Ökat informationsflöde i cockpit och starkare g-krafter gör att stridspiloterna utsätts för allt hårdare press. I ett forskningsprojekt på Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI) mäts pilotens ögonrörelser för att avslöja stressnivån.
Ögonen är som bekant själens spegel. Ögonen avslöjar om vi ljuger, om vi är rädda, arga eller vänliga. Ögonen visar också om vi är stressade. Därför mäter forskare på Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI) ögonrörelser och detta ingår i försvarets största MSI-projekt just nu. MSI är förkortningen för Människa-System-Interaktion. Allt kan dock inte blicken avslöja och forskarna studerar därför också hjärtat och hjärnan. Man mäter till exempel puls och kan med hjälp av elektroder på huvudet se hur hjärnan arbetar. Martin Castor leder detta projekt med att utveckla värderingsmetodik som skall kunna användas som stöd i systemutvecklingsprocesser eller utveckling av nya träningsprogram.
– Vi ska kunna svara på frågan om en operatör kan prestera bättre efter en viss ändring i ett system eller människa-maskin gränssnitt. Hittills har det varit mycket tyckande och mindre vetande på detta område eftersom det inte har gått att mäta och utvärdera på ett bra sätt.
Forskarna ska utveckla metoder för att mäta:
• mental arbetsbelastning och stress
• situationsmedvetande
• operativ prestation, det vill säga hur bra man lyckas
• samverkan mellan en grupps deltagare
Mätmetoderna inbegriper:
• formulär
• psykofysiologiska mått – dvs mått på kroppens reaktion på psykologiska förändringar som orsakas av den uppgift som utförs
• objektiva prestationsmått
• kommunikationsanalys – analys om ett uttalande är en order, allmän information eller något annat
En del prov görs i riktiga militära flygplan och det är något som FOI-forskarna nästan är ensamma om i världen. I det amerikanska flygvapnet släpps inte forskarna in i flygplanen på samma sätt. En del prov görs också i flygvapnets luftstrids simuleringscenter (FLSC) som ligger hos FOI i Bromma. Vissa prov sker i den dynamiska flygsimulatorn i Malmslätt (DFS) som är en kombination av en simulator och en g-slunga.
– Det är ett krav att alla mätmetoder ska kunna användas i fält när användarna är i sin naturliga miljö, säger Martin Castor. Vi har inte bara gjort försök med flygplan utan även med stridsfordon och stridsbåtar och under ledningsövningar.
Ingen lek i simulatorn
Det kan tyckas att simulering är långt från verkligheten och kan upplevas mer som en lek än allvar. Men när en försöksperson stressas i simulator och i verkligheten visar jämförelser att skillnaden i de psykofysiologiska måtten inte är så stor. Att anfalla ett markmål är en krävande uppgift som piloter ska kunna utföra. Anflygningen sker på låg höjd och då måste piloten vara skärpt. Sedan sker en hård upptagning, målet fångas in på någon sekund, några få sekunder för att skjuta och så ska piloten fort iväg för att inte bli nedskjuten eller hamna i splittret från explosionerna. Någon minut före skottet är piloten lika skärpt vare sig han sitter i det riktiga flygplanet eller i simulatorn. Koncentrationen gör att det kan vara en halv minut mellan pilotens blinkningar. Att kontrollera detta medvetet kräver mycket ansträngning, men i pilotens fall är det ett tecken på koncentration och det sker undermedvetet.
– Proven ger en mängd data i och med att många olika typer av mått används. För att ge en tydligare bild av resultaten samlas används olika statistiska metoder för datareduktion, säger Martin Castor. På så vis kan man skapa en statistisk modell av en operatör, till exempel en pilot, och se hur stress förhåller sig till situationsmedvetande och prestation.
– Det behöver inte vara så att mer stress ger en sämre förmåga att ha koll på läget. Det kan gälla för nybörjare, men inte för erfarna piloter, säger Martin Castor som skriver sin avhandling om denna typ av statistiska analyser.
Att mäta ögonrörelser är inget nytt. Tekniken har tidigare använts för att mäta hur läsbar en text är och för att utvärdera människa maskin gränssnitt. Det finns enkla apparater att köpa över disk och det finns mycket sofistikerade och dyrbara utrustningar. Fördelen med den utrustning som FOI använder är att försökspersonen inte behöver ha någon utrustning i ansiktet eller på huvudet. Två eller fler kameror registrerar huvudets och ögonens rörelser och algoritmer i mjukvaran räknar sedan ut var användaren tittar. Utrustningen är tillverkad av ett företag i Göteborg och tanken är att kamerorna till exempel ska sitta i lastbilshytter och varna när föraren håller på att somna. Produkten och företaget som utvecklar den heter Smart Eye och med hjälp av data från systemet kan man till exempel beräkna blickriktning, antal blinkningar, om blicken flackar eller om personen stirrar stint på en punkt.
Att söka information
I dag översköljs en stridspilot av information och risken är att det blir ännu värre med det nätverksbaserade försvaret. Till detta kommer g-krafterna, som inte bara är höga i moderna flygplan utan också växer mycket snabbt när flygplanet manövrerar kraftigt.
En Gripenpilot har i huvudsak fyra informationsytor att titta på. Instrumenten är inte längre klockliknande visare utan bildskärmar. Piloten har en skärm för flygdata, en taktisk indikator, en indikator för radarinformation samt den så kallade head-up-displayen, eller siktlinjesindikataorn, som piloten ser när han tittar rakt fram ut ur cockpit.
– Ofta räcker det med att se på vilken skärm en pilot tittar för att kunna bedöma vad han tänker på, säger FOI-forskaren Mikael Lundin som utvecklar analysverktyg för att analysera ögonrörelser. En svårighet är dock att piloten snabbt kan byta bild på skärmen. I gårdagens cockpit, som ibland kallades för klockbutiken, var det lättare att analysera ögonrörelser. Dagens så kallade glas-cockpit har givetvis den stora fördelen att den lättare kan anpassas till människans behov, men eftersom symbolerna rör sig på skärmen behövs bättre analysmetoder än tidigare.
Trafikflygarhögskolan är en av intressenterna av FOI-forskningen. På flygskolan får eleverna lära sig olika mönster för att söka av informationen i cockpit, men frågan är om eleverna sedan verkligen använder sig av dessa sökmönster.
Internationellt intresse
Även om huvudsyftet är projektet ska leda fram till bättre värderingsmetodik är inte Martin Castor främmande för visioner:
– Ögonrörelser och hjärtaktivitet är objektiva mått som kan ge ett index på hur piloten mår. Mätteknikerna skulle kunna användas som indata till adaptiva system som förändrar informationspresentation beroende på operatörens aktuella status. Man kan också tänka sig att den som leder ett uppdrag från marken kan få en samlad bild av hur stressade de olika piloterna är.
Med tanke på vad moderna stridsflygplan kostar borde det vara av stort intresse att veta hur pass bra dessa system är anpassade till människan. Det pågående FOI-projektet har därför rönt ett stort internationellt intresse och FOI-forskarna samarbetar med FOI:s motsvarigheter i Kanada och Nederländerna och med det amerikanska flygvapnets forskningsorganisation. Projektet ingår också i det europeiska flygforskningssamarbetet Garteur och i Natos forskningsorganisation.
Jan-Ivar Askelin Framsyn 2004/6