En collaboration avec Swiss International Air Lines, la NASA et d'autres partenaires, des chercheurs de l'ETH Zurich ont développé un logiciel de suivi oculaire à utiliser dans la formation des pilotes. Cela permet aux instructeurs d'analyser le comportement du regard des élèves-pilotes dans le cockpit.

Quiconque s'est déjà assis dans un cockpit sait à quel point il est mentalement difficile de piloter un avion. Lors d'un vol, pilotes et copilotes doivent traiter une énorme quantité de visuels, informations acoustiques et spatiales. Garder un œil constant sur les nombreux instruments dans le cockpit est une tâche ardue, car les pilotes doivent vérifier les bons indicateurs pendant une manœuvre, souvent dans un ordre spécifique.

Ce processus de « balayage » des systèmes de vol est quelque chose que les pilotes intériorisent au cours de leur formation. Mais même pour les instructeurs expérimentés, il est difficile de juger si un élève-pilote regarde les bons instruments au moment crucial. Maintenant, en collaboration avec Swiss International Air Lines, des chercheurs dirigés par le professeur de l'ETH Zurich Martin Raubal ont utilisé pour la première fois la technologie de suivi oculaire pour comprendre comment les pilotes surveillent les systèmes automatiques d'un avion de passagers moderne.

Voir ce que voit le pilote

La technologie de suivi oculaire par caméra permet une surveillance précise des mouvements oculaires d'une personne. "Comme les mouvements oculaires permettent de tirer des conclusions sur les processus de pensée d'une personne, Swiss est venu vers nous avec l'idée d'utiliser l'eye-tracking dans la formation des pilotes, " dit Martin Raubal, Professeur d'ingénierie de la géoinformation à l'ETH Zurich.

L'idée s'est développée en un partenariat économique de plusieurs années impliquant la NASA, Lufthansa Aviation Training et l'Université de l'Oregon en plus de l'ETH Zurich. Ici, l'objectif commun était d'améliorer la formation sur simulateur de vol et donc la sécurité du poste de pilotage. L'équipe de Raubal a développé un logiciel du nom de "iAssyst" qui aide les instructeurs de vol à former les pilotes en herbe. Les chercheurs ont récemment écrit sur leur travail dans la revue Ergonomie .

Réduire le fardeau des instructeurs

Le système d'assistant d'instructeur ( iAssyst) intègre la vidéo, enregistrements audio et simulateur tout en affichant simultanément les modèles de regard des pilotes. Pour ne pas distraire les pilotes, un système d'oculométrie composé de caméras fixes et de capteurs infrarouges a été spécialement installé dans le cockpit d'un simulateur de vol A320. "La mise en place et la calibration du système pour chaque pilote stagiaire est plus laborieuse qu'avec des lunettes eye-tracking, mais cela nous a fourni de meilleurs résultats, " explique David Rudi, qui a mis en œuvre l'application dans le cadre de son doctorat à la Chaire de Geoinformation Engineering's Geogaze Lab.

Les chercheurs de l'ETH Zurich ont conçu leur logiciel en étroite collaboration avec des experts aéronautiques des partenaires du projet avant de l'évaluer avec l'aide de sept instructeurs actifs suisses. Lors d'un vol d'entraînement, l'instructeur est assis à l'arrière du cockpit, d'où ils exploitent le simulateur et jouent le rôle de contrôleur de vol tout en surveillant de près le pilote. "Par conséquent, les instructeurs manquent parfois - ou méconnaissent - des informations pertinentes qui sont vitales pour analyser la session de formation du pilote, " dit Rudy.

Le retour d'expérience de l'étude a montré qu'iAssyst permettait effectivement aux instructeurs d'analyser plus précisément les performances de vol des pilotes. « L'outil nous aide à reconnaître les faiblesses du balayage systématique et à repérer les lacunes de perception lors de certaines phases de vol, " confirme Benedikt Wagner, pilote de Swiss Air Lines, qui est lui-même instructeur et a supervisé le projet d'eye-tracking de la part de Swiss. A l'aide du logiciel, les formateurs ont pu mieux évaluer les causes d'erreurs potentielles du pilote et adapter la formation en conséquence.

Axé sur les objectifs individuels

C'est la première fois qu'un projet de recherche analyse les interactions basées sur le regard des pilotes dans un simulateur de vol. Dans le cadre de la collaboration, il était important pour l'équipe de Raubal de générer un bénéfice scientifique autonome, parce que la formation optimisée des pilotes n'était pas un objectif en soi pour l'ETH. « Nous nous sommes donc concentrés sur le développement de logiciels, " dit Rudy.

Pour les Suisses, d'autre part, le projet portait principalement sur le processus de numérisation dans le cockpit. Grâce au système de suivi oculaire, ils ont pu étudier cet aspect séparément aux côtés de psychologues aéronautiques de la Nasa et de l'Université de l'Oregon. Les connaissances qui en ont résulté ont conduit à de nouvelles directives pour la surveillance visuelle des systèmes de vol automatiques. Lufthansa Aviation Training a fourni au consortium l'expertise technique et l'infrastructure du simulateur. Dernièrement, l'Office fédéral de l'aviation civile (OFAC) a pris en charge environ 40 pour cent des coûts du projet.

Un outil, de nombreuses possibilités

Raubal et Rudi voient une application évidente d'iAssyst dans les discussions d'évaluation menées après les vols d'entraînement en simulateur. À long terme, le programme pourrait également être utilisé dans de vrais cockpits, bien que cette possibilité reste loin.

Mais l'aviation n'est pas le seul domaine de recherche dans lequel l'oculométrie peut contribuer à améliorer les interactions entre les utilisateurs et les systèmes techniques. Selon Raubal et Rudi, leur logiciel pourrait également être utilisé dans la formation médicale, par exemple, où les médecins utilisent des simulateurs pour s'entraîner à effectuer des opérations sur un corps artificiel.