود تشخيص سابق باضطراب عصبي / عصبي أو إعاقة في التعلم.
2. إبلاغ المشارك بأهداف الدراسة وإجراءاتها من خلال إحاطة مفصلة يتعامل معها المجرب ومدرب الطيران المشرف / فني المحاكاة. راجع المخاطر الموضحة في وثيقة الموافقة المعتمدة من مجلس مراجعة الأخلاقيات الخاصة بالمؤسسة. أجب عن أي أسئلة حول المخاطر المحتملة. الحصول على موافقة خطية مستنيرة قبل البدء في أي إجراءات دراسية.

2. متطلبات الأجهزة / البرامج وبدء التشغيل

1. محاكي الطيران (يكتمل عادة فني المحاكاة)
   1. قم بتشغيل شاشات جهاز المحاكاة وجهاز العرض. إذا لم يتم تشغيل أحد أجهزة العرض في نفس الوقت مع الآخرين، فأعد تشغيل جهاز المحاكاة.
   2. في شاشة التعليمات، اضغط على علامة التبويب الإعدادات المسبقة وتحقق من توفر الإعدادات المسبقة للموضع و/أو الطقس المطلوبة. إذا لزم الأمر ، قم بإنشاء نوع جديد من الإعدادات المسبقة ؛ استشر الفني للحصول على المساعدة.
2. مجموعة الكمبيوتر المحمول
   1. اقلب الكمبيوتر المحمول وقم بتسجيل الدخول باستخدام بيانات الاعتماد.
   2. عند المطالبة، حدد إما ملفا شخصيا موجودا مسبقا أو قم بإنشاء ملف تعريف إذا اختبرت مشاركا جديدا. بدلا من ذلك، حدد خيار الضيف للكتابة فوق المعايرة الأخيرة.
      1. لإنشاء ملف تعريف جديد، مرر إلى نهاية قائمة ملفات التعريف وانقر على إضافة.
   3. قم بتعيين معرف ملف التعريف إلى معرف المشارك. سيتم استخدام معرف ملف التعريف هذا لوضع علامة على المجلد، الذي يحتوي على بيانات تتبع العين بعد اكتمال التسجيل.
3. معايرة النظارات
   ملاحظة: يجب أن تظل النظارات متصلة بالكمبيوتر المحمول للتسجيل. يجب إكمال المعايرة باستخدام الصندوق مرة واحدة فقط في بداية جمع البيانات.
   1. افتح علبة تعقب العين وأخرج النظارات.
   2. قم بتوصيل USB بكابل micro-USB من الكمبيوتر المحمول إلى النظارات. إذا طلب منك ذلك على الكمبيوتر المحمول ، فقم بتحديث البرنامج الثابت.
   3. حدد موقع صندوق المعايرة الأسود داخل علبة تعقب العين.
   4. على الكمبيوتر المحمول للمجموعة، في مركز تتبع العين، اختر أدوات | معايرة الجهاز.
   5. ضع النظارات داخل الصندوق واضغط على ابدأ في النافذة المنبثقة لبدء المعايرة.
   6. قم بإزالة الأكواب من العلبة بمجرد اكتمال المعايرة.
4. تناسب قطعة الأنف
   1. حدد قطعة الأنف.
   2. اطلب من المشارك الجلوس في قمرة القيادة وارتداء النظارات.
   3. في مركز تتبع العين ، انتقل إلى ملف | الإعدادات | معالج الأنف.
   4. تحقق من ضبط ملاءمة مربع النظارات على الجانب الأيسر من الشاشة. إذا كان الملاءمة ممتازة ، فانتقل إلى الخطوة التالية. وإلا، انقر فوق المربع.
   5. اطلب من المشارك اتباع تعليمات توصية الملاءمة المعروضة على الشاشة: اضبط قطعة الأنف ، واضبط النظارات للجلوس بشكل مريح ، وانظر إلى الأمام مباشرة إلى الكمبيوتر المحمول.
   6. إذا لزم الأمر ، قم بتبديل قطعة الأنف. اضغط على قطعة الأنف في منتصفها ، ثم حركها للخارج من النظارات ، ثم حرك واحدة أخرى للداخل. استمر في اختبار قطع الأنف المختلفة حتى يتم تحديد الأنف الذي يناسب المشارك بشكل أفضل.
5. مكالمات مراقبة الحركة الجوية (ATC)
   ملاحظة: إذا كانت الدراسة تتطلب مكالمات ATC ، فاطلب من المشارك إحضار سماعة الرأس الخاصة به أو استخدام سماعة رأس المختبر. معايرة مقلة العين كاملة فقط بعد أن يرتدي المشارك سماعة الرأس حيث يمكن لسماعة الرأس تحريك النظارات على الرأس ، مما يؤثر على دقة المعايرة.
   1. تأكد من توصيل سماعة الرأس بالمقبس الموجود على الجانب السفلي الأيسر من لوحة أجهزة القياسات.
   2. اطلب من المشارك ارتداء سماعة الرأس. اطلب منهم عدم لمسه أو خلعه حتى ينتهي التسجيل.
      ملاحظة: يلزم إعادة المعايرة في كل مرة يتم فيها تحريك سماعة الرأس (وبالتالي النظارات).
   3. قم بإجراء فحص لاسلكي.
6. معايرة مقلة العين
   ملاحظة: عندما يقوم المشارك بتحريك النظارات على رأسه ، يجب عليه تكرار معايرة مقلة العين. اطلب من المشارك عدم لمس النظارات حتى تنتهي تجاربهم.
   1. في مركز تتبع العين ، انتقل إلى مربع المعلمة على يسار الشاشة.
      1. تحقق من وضع المعايرة واختر نظرة ثابتة أو رأس ثابت وفقا لذلك.
      2. تأكد من أن نقاط المعايرة عبارة عن شبكة 5 × 5 ، لإجمالي 25 نقطة.
      3. تحقق من وضع التحقق وتأكد من تطابقه مع وضع المعايرة.
      4. افحص مخرجات تتبع العين وتحقق من فحص كل ما يجب تسجيله للدراسة باستخدام مربعات الاختيار.
   2. انقر فوق File | الإعدادات | متقدم وتحقق من أن معدل أخذ العينات هو 250 هرتز.
   3. حدد مربع معايرة تتبع العين على الشاشة باستخدام الماوس. ستختلف تعليمات المعايرة بناء على الوضع. لمتابعة الدراسة الحالية ، استخدم وضع معايرة النظرة الثابتة : اطلب من المشاركين تحريك رؤوسهم بحيث يتداخل المربع مع المربع الأسود ويتماشى معهم. بعد ذلك ، اطلب من المشارك تركيز نظره على التقاطع في المربع الأسود والضغط على شريط المسافة.
   4. اضغط على مربع التحقق من صحة الإعداد . ستكون التعليمات هي نفسها كما في الخطوة 2.6.3. تأكد من أن رقم التحقق من الصحة MAE (متوسط الخطأ المطلق) هو <1 درجة. إذا لم يكن الأمر كذلك، فكرر الخطوتين 2.6.3 و 2.6.4.
   5. اضغط على حفظ المعايرة لحفظ المعايرة في ملف التعريف في كل مرة تكتمل فيها المعايرة والتحقق من الصحة.
7. استخدام iPad
   ملاحظة: يقع iPad على يسار لوحة أجهزة القياس (انظر الشكل 1). يتم استخدامه للاستبيانات عادة بعد الرحلة.
   1. قم بتشغيل iPad وتأكد من توصيله بالإنترنت.
   2. افتح نافذة في Safari وأدخل رابط استبيان الدراسة.

3. جمع البيانات

ملاحظة: كرر هذه الخطوات لكل إصدار تجريبي. يوصى بوضع الكمبيوتر المحمول على المقعد خارج قمرة القيادة.

1. على كمبيوتر محاكي الطيران، في شاشة التعليمات ، اضغط على الإعدادات المسبقة، ثم اختر الإعداد المسبق للموضع المطلوب ليتم محاكاته. اضغط على الزر تطبيق وشاهد الشاشات المحيطة بجهاز المحاكاة للتحقق من حدوث التغيير.
2. كرر الخطوة 3.1 لتطبيق الإعداد المسبق للطقس .
3. أعط المشارك أي تعليمات محددة حول التجربة أو مسار رحلته. يتضمن ذلك إخبارهم بتغيير أي إعدادات على لوحة العدادات قبل أن يبدأوا.
4. في شاشة التعليمات ، اضغط على الزر البرتقالي STOP لبدء جمع البيانات. سيتغير اللون إلى اللون الأخضر ، وسيقول النص FLYING. تأكد من إعطاء إشارة شفهية للمشارك حتى يعرف أنه يمكنه البدء في قيادة الطائرة. الإشارة الموصى بها هي "3 ، 2 ، 1 ، لديك عناصر تحكم" حيث يتم الضغط على زر الإيقاف البرتقالي.
5. في الكمبيوتر المحمول للمجموعة، اضغط على بدء التسجيل حتى تتم مزامنة بيانات متتبع العين مع بيانات محاكي الطيران.
6. عندما يكمل المشارك دائرته ويهبط ، انتظر حتى تتوقف الطائرة عن الحركة.
   ملاحظة: من المهم الانتظار لأنه أثناء المعالجة اللاحقة ؛ يتم اقتطاع البيانات عندما تستقر السرعة الأرضية عند 0. وهذا يعطي الاتساق لنقطة نهاية جميع التجارب.
7. في شاشة التعليمات ، اضغط على زر الطيران الأخضر. سيعود اللون إلى اللون البرتقالي وسيقول النص STOPPED. أعط إشارة لفظية خلال هذه الخطوة عندما يكون جمع البيانات على وشك الانتهاء. الإشارة الموصى بها هي "3 ، 2 ، 1 ، توقف".
8. اطلب من المشارك إكمال الاستبيان (الاستبيانات) اللاحقة للمحاكمة على جهاز iPad. قم بتحديث الصفحة للإصدار التجريبي التالي.
   ملاحظة: استخدمت الدراسة الحالية استبيان التصنيف الذاتي لتقنية تصنيف الوعي بالحالة (SART) باعتباره الاستبيان الوحيد اللاحق^{للمحاكمة 17}.

4. معالجة البيانات وتحليلها

1. بيانات محاكاة الطيران
   ملاحظة: يحتوي ملف .csv المنسوخ من جهاز محاكاة الطيران على أكثر من 1,000 معلمة يمكن التحكم فيها في جهاز المحاكاة. وترد مقاييس الأداء الرئيسية ذات الأهمية ووصفها في الجدول 1.
   1. لكل مشارك، احسب معدل النجاح باستخدام المعادلة (1) عن طريق أخذ النسبة المئوية عبر شروط المهمة. يتم تحديد التجارب الفاشلة من خلال معايير محددة مسبقا مبرمجة داخل جهاز المحاكاة الذي ينهي التجربة تلقائيا عند الهبوط بسبب اتجاه المستوى والسرعة الرأسية. قم بإجراء التحقق بعد المحاكمة للتأكد من أن هذا المعيار يتماشى مع القيود الفعلية للطائرة (على سبيل المثال ، يكون تلف / تحطم معدات الهبوط Cessna 172 واضحا عند السرعات الرأسية > 700 قدم / دقيقة [fpm] عند الهبوط).
      معدل النجاح = (1)
      ملاحظة: تشير قيم معدل النجاح المنخفضة إلى نتائج أسوأ لأنها مرتبطة بانخفاض في محاولات الهبوط الناجحة.
   2. لكل تجربة ، احسب وقت الانتهاء بناء على الطابع الزمني ، والذي يشير إلى أن الطائرة توقفت على المدرج (على سبيل المثال ، السرعة الأرضية = 0 عقدة).
      ملاحظة: قد لا يعادل وقت الإنجاز الأقصر دائما أداء أفضل. يجب توخي الحذر لفهم كيف من المتوقع أن تؤثر ظروف المهمة (مثل الرياح الإضافية وسيناريوهات الطوارئ وما إلى ذلك) على وقت الإنجاز.
   3. لكل تجربة ، حدد صلابة الهبوط بناء على السرعة الرأسية للطائرة (fpm) في الوقت الذي تهبط فيه الطائرة في البداية على المدرج. تأكد من أخذ هذه القيمة في نفس الطابع الزمني المرتبط بالتغيير الأول في حالة AircraftOnGround من 0 (في الهواء) إلى 1 (على الأرض).
      ملاحظة: تعتبر القيم التي تقع ضمن النطاق من -700 إطارا في الدقيقة إلى 0 إطارا في الدقيقة آمنة، حيث تمثل القيم الأقرب إلى 0 عمليات هبوط أكثر ليونة (أي أفضل). تمثل القيم السالبة السرعة الرأسية الهابطة. تمثل القيم الموجبة السرعة الرأسية الصاعدة.
   4. لكل تجربة ، احسب خطأ الهبوط (°) بناء على الفرق بين إحداثيات الهبوط والنقطة المرجعية على المدرج (مركز علامات 500 قدم). باستخدام النقطة المرجعية ، احسب خطأ الهبوط باستخدام المعادلة (2).
      الفرق = √((δ خط العرض) ² + (δ خط الطول) ²) (2)
      ملاحظة: تظهر القيم التي تقل عن 1 درجة لتكون^{طبيعية 5,15}. تشير القيم الكبيرة إلى خطأ هبوط أكبر مرتبط بنقاط هبوط الطائرات البعيدة عن منطقة الهبوط.
   5. احسب الوسائل عبر جميع المشاركين لكل متغير ناتج أداء لكل شرط مهمة. أبلغ عن هذه القيم.
2. بيانات الوعي بالحالة
   1. لكل تجربة ، احسب درجة SA بناء على درجات SART المبلغ عنها ذاتيا عبر الأبعاد العشرة ل SA¹⁷.
      1. استخدم استبيان SART¹⁷ لتحديد الإجابات الذاتية للمشاركين فيما يتعلق بالصعوبة الإجمالية للمهمة ، بالإضافة إلى انطباعهم عن مقدار موارد الانتباه المتاحة لديهم وإنفاقهم أثناء أداء المهمة.
      2. باستخدام مقياس ليكرت المكون من 7 نقاط ، اطلب من المشاركين تقييم تجربتهم المتصورة في أسئلة التحقيق ، بما في ذلك تعقيد الموقف ، وتقسيم الانتباه ، والقدرة العقلية الاحتياطية ، وكمية المعلومات وجودتها.
      3. اجمع هذه المقاييس في أبعاد أكبر لمتطلبات الانتباه (الطلب) والعرض الانتباهي (العرض) وفهم الموقف (الفهم).
      4. استخدم هذه التصنيفات لحساب مقياس SA بناء على المعادل (3):
         SA = الفهم - (العرض والطلب) (3)
         ملاحظة: تشير الدرجات الأعلى على المقاييس مجتمعة لتوفير مقياس للفهم إلى أن المشارك لديه فهم جيد للمهمة المطروحة. وبالمثل ، تشير الدرجات العالية في مجال التوريد إلى أن المشارك لديه قدر كبير من موارد الانتباه لتكريسه لمهمة معينة. في المقابل ، تشير درجة الطلب العالية إلى أن المهمة تتطلب قدرا كبيرا من موارد الانتباه لإكمالها. من المهم توضيح أن هذه الدرجات يتم تفسيرها بشكل أفضل عند مقارنتها عبر الظروف (أي الظروف السهلة مقابل الظروف الصعبة) بدلا من استخدامها كمقاييس قائمة بذاتها.
   2. بمجرد اكتمال جمع البيانات ، احسب الوسائل عبر جميع المشاركين لكل حالة مهمة (أي أساسية ، طارئة). أبلغ عن هذه القيم.
3. بيانات تتبع العين
   1. استخدم نصا برمجيا لدفعة تتبع العين لتحديد AOIs يدويا لاستخدامها في تعيين النظرات. سيفتح البرنامج النصي نافذة جديدة لاختيار إطار المفاتيح التي يجب أن تعرض بوضوح جميع هيئات الاهتمام الرئيسية التي سيتم تحليلها. قم بالتمرير خلال الفيديو واختر إطارا يعرض جميع AOIs بوضوح.
   2. باتباع التعليمات التي تظهر على الشاشة ، ارسم مستطيلا فوق منطقة من الإطار ستكون مرئية في جميع أنحاء الفيديو بأكمله ، فريدة من نوعها ، وتظل مستقرة.
      ملاحظة: الغرض من هذه الخطوة هو إنشاء إطار إحداثي "داخل الشاشة" يمكن استخدامه عبر تسجيل الفيديو لأن حركات الرأس تؤدي إلى تغيير موقع الكائنات في البيئة على مدار تسجيل الفيديو.
   3. ارسم مستطيلا لكل هيئة تصنيع للعوامل في الصورة، واحدا تلو الآخر. قم بتسميتهم وفقا لذلك. انقر فوق إضافة المزيد لإضافة AOI جديد واضغط على تم في آخر إصدار. إذا كانت النظرة تنسق أثناء هبوط تثبيت معين داخل مساحة الكائن كما هو محدد في إطار الإحداثيات "داخل الشاشة" ، فقم بتسمية هذا التثبيت بتسمية الهيئة العربية للتصنيع المعنية.
      ملاحظة: الغرض من هذه الخطوة هو إنشاء مكتبة من إحداثيات الكائنات التي يتم استخدامها بعد ذلك كمراجع عند مقارنة إحداثيات النظرة بالإحداثيات الموجودة على الشاشة.
      عادة ما يكون هناك 10 AOIs ، ولكن هذا يعتمد على كيفية تكوين جهاز محاكاة الطيران. قد تكون لوحة العدادات مختلفة. تماشيا مع العمل السابق^5،18 ، تستخدم الدراسة الحالية AOIs التالية: السرعة الجوية ، والموقف ، ومقياس الارتفاع ، ومنسق الدوران ، والعنوان ، والسرعة الرأسية ، والطاقة ، والنافذة الأمامية ، والنافذة اليسرى ، والنافذة اليمنى (انظر الشكل 1).
   4. دع البرنامج النصي يبدأ في معالجة AOIs وإنشاء بيانات التثبيت. يولد مؤامرة توضح المثبتات والتثبيتات على الفيديو.
   5. سيتم إنشاء ملفين جديدين: fixations.csv و aoi_parameters.yaml. سيكمل معالج الدفعات المعالجة اللاحقة لبيانات النظرة لكل تجربة وكل مشارك.
      ملاحظة: يتم سرد مقاييس تتبع العين الرئيسية ذات الأهمية في الجدول 2 ويتم حسابها لكل AOI لكل تجربة.
   6. لكل تجربة ، احسب مقاييس النظرة^{التقليدية 4,5} لكل AOI بناء على البيانات التي تم إنشاؤها في ملف fixation.csv.
      ملاحظة: هنا ، نركز على وقت السكون (٪) ، والذي يتم حسابه بقسمة مجموع التثبيتات لهيئة الاهتمام الخاصة بمقدار معين على مجموع جميع التثبيتات وضرب حاصل القسمة في 100 للحصول على النسبة المئوية للوقت الذي يقضيه في AOI معين. لا يوجد تفسير سلبي / إيجابي متأصل من أوقات السكون المحسوبة. إنها تعطي مؤشرا على المكان الذي يتم فيه تخصيص الاهتمام في الغالب. يدل متوسط فترات التثبيت الأطول على زيادة متطلبات المعالجة.
   7. لكل تجربة ، احسب معدل الوميض باستخدام المعادلة (4):
      معدل الوميض = إجمالي الوميض / وقت الإكمال (4)
      ملاحظة: أظهر العمل السابق أن معدل الوميض يرتبط عكسيا بالحمل المعرفي ^{2،6،13،19،20}.
   8. لكل تجربة ، احسب SGE باستخدام المعادلة (5)²¹:
      (5)
      حيث v هو احتمال عرض i^th AOI و V هو عدد AOIs.
      ملاحظة: ترتبط قيم SGE الأعلى بتشتت تثبيت أكبر ، في حين أن القيم المنخفضة تدل على تخصيص أكثر تركيزا للتثبيتات²².
   9. لكل تجربة ، احسب GTE باستخدام المعادلة (6)²³:
      (6)
      حيث V هو احتمال عرض i^th AOI ، و M هو احتمال عرض j^th AOI بالنظر إلى العرض السابق ل i^th AOI.
      ملاحظة: ترتبط قيم GTE الأعلى بمسارات فحص مرئية أكثر تعقيدا وأكثر تعقيدا لا يمكن التنبؤ بها، في حين أن قيم GTE المنخفضة تشير إلى مسارات فحص مرئية روتينية أكثر قابلية للتنبؤ.
   10. احسب الوسائل عبر جميع المشاركين لكل متغير إخراج لتتبع العين (والهيئة العربية للتصنيع عند الإشارة إليها) وكل حالة مهمة. أبلغ عن هذه القيم.

الجدول 1: متغيرات نتائج أداء المحاكاة. المتغيرات المعتمدة على أداء الطائرات وتعريفاتها.

الشكل 2: مسار رحلة سيناريو الهبوط. رسم تخطيطي ل (أ) اكتملت دائرة الهبوط في جميع التجارب و (ب) المدرج بعلامات 500 قدم التي تم استخدامها كنقطة مرجعية لمنطقة الهبوط (أي الدائرة البرتقالية المركزية). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: رسم خرائط منطقة الاهتمام. رسم توضيحي للبرنامج النصي الدفعي يوضح نافذة لاختيار الإطار. يتضمن اختيار الإطار الأمثل اختيار إطار فيديو يتضمن معظم أو كل مجالات الاهتمام المراد تعيينها. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: إنشاء منطقة الاهتمام تعيين الإحداثيات "داخل الشاشة". رسم توضيحي للبرنامج النصي الدفعي يوضح نافذة لتحديد إحداثيات "داخل الشاشة". تتضمن هذه الخطوة تحديد منطقة مربعة / مستطيلة تظل مرئية طوال التسجيل ، وتكون فريدة من نوعها للصورة ، وتظل ثابتة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: تحديد مجال الاهتمام المراد تعيينه. رسم توضيحي لنافذة البرنامج النصي الدفعي الذي يسمح بتحديد وتصنيف مجالات الاهتمام. الاختصار: AOIs = مجالات الاهتمام. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: معالجة البرنامج النصي الدفعي. رسم توضيحي للنص الدفعي الذي يعالج الفيديو والنظرة التي ترسم خرائط للتثبيتات التي تم إجراؤها طوال التجربة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الجدول 2: متغيرات نتائج تتبع العين. نظرة على المتغيرات المعتمدة على السلوك وتعريفاتها.

تأثير متطلبات المهام على أداء الرحلة
تم تحليل البيانات بناء على تجارب الهبوط الناجحة عبر الظروف الأساسية والطارئة. خضعت جميع المقاييس لاختبار t للعينات المزدوجة (العامل داخل الموضوع: حالة المهمة (أساسي ، طارئ)). تم إجراء جميع اختبارات t بمستوى ألفا مح?...

تتيح طريقة تتبع العين الموضحة هنا تقييم معالجة المعلومات في بيئة محاكاة الطيران عبر جهاز تعقب العين القابل للارتداء. يوفر تقييم الخصائص المكانية والزمانية لسلوك النظرة نظرة ثاقبة لمعالجة المعلومات البشرية ، والتي تمت دراستها على نطاق واسع باستخدام نماذج معملية شديدة ?...

لا توجد مصالح مالية متنافسة.

يتم دعم هذا العمل جزئيا من خلال منحة الدراسات العليا الكندية (CGS) من مجلس أبحاث العلوم الطبيعية والهندسة (NSERC) في كندا ، ومنحة الاستكشاف (00753) من صندوق الحدود الجديدة في البحوث. أي آراء أو نتائج أو استنتاجات أو توصيات يتم التعبير عنها في هذه المادة هي من المؤلف (المؤلفين) ولا تعكس بالضرورة آراء الجهات الراعية