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Das Fliegen eines Jets zu erlernen ist extrem anspruchsvoll. Es erfordert nicht nur ein hohes Maß an Können, sondern auch die Verarbeitung einer enormen Menge an Informationen vom Cockpit, sondern muss auch unter hoher körperlicher Belastung bewältigt werden. Um Jetpilot zu werden, sind Hunderte von Trainingsstunden nötig, um die erforderliche Kompetenz zu erlangen. Dies ist mit sehr hohen Kosten verbunden, und das Lerntempo der Piloten variiert stark. Seit Jahren steht die Luftfahrtindustrie vor der Herausforderung, die Effektivität von Trainingsprogrammen zu messen.
In einer bahnbrechenden Studie wurde eine neue Methode entwickelt, um die mentalen Vorgänge im Kopf von Piloten während des Fluges zu erforschen. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt bündelten das Faubert Labder University of Iowa Operator Performance Lab, die Universität Montrealund Collins Aerospace (ein Unternehmen für Avionik und Simulationstraining) ihre jeweiligen Fachkenntnisse, um eine innovative Methode zur Messung der mentalen Belastung beim Fliegen zu entwickeln.
In einer experimentellen Kombination von Mensch-Maschine-Technologie wurde in einem Aero Vodochody L-29-Jet ein NeuroTracker verbunden Eye-Tracking- und EKG- .
Dieses Setup wurde auch in einem Flugtrainingssimulator nachgebildet. Ziel war es, die kognitive und physiologische Belastung über drei Schwierigkeitsstufen von Flugmanövern hinweg objektiv zu messen, die Auswirkungen auf die Leistung zu bewerten und diese sowohl für reale als auch für simulierte Flüge zu vergleichen.
Die Piloten der Studie absolvierten zunächst ein 15-wöchiges NeuroTracker -Programm, um ein erhöhtes kognitives Ausgangsniveau zu erreichen. Anschließend führten sie eine erste Runde realer und simulierter Testflüge durch, die Flugmanöver mit niedrigem, mittlerem und hohem Schwierigkeitsgrad umfassten, wie beispielsweise steile Steigflüge mit Rollen innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne.
Es wurden Blickbewegungen und Hirnsignale gemessen sowie die technische Leistung analysiert. In einer zweiten Runde wurde das gleiche Testverfahren wiederholt, jedoch mit einer zusätzlichen Änderung: Die Piloten sollten während der Flugmanöver zusätzlich NeuroTracker nutzen. Die Forscher gingen davon aus, dass der NeuroTracker die kognitive Reservekapazität der Piloten messen würde. Dies wiederum würde die mentale Belastung bei jeder Aufgabe aufzeigen – ein Novum.
Die Anforderungen an das Gehirn waren bei allen Tests überraschend hoch. Die Leistungsfähigkeit der Piloten NeuroTracker war drastisch reduziert und beanspruchte nahezu ihre gesamte kognitive Reserve. Dieser Effekt verstärkte sich mit zunehmender Schwierigkeit des Flugmanövers. Der Simulator hatte eine geringere mentale und physiologische Belastung als der reale Flug – ein Befund, der insbesondere für die Identifizierung der Grenzen des virtuellen Trainings von Interesse ist.
Durch die Messung der Arbeitsbelastung des Piloten für verschiedene Szenarien und parallel dazu mit Leistungskennzahlen könnte dieser Ansatz genutzt werden, um die Ausbildungsfähigkeit eines Piloten zu beurteilen und die Trainingsbelastung an seine spezifischen Bedürfnisse anzupassen.
Die Vorteile lägen in einer geringeren Ausfallquote beim Training und einem beschleunigten Lernprozess durch optimal ausgerichtete Trainingsprogramme. Darüber hinaus kann die Bewertung der kognitiven Reservekapazität auch ein Maß für die Leistungsbereitschaft liefern.
Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich auf der I/ITSEC (Interservice/Industry Training, Simulation and Education Conference) – dem weltweit größten Treffen von Fachleuten aus der Simulations- und Trainingsbranche – vorgestellt. Aufgrund des dringenden Bedarfs an Lösungen zur Verbesserung der Kosteneffizienz und Effektivität der Personalausbildung wurde die Studie als „Best Paper“ im Bereich Training ausgezeichnet und von Militärführern als „erste objektive Messgröße für die Einsatzbereitschaft“ bezeichnet. Die Studie stellt die erste Phase eines mehrjährigen Forschungsprojekts dar; derzeit werden Expertenpiloten für die nächste Phase getestet.
Studienreferenz
Wahrnehmungs-, kognitive und physiologische Beurteilung der Trainingseffektivität
Interservice/Industry Training, Simulation and Education Conference (I/ITSEC) 2017
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