Die Ermüdung von Piloten ist seit langem ein Problem. Es war ein Problem und eine Bedrohung für die Sicherheit und Effektivität von Militär- und Ziviltransporten. Es ist der am häufigsten genannte physiologische Faktor, der zum Auftreten von Flugunfällen in der US-Marinefliegerei beiträgt. Um die mit Ermüdung verbundenen Risiken vorherzusagen, verwendet die Luftfahrtindustrie im Allgemeinen Werkzeuge, die als „biomathematische Modelle“ bezeichnet werden. Forscher der United States Navy fanden heraus, dass die Vorhersagefähigkeit dieser Tools durch die Hinzufügung eines kognitiven Programms erheblich verbessert wurde CogniFit.
Die Studie veröffentlicht letzten September in der Zeitschrift Aviation, Space, and Environmental Medicine. Das Forschungsteam der US Navy stammte von der Naval Medical Research Unit in Dayton in Ohio.
Der prädiktive Modellierungsansatz, der auf biomathematischen Ermüdungsmodellen basiert, hat eine jahrzehntelange Geschichte Vorhersage von ermüdeter Leistung mit mäßigem Erfolg. Biomathematische Modelle der menschlichen Ermüdung sind ein nützliches Werkzeug, das Aspekte der Ermüdungswissenschaft in die Planung durch Vorhersagen von Ermüdungsrisikoniveaus, Leistungsniveaus und/oder einbezieht schlafen Zeiten und die Bereitstellung von Ruhemöglichkeiten. Biomathematische Modelle sind Sätze von Gleichungen, die eine Ermüdungsrisikometrik oder eine entsprechende Ausgabe quantitativ vorhersagen, basierend auf Faktoren wie Schlafverlauf, Tageszeit und Arbeitsbelastung. Die Stärke dieser Modelle liegt in ihrer Fähigkeit, wissenschaftliche Forschung einzubetten und Erkenntnisse aus empirischen Beobachtungen in verallgemeinerte Vorhersagewerkzeuge.
Biomathematische Ermüdungsmodelle haben jedoch Einschränkungen; "Aktuelle Modelle berücksichtigen keine stabilen individuellen Unterschiede in der Ermüdungsanfälligkeit", sagte das Forschungsteam. „Zahlreiche frühere Studien haben bestätigt, dass es signifikante, stabile individuelle Unterschiede in der Anfälligkeit für die Auswirkungen von Müdigkeit gibt, und diese Unterschiede können sich in grundlegenden Aspekten widerspiegeln kognitive und physiologische Funktion. Daher mangelt es Modellen, die diese Unterschiede nicht berücksichtigen, an Präzision hinsichtlich der individuellen Ebene.“
Für das Studium, 13 Männer und 2 Frauen in ihren Zwanzigern wurden ausgewählt. Die Teilnehmer waren Militärangehörige im aktiven Dienst des Naval Aviation Preflight Indoctrination Program an Bord der Naval Air Station Pensacola, die sich freiwillig als Probanden gemeldet hatten. Das Studienprotokoll wurde von der Naval Aerospace Medical Research genehmigt Laboratory Institutional Review Board in Übereinstimmung mit allen anwendbaren Bundesvorschriften zum Schutz menschlicher Subjekte.
Die Forscher sammelten Daten zu mehreren kognitiven und Eye-Tracking-Leistungen auf Gruppen- und Einzelebene im Laufe der Zeit. EIN Das CogniFit-Programm wurde verwendet, um die kognitive Leistungsfähigkeit zu messen Leistung. CogniFit ist ein erstklassiges Gehirnfitness- und Kognitionswissenschaftsunternehmen, das sich auf die Verbesserung der Lebensqualität durch Bewertung und Gehirntraining konzentriert der kognitiven Fähigkeiten. Die Messungen wurden zu Beginn der Ruhephase und dann alle 3 Stunden über 25 Stunden ununterbrochener Wachheit durchgeführt.
Die Daten wurden auf Gruppen- und Einzelebene analysiert. Auf beiden Ebenen charakterisierten die Ergebnisse die tatsächliche Ermüdungsleistung. Bei der visuellen Prüfung der Gruppenergebnisse auf individueller Ebene kristallisierten sich zwei extreme Kategorien von Personen heraus: Personen mit hoher Ermüdungsanfälligkeit und Personen mit hoher Ermüdungsresistenz.
„Obwohl die Leistungsvorhersage auf der Grundlage eines Gruppendurchschnitts für die meisten Personen gilt, sind diejenigen, die nach einem solchen Ansatz nicht richtig kategorisiert werden, theoretisch und praktisch am wichtigsten zu erfassen“, sagte das Forschungsteam. „Zum Beispiel benötigen diejenigen, die sehr anfällig für Müdigkeit sind, möglicherweise zusätzliches Training, eine maßgeschneiderte Planung oder pharmakologische Intervention, während diejenigen, die sehr resistent gegen Müdigkeit sind, möglicherweise besser für Situationen geeignet sind, in denen anhaltende Wachsamkeit routinemäßig erforderlich ist. Im Betrieb stellen die Überauslastung von Personen mit eingeschränkter Leistung und die Unterauslastung von einsatzbereiten Personen eine Bedrohung für die Arbeitseffektivität und letztendlich für die Sicherheit des Bedieners dar. Wie das Zuschneiden von Aufgaben nach Persönlichkeit oder körperlicher Stärke kann auch das Wissen um das individuelle Ermüdungsprofil einer Person dazu beitragen stark verbessern Management- und Minderungsbemühungen.“
Daher müssen bei der Ermüdungsmessung individuelle Unterschiede berücksichtigt werden. Unter Verwendung aktueller verallgemeinerter Standards kann jedoch eine beträchtliche Anzahl von Personen falsch kategorisiert werden, was zu einer möglicherweise gefährlichen Über- oder Unterauslastung von Arbeitskräften führt. Die Forscher zeigten, dass die Vorhersage der Ermüdung verbessert werden kann individualisiert kognitiv und Eye-Tracking-Maßnahmen zusätzlich zu aktuellen biomathematisch basierten Modellen.
„Mit dieser Methode könnten biomathematische Ermüdungsmodelle der nächsten Generation schnelle, nichtinvasive individualisierte Messungen wie Sakkadengeschwindigkeit und kognitive Verschiebungsgenauigkeit“, erklärt Die Mannschaft.
