Training van straalpiloten leidt tot nieuwe industriële oplossingen

De baanbrekende rol van technologie

Het bepalende kenmerk van de moderne tijd is de exponentiële groei van de technologie. In plaats van de rollen van mensen te vervangen, heeft technologie in bepaalde opzichten de waarde en het belang van menselijke prestatievaardigheden radicaal vergroot.

Een belangrijke reden is dat de geldwaarde van technologische systemen die door personeel worden beheerd enorm hoog kan zijn. Een relevant geval is de B-2 Spirit stealth-bommenwerper, die een totale productiekost had van ongeveer 2 miljard dollar per vliegtuig. Niet alleen dragen exploitanten van dure technologiesystemen enorme verantwoordelijkheden, maar ze moeten ook extreem hoge expertisenormen ontwikkelen, met hoge bijbehorende opleidingskosten.

De uitdaging van de trainingsindustrie

Door dit soort scenario's wordt de trainingsindustrie ontmoedigd door de uitdaging hoe de effectiviteit van trainingsprogramma's voor personeel met hoge prioriteit kan worden gegarandeerd. Jetpiloten zijn een klassiek voorbeeld. Competentie vereist het doorbreken van de cognitieve en fysiologische barrières van menselijke prestaties. Daarnaast hangt er aan deskundige vaardigheid een zeer hoog prijskaartje vast, waarvoor duizenden uren vliegervaring nodig zijn. Maar uiteindelijk, en ongeacht de investeringen in opleiding, blinken sommige piloten uit in training, terwijl andere falen. Traditioneel was er geen manier om dergelijke uitkomsten goed te begrijpen of te voorspellen.

Innovatie in menselijke prestatiesystemen

Om deze uitdaging aan te gaan, probeerden een multidisciplinaire coalitie van neurowetenschappers, experts in simulatietraining en vliegtrainingspecialisten te ontdekken wat er tijdens de training in de hoofden van jetpiloten gebeurt. In een echt innovatieve opstelling namen ze een L-29-jetvlak en integreerden het dashboard met een NeuroTracker , en verslaafden vervolgens piloten met oogtracking en ECG-apparatuur.

Het doel was om de real-time impact van vliegen te bestuderen in termen van daadwerkelijke neurofysische trainingsbelasting – een wereldprimeur in de luchtvaart.

Werklastlimieten bepalen

Een belangrijk concept dat werd gebruikt was 'reserve cognitieve capaciteit', dat wil zeggen de aandachtsbronnen die nog beschikbaar zijn bij het uitvoeren van een taak. Dit heeft zowel te maken met de complexiteit van de taak als met de mogelijkheden van het individu. Door autorijden blijven sommige mensen bijvoorbeeld voldoende cognitieve capaciteit over om te praten via een mobiele telefoon, maar voor anderen is dit een gevaarlijke afleiding.

Het doel was om NeuroTracker te gebruiken om de reserve cognitieve capaciteit van piloten te meten en tegelijkertijd 3 moeilijkheidsgraad van vluchtmanoeuvres uit te voeren en de tests in een simulator te repliceren. Dit zou dan een objectieve beoordeling bieden van de werklasteffecten van specifieke vluchttaken, waaruit blijkt hoe deze impact pilootprestaties en fysiologische statistieken beïnvloeden.

Resultaten van vluchttests

De vliegprestaties werden geëvalueerd met behulp van de Cognitive Assessment Tool Set (CATS), en piloten werd gevraagd om subjectief de werklast te beoordelen die zij onder elke vliegomstandigheid ondervonden.

Over het algemeen toonden de bevindingen aan dat hoe moeilijker de vluchtmanoeuvre was, hoe minder reserve cognitieve capaciteit beschikbaar was voor de NeuroTracker -taak. Deze effecten waren veel groter voor live vlucht versus gesimuleerde vlucht.

Verminderingen van de cognitieve reservecapaciteit correleerden ook met lagere vluchttechnische prestaties.

Zelfbeoordelingen onthulden dat piloten de ware cognitieve workloads aanzienlijk onderschatten, zoals vastgesteld door NeuroTracker, katten en fysiologische maatregelen. In feite waren piloten zich niet op de hoogte toen hun werklastcapaciteiten overbelast waren geworden, waardoor de effectiviteit van hun training werd verlaagd.

Adaptieve training

Deze studie werpt nieuw licht op de directe relaties tussen mentale en fysiologische werkbelasting, en hun gecombineerde invloed op trainingsprestaties. De gegevens kunnen van direct nut zijn bij het aanpassen van trainingsprogramma's aan de individuele behoeften.

Het zou bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt om een ​​zwakkere piloot te beperken tot livevluchten met lage moeilijkheidsgraad en gesimuleerde vluchten met gemiddelde moeilijkheidsgraad. Of als alternatief, om vluchten met een hoge moeilijkheidsgraad uit te voeren voor een zeer bekwame piloot. Dit zou de eisen van de training afstemmen op een voortdurende Goudlokje-aanpak, waardoor elke trainingssessie wordt geoptimaliseerd voor de trainingsbehoeften van elke piloot.

Voordelen van de trainingsindustrie

Deze studie vertegenwoordigt het eerste jaar van een meerjarig onderzoeksproject, waarin de dimensie van expertise zal worden betrokken om de invloed ervan op de werklastcapaciteiten te onderzoeken. Hoewel dit onderzoek specifiek is voor pilots, vertalen de beoordelingsprincipes zich in trainingsprogramma's die hoge kosten met zich meebrengen en gepaard gaan met een hoog niveau van expertiseverwerving.

In wezen meet deze aanpak de werklastcapaciteiten van stagiairs in realtime, parallel aan taakprestatiestatistieken. Het kan worden gebruikt op zowel trainings- als operationele platforms, en in militaire en commerciële domeinen. Als zodanig maakt het de weg vrij voor toepassingen die de effectiviteit van trainingsprogramma's op de volgende gebieden zullen verbeteren:

Lagere uitvalpercentages – beoordeel de werklastcapaciteiten van stagiairs en filter cursisten voor programmaselectie op basis van hun trainingscompetentie en voltooiingsverwachtingen.

Aangepaste training – pas de training aan om aan de specifieke behoeften van elke cursist te voldoen, zoals het moduleren van trainingstaken op specifieke sterke en zwakke punten in de werklast.

Versneld leren – ontwikkel trainingsmoeilijkheden door middel van een ‘sweet spot’-benadering, waarbij de trainingsstimulatie wordt geoptimaliseerd voor de individuele werklastcapaciteiten.

Adaptief leren – real-time aanpassing van de trainingsinhoud aan het vaardigheidsniveau en de cognitieve toestand van elke cursist, naarmate hun vaardigheden zich aanpassen als functie van de tijd die aan de training wordt besteed.

Selectie van trainingsapparatuur – door variaties in de werklast voor het ene trainingssysteem te vergelijken met het andere, kunnen individuele cursisten worden afgestemd op de op apparaten gebaseerde leerefficiëntie, waardoor de totale trainingskosten worden verlaagd.

Vooruitkijkend is het gemakkelijk voor te stellen dat dit soort wetenschappelijk onderzoek in veel bedrijfstakken tot betere trainingsresultaten zal leiden. In dit geval zullen deze resultaten waarschijnlijk worden versneld, dankzij het nieuwe partnerschap tussen wetenschappelijke laboratoria en marktleiders op het gebied van commerciële trainingsoplossingen.

Over de studie

Het Faubert Applied Research Center , de Universiteit van Montreal , Rockwell Collins (elektronica- en simulatietrainingsbedrijf) en het Operator Performance Lab van de Universiteit van Iowa hebben hun expertisegebieden samengewerkt om een ​​innovatieve manier te bedenken om de mentale belasting van vliegen te beoordelen. Het paper werd gepresenteerd op de Interservice/Industry Training, Simulation and Education Conference (I/ITSEC) 2017 en werd bekroond met het beste paper voor de categorie Training .

Perceptueel-cognitieve en fysiologische beoordeling van de effectiviteit van training

‍