System pomiarowy JAZZ-novo

system monitorowania zachowania operatora, PODSTAWOWY instrument badań w Kognitometrii

Kognitometria jest nową dziedziną badawczą, u której podstaw leży założenie iż procesy poznawcze zachodzące podczas uczenia się i nabywania oraz wykorzystywania umiejętności, mogą być pośrednio obserwowane poprzez ilościową analizę zarządzania świadomą uwagą. Dalej Kognitometria zakłada, że tzw. „błąd człowieka” jest spowodowany nieprawidłowym zarządzaniem zasobami świadomej uwagi przez operatora, a w szczególności pojawiającymi się psychologicznymi anomaliami uwagi.

System pomiarowy JAZZ-novo pozwala na pomiar ruchu oka z doskonałą rozdzielczością przestrzenną i czasową, wraz z innymi fizjologicznymi i środowiskowymi sygnałami. Ideą przyświecającą pracom nad system pomiarowym JAZZ-novo było zebranie różnego rodzaju informacji o interakcji pilota z kokpitem samolotu, przy wykorzystaniu pojedynczego urządzenia. Sygnały fizjologiczne rejestrowane przez system JAZZ-novo to:

• ruchy oka w osi poziomej i pionowej (częstotliwość próbkowania 1 kHz)
• prędkość rotacji głowy w osi poziomej i pionowej (częstotliwość próbkowania 1 kHz)
• przyśpieszenie obrotów głowy względem wektora sił ciężkości w osi poziomej i pionowej (częstotliwość prókowania 1 kHz)
• sygnał pletyzmograficzny w dwóch długościach fali świetlnej (częstotliwość próbkow. 500 Hz)
• sygnał audio z otoczenia osoby badanej (częstotliwość próbkowania 8 kHz)

Technika pomiaru

Pomiar ruchu oka w systemu JAZZ-novo odbywa się za pomocą technologii Cyclops-ODS (oculus Dexter Sinister) na bazie pomiaru w bezpośredniej podczerwieni (InfraRed Oculography – IRO). System jest zoptymalizowany w celu uzyskania jak najprostszego i najkrótszego przygotowania do pracy (tzw. setup time) i oraz minimalnej inwazyjności, co jest krytyczne w przypadku monitorowania zachowania operatora w warunkach nie-laboratoryjnych. W odróżnieniu od większości urządzeń pomiarowych opartych o technikę IRO, które wymagają rozmieszczenia emitorów/czujników wokół oka w jego bezpośredniej bliskości, zestaw czujników optoelektronicznych w technologii Cyclops-ODS jest umieszczony pomiędzy oczami, niejako ukryty w cieniu nosa. Dzięki takiemu położeniu uzyskane zostało minimalne ograniczenie pola widzenia osoby badanej, a tym samym zredukowano możliwość interferencji systemu pomiarowego JAZZ-novo z eksploracją wzrokową osoby badanej z otoczeniem. Pomiar ruchów oka jest prowadzony z wysoką rozdzielczością czasową i przestrzenną, co pozwala na precyzyjną detekcję sakad – szybkich ruchów oka wykonywanych w celu przeniesienia punktu fiksacji wzroku w ramach dostępnego otoczenia wzrokowego. Statystyczna analiza wykrytych w ramach określonych odcinków czasu sakad (ich liczby, amplitudy, czasu trwania poprzedzających fiksacji) dostarcza istotnych informacji o zaangażowaniu świadomej uwagi operatora w interakcję z otoczeniem.

Sygnały prędkości oraz przyśpieszenia obrotów głowy pozwalają na detekcję ruchów głowy połączonych z wizualną eksploracją środowiska pracy operatora. Dodatkowo, absolutny pomiar prędkości obrotów głowy w osi poziomej pozwala na automatyczną kalibrację ruchu oka w osi poziomej w stopniach kątowych.

Sygnały pletyzmograficzne mierzone przez system JAZZ-novo pozwalają na oszacowanie pulsu operatora oraz względnych zmian poziomu utlenowania krwi. Ponieważ sygnały te przenoszą informację o reakcji wazodylacji i wazokonstrykcji regulowanych przez układy sympatyczny, ich analiza może zostać użyta do oceny obciążenia pracą operatora (ang. workload).

Nagranie sygnału audio niesie informację o komentarzach operatora, otoczeniu dźwiękowym, komunikacji i rozmowach z innymi operatorami w pomieszczeniu kontrolnym.