Mental workload is an important concept and has been proven to be a precursor to situation awareness and operative performance. This thesis describes methods to measure mental workload through self-ratings and psychophysiological measurements. Similarities and differences in psychophysiological reactions and rated mental workload between simulated and real flights are described. The consequences of such similarities and differences are discussed and its possible effect on training potential. A number of empirical studies are presented. They describe the experience and the psychophysiological reactions of pilots flying in a simulator and in real flight. In most cases, the reactions are similar – there is a high degree of accordance in rated mental workload and psychophysiological reaction between simulated and real flight. The studies show, that even though the responses are similar, there are also interesting differences. In one study, the pilots have consistently lower heart rate, higher heart rate variability and less eye movements in the simulator than in real flight. In another study, during certain events, the pilots have higher heart rate in the simulator than in real flight. The results are important in order to understand the training potential of simulators from a human factors perspective. Further, two measurement equipments for psychophysiological recording are compared and various psychophysiological measures are tested in applied settings. The thesis also discusses some methodological aspects, such as methods to create reliable and valid variables in dynamic applied research and how to deal with individual differences. An algorithm is suggested to remove differences between individuals. This facilitates the finding of within-participant effects. Finally, results from a study on embedded training tools are presented. In this study, student pilots and instructors rated the usefulness of several embedded training tools. These tools were built into a simulator to facilitate learning and teaching by illustrating concepts that can be difficult to understand. The results show clearly that such training tools are appreciated by both students and instructors. Well implemented, thoroughly selected training tools can dramatically improve the training potential of future training simulators. / Mental arbetsbelastning är ett viktigt begrepp som har visat sig kunna predicera bland annat situationsmedvetande och operativ prestation. Avhandlingen visar olika sätt att mäta mental arbetsbelastning, bland annat genom självskattningar och psykofysiologiska mått. Skillnader och likheter i psykofysiologisk reaktion och skattad mental arbetsbelastning mellan simulerad och verklig flygning beskrivs. Betydelsen av sådana skillnader och dess konsekvenser för möjligheten till träningseffekt diskuteras. Ett antal studier beskrivs som handlar om upplevelsen och de fysiologiska reaktionerna hos piloter som flyger i simulatorer och i verklig flygning. I de flesta fall förekommer likartade reaktioner i simulatorn som i verkligheten. Det finns en stor grad av överensstämmelse både vad gäller psykofysiologisk reaktion och upplevd mental arbetsbelastning. Men studierna visar också att även om reaktionerna är lika, så skiljer de sig också åt på några viktiga punkter. Piloter som genomför ett uppdrag i en simulator är inte lika stressade som i verklig flygning. De har lägre puls och högre pulsvariabilitet. I vissa enstaka fall har piloterna högre puls i simulatorn än i motsvarande fall i verklig flygning. Resultaten är viktiga för att förstå hur nyttan av simulatorer kan utvärderas ur ett användningsperspektiv. Vidare jämförs två olika utrustningar för psykofysiologisk mätning och olika psykofysiologiska mått testas i tillämpade miljöer. Olika utrustningar för att mäta psykofysiologisk reaktion jämförs och olika psykofysiologiska mått diskuteras. Avhandlingen problematiserar olika metodologiska aspekter, såsom metoder för att skapa reliabla och valida mått i dynamisk tillämpad forskning, samt metoder för att hantera individuella skillnader. En algoritm föreslås för att eliminera olikheter mellan individer. Den underlättar upptäckandet av inomindividseffekter. Avslutningsvis presenteras resultaten från en studie avsedd att mäta inställning till ett antal inbyggda pedagogiska träningsverktyg. De verktyg som fanns inbyggda i simulatorn var framtagna för att förbättra träningseffekten genom att konkretisera koncept och relationer som kan vara svåra att förstå. Pilotelever och instruktörer fick flyga i en simulator och gavs sedan möjligheten att pröva olika träningsverktyg. Resultaten visar tydligt ett positivt intresse för träningsverktygen både från elever och från instruktörer. Väl implementerade noggrant utvalda träningsverktyg, kan kraftigt förbättra träningseffektiviteten i framtida träningssimulatorer.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:liu-17546 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Magnusson Nählinder, Staffan |
| Publisher | Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten, Linköping |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Doctoral thesis, comprehensive summary, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Linköping Studies in Science and Technology. Dissertations, 0345-7524 ; 1250 |
Page generated in 0.0029 seconds