משרד המלחמה
DOW-UAP-D151, AAWSAP DIRD, מגבלות קוגניטיביות על שליטה בו-זמנית בחלליות בלתי מאוישות מרובות, דצמבר 2010
DOW-UAP-D151_AAWSAP-DIRD-Cognitive-Limits-on-Simultaneous-Control-of-Multiple-Unmanned-Spacecraft-December-15-2010.pdf
תצוגות מהעמודים הראשונים של המסמך · בקובץ אין תמונה / רישום / קטע עיתונות.
// אין תצוגות מקדימות
הקובץ אינו מכיל תוכן ויזואלי שזוהה (תמונה / קליפינג / רישום). תוכן המסמך זמין דרך ה-OCR למטה ובהורדת המקור.
// הערת המראה
// מה תמצאו כאן?
// תקציר רשמי
מסמך זה הוא מסמך עזר מודיעיני ביטחוני (DIRD), פורמט עזר טכני שבו השתמשה סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA) כדי לתעד ידע בסיסי בנושא מסוים לשימוש אנליטי עתידי. מוטב להבין מסמכי DIRD כתוצרי עזר וסינתזה ולא כמחקר מקורי. זהו אחד מ-38 מסמכי DIRD שהופקו במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSAP) בין 2009 ל-2011. מאחר שהיקפה של AAWSAP התיר מגוון רחב של נושאים תומכים, לא כל מסמך DIRD בסדרה עוסק ישירות במערכות תעופה וחלל או בהערכת איומים עתידיים. הסיכום שלהלן משקף את היקפו ואת מסגורו של ה-DIRD בעת כתיבתו, ואין לקרוא אותו כמרמז על תיקוף עדכני של המושגים הנדונים. DIRD זה בוחן בכמה חלליות בלתי מאוישות יכול מפעיל אנושי יחיד לפקח או לשלוט באופן מציאותי בו-זמנית, תוך שימוש במחקר מתחום בקרת התעבורה האווירית והטסה מרחוק של כלים מרובים כאנלוגיות גסות. הדו"ח טוען שהמגבלה המעשית תלויה במידה רבה במורכבות המשימה: כ-16 כלים לניטור פשוט או להקצאת יעדים, כ-7 להטסה או למשימות בעלות מורכבות בינונית, וכ-4 לפעולות מורכבות והטרוגניות. הוא שם דגש מיוחד על יכולתו של המפעיל לשמור על "תמונה כוללת" מנטלית קוהרנטית של כלים מרובים בו-זמנית, ומציע שאוטומציה ותצוגות חיצוניות יכולות לסייע באמצעות הפחתת העומס על הזיכרון העובד, אם כי לא לבטלו. המסמך מדגיש גם מדדים פיזיולוגיים של עומס עבודה כדרך אפשרית לגלות או לחזות עומס יתר של המפעיל בזמן אמת. בסך הכול, הוא מציג את השליטה בחלליות מרובות כבעיה של גורמי אנוש ושל שילוב מערכות, שבה ההתקדמות תלויה בניהול המגבלות הקוגניטיביות באמצעות תכנון ממשקים, אוטומציה וניטור עומס העבודה. בוצעו השמטות כדי להגן על זהות עדי ראייה, מיקומי מתקנים ממשלתיים, או מידע פוטנציאלית רגיש על אתרים צבאיים שאינם קשורים ל-UAP. לא בוצעו השמטות בקבצים שפורסמו תחת הנחיית הנשיא טראמפ בנוגע למידע על טבעם או קיומם של מפגשים שדווחו כ-UAP או תופעות נלוות.
הצגת המקור באנגלית
// סיכום מורחב
מסמך ייחוס מודיעיני ביטחוני (DIRD) בן 31 עמודים, שהוכן בשנת הכספים 2010 עבור סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA) במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSAP), ותאריכו 15 בדצמבר 2010. המסמך שואל כמה חלליות בלתי מאוישות יכול מפעיל אנושי יחיד לפקח עליהן או להטיס אותן בו-זמנית, ועונה על כך בעזרת סקירה של מחקרים על פקחי טיסה ועל הפעלה מרחוק של כמה כלי טיס בלתי מאוישים. זהו מסמך סקירה במדעי הגורם האנושי, ואין בו שום התייחסות לתצפיות או לתופעות אוויריות לא מזוהות.
רקע
לפי עמוד השער, המסמך הוכן בידי החטיבה להתרעה טכנולוגית (DW0-4) במשרד ההתרעה הביטחוני של אגף הניתוח ב-DIA, והוא אחד מסדרת דוחות טכנולוגיה מתקדמת שהופקו תחת תוכנית AAWSAP. שם המחבר מופיע בכינוי AAP Person 73, ושאלות על המסמך מופנות למנהל התוכנית, המופיע בכינוי AAP Person 1, בכתובת ה-DIA בוושינגטון. בעמוד השער נכתב שמסמך DIRD "מספק מידע ייחוס לא מהותי אך מוסמך" בנושאי מודיעין או מתודולוגיה, ומופיעה בו גם אזהרת זכויות יוצרים האוסרת הפצה נוספת של התצלומים שבו. בשולי העמודים מופיע הסיווג "בלמ"ס / לשימוש רשמי בלבד" (UNCLASSIFIED//FOUO).
המסמך בנוי משישה פרקים: מבוא, מדידת עומס מנטלי, מחקרים על עומס קוגניטיבי אצל פקחי טיסה, מחקרים על פיקוד על כמה כלים חצי-אוטומטיים, דיון ומסקנות, ובסופם רשימה של 52 הפניות ביבליוגרפיות.
מה כתוב במסמך
תקציר ומבוא - צי חלליות במערכת השמש החיצונית
נקודת המוצא היא תרחיש עתידי: בעוד כ-40 שנה ייתכנו משימות מאוישות לחלקים החיצוניים של מערכת השמש, שילוו בצי קטן של כלים עם משימות שונות. הדוגמאות שהמחבר נותן הן חללית נגררת של אלקטרומגנטים מונעים בכוח גרעיני שתגן על החלק המאויש מקרינת השמש, חלליות "הילה" עם מכ"מים רבי עוצמה שיסרקו אחר עצמים מתקרבים, וכלי חקר וכרייה. הכלים יתרחקו זה מזה מעבר לטווח הראייה, ולעתים במאות מיילים, ויתאחדו לצורך תחזוקה או העברת דלק. כדי שהמשימה תהיה כלכלית, רצוי שטייס מרוחק אחד בכל משמרת יפקח על כולם, ובכלל זה ימנע מהם "פשוט להיעלם יום אחד באמצע המשימה כמו גשושית מאדים".
המחבר מציין שלא מצא אף מאמר בכתבי העת המרכזיים, ב-30 השנים האחרונות, על הטסה מרחוק של כמה חלליות, ולכן הוא נשען על שני תחומים קרובים: פיקוח טיסה (ATC) והפעלת כמה כלים בלתי מאוישים. מושג המפתח הוא "התמונה הגדולה", כלומר הייצוג המנטלי של זהות, מיקום, משימה וכיוון של כל עצם במעקב, הנקרא גם מודעות מצבית. שאלת המחקר המרכזית היא אם יש גבול קוגניטיבי למספר העצמים הנעים שאפשר להחזיק בתמונה הזאת, ושאלות המשנה הן אם הגבול תלוי במורכבות, ואם יש מדד אובייקטיבי בזמן אמת שמראה שהטייס מתקרב לגבול או חצה אותו. המחבר מבהיר שהוא עוסק רק בבני אדם "רגילים", וש"אסטרובוטים משופרי סייבורג" הם נושא לחיבור אחר.
המבוא מציג מודל של הקשר בין דרישות המשימה לביצועים (איור 1): באזורים A1 עד A3 הביצועים נשמרים, כאשר A2 הוא המצב האופטימלי שבו מפעיל מיומן משקיע מאמץ מזערי. בעומס נמוך מאוד המפעיל מתנתק מהמשימה (אזור D), ובעומס גבוה הביצועים מתחילים להידרדר (B) ובעומס יתר (C) יורדים מתחת לרמה המקובלת.
פרק 2 - איך מודדים עומס מנטלי
הפרק מתאר שלוש גישות. הראשונה היא דיווח עצמי: שאלון NASA-TLX, שמחשב ציון ממוצע משוקלל של שישה סולמות (דרישות מנטליות, פיזיות וזמניות, ביצוע עצמי, מאמץ ותסכול), ושיטת SWAT, הבודקת עומס זמן, מאמץ מנטלי ולחץ פסיכולוגי ומפיקה סולם של 0 עד 100. לצדה הערכה בידי צופה מומחה, ובכלל זה מדד "הניצולת", אחוז הזמן שבו המפעיל עסוק; לפי המסמך, במשימות בקרה ופיקוח הביצועים מתחילים לרדת בסביבות 70% ניצולת. הגישה השנייה היא מדדי ביצוע: זמן תגובה, דיוק, ומשימות משנה ומשימות ייחוס.
הגישה השלישית היא מדדים פיזיולוגיים, מתוך הנחה שעומס מגביר חרדה שמתבטאת במערכת העצבים האוטונומית. המסמך סוקר את מדדי הלב (מרווח בין פעימות, IBI, ושונות הדופק, HRV) ולחץ דם בשרוולית אצבע; מדדי מוח (EEG עם מעט אלקטרודות, NIRS, TCDS, ולצדם fMRI, MEG ו-PET שמתאימים למעבדה בלבד) ופוטנציאלים מעוררים כמו P300; מדדי עיניים (קיבוע מבט, קצב מצמוץ, תנועות עיניים); מדדי עור (מוליכות, פוטנציאל וטמפרטורה); ורמות הורמונים כמו אדרנלין וקורטיזול, שלפי המסמך יישארו בתפקיד משני כל עוד בדיקה מהירה של קורטיזול ברוק נמשכת כ-15 דקות.
פרק 3 - פקחי טיסה כמודל
המחבר מתאר את מבנה הפיקוח האווירי ומציין שבקרת הגישה הטרמינלית (TRACON), האחראית על המראות, גישות וטיסות מעבר ברדיוס של כ-50 מייל משדה התעופה, היא התפקיד התובעני ביותר מבחינה קוגניטיבית. בהערת שוליים הוא מזכיר את שביתת הפקחים שהחלה ב-3 באוגוסט 1981: לפי המסמך רק כ-1,300 מתוך כמעט 13,000 פקחים חזרו לעבודה, ו-11,345 פוטרו ב-5 באוגוסט, והדבר הוביל למיעוט מחקר על פקחים בשנות ה-80.
לאחר מכן נסקרים מחקרים רבים, ובהם:
- בואג (2006): המורכבות הנתפסת, ולא מספר המטוסים, היא הגורם העיקרי לעומס, ומעט מטוסים יכולים להעלות אותו מאוד.
- די נוצ'רה: אחרי שיאי עומס מופיעות "שגיאות שלאחר השלמה"; כלי סיוע לזיהוי התנגשויות עזר לפקחים זוטרים בלבד, במדגם של 18 פקחים צבאיים.
- למורו (1999): מודל מבוסס מורכבות חזה את העומס הנתפס ב-74% מהמקרים, ואת דירוג 4 (עומס גבוה) ב-80%. טבלה 1 מציגה את משתני המורכבות בין זוגות מטוסים, עם 81 צירופים אפשריים.
- מחקר שהשווה מרכזים בעומס נמוך (פאייטוויל שבארקנסו ורוזוול שבניו מקסיקו) למרכז עמוס יותר (אוקלהומה סיטי): המדד הביולוגי הטוב ביותר ללחץ היה רמת האפינפרין בשתן ולא הדופק.
- פייריס (2005): מומחים שקראו נתוני EEG ו-EOG זיהו רק 6 מתוך 101 הפסקות קשב.
- ברוקינגס (1996): שלוש סימולציות TRACON, עם 6, 12 ו-18 מטוסים, עם 12 מטוסים ברמות מורכבות שונות, ועם 15 מטוסים ב-5 דקות כתרחיש עומס יתר. המשתתפים, פקחים מקצועיים של חיל האוויר, התאמנו כ-6 שעות עד שלא "ריסקו" אף מטוס. רק אחד משמונת הפקחים דירג את עומס היתר כאובדן מודעות מצבית. המורכבות השפיעה על הביצועים יותר מנפח התנועה, ושינויים נמדדו ב-TLX, בקצב המצמוץ, בקצב הנשימה וב-EEG, אך לא בדופק. בניתוח חוזר של וילסון (2003) סווג מצב עומס היתר נכון ביותר מ-98% מהמקרים.
- קולה (2009): 25 פקחים מוסמכים, בגיל ממוצע 44, נוטרו שעה במשמרת TRACON בנמל התעופה סנט אקזופרי בליון שבצרפת, בין 6 ל-9 בערב, עם 1 עד 10 מטוסים כל אחד. מוליכות העור, זרימת הדם בעור והדופק הרגעי נמצאו בקורלציה עם מספר המטוסים (טבלה 2).
- קייבר (2005): אוטומציה מסתגלת, שמאזנת את העומס בין המחשב לאדם, שיפרה את ביצועי המשימה העיקרית אצל 40 משתתפים לא מקצועיים.
בחלק על מידול המשימה מצוין שהגורם העיקרי לתנודות בביצועי פקחים היה שיבוש השעון הביולוגי עקב החלפות משמרת תכופות, בעיה שנפתרה בניהול כוח אדם. המחבר מציג גם את מודל הזמן, העוצמה והמאמץ של הנדי (איור 5), שלפיו זמן ההחלטה הוא המשתנה הדומיננטי בעומס, ואת מדד עומס התנועה של אוורטי, שמשקלל כל מטוס לפי הדרישות שהוא מטיל על הפקח. מחקר של ויקנס על מערכת התרעה בתא הטייס, עם 12 טייסים סטודנטים, הראה שכאשר ההתרעה צודקת ביותר מכ-80% מהזמן, הטייסים מפסיקים לבדוק אותה, ולכן שיעור אזעקות שווא של 20% עד 25% נמצא אופטימלי כשהטייס אמור לעבוד לצד האוטומציה ולא לסמוך עליה. ההתרעות הקוליות היו יעילות יותר מהחזותיות.
פרק 4 - הפעלת כמה כלים בלתי מאוישים
הפרק עובר לכלי טיס וכלי קרקע בלתי מאוישים (UAV ו-UGV), ומזכיר גם נחילי כטב"מים שבהם הטייס נותן פקודה לנחיל כולו, כך שמספר הנחילים, ולא מספר הכלים, הוא שקובע את הגבול הקוגניטיבי. המחקרים העיקריים:
- דיקסון (2005): כטב"מי ה-Hunter וה-Shadow של צבא ארה"ב דרשו צוות של שני מפעילים לכלי. בסימולציה של 10 מקטעי טיסה, התרעה אוטומטית וטייס אוטומטי קיצרו מאוד את זמן איתור התקלות והגדילו את מספר המטרות המזדמנות שזוהו. במעבר מכלי אחד לשניים ירד זיהוי המטרות המזדמנות מ-92% ל-79%. המשך התיאור נקטע בעמוד הבא, שאינו מופיע בטקסט.
- לי: כלי קרקע אוטומטיים רבים יכולים לפעול בתהליך דו-שלבי של תכנון מסלולים מראש ותיקונים קטנים בזמן אמת.
- רוף: מבין שלוש רמות שליטה, "ניהול בהסכמה" היה הטוב ביותר, והגבול המוחלט שנמצא הוא ארבעה כטב"מים למפעיל.
- קאמינגס: בסימולציה של שינוי יעדים לטילי שיוט בטיסה, בעזרת מדד הניצולת וגבול של כ-70%, נמצא גבול של 16 כלים, בהתאמה למחקרים על "טיסה חופשית" בפיקוח אווירי. המחבר משווה זאת לרב-אמן בשחמט המשחק סימולטנית מול לוחות רבים. כשהוסיפה גיוון בסוגי הכלים וזמני המתנה, ירד הגבול לשבעה.
- מחקר אחרון מצא שההסכמה בין האדם לאוטומציה היא המניע העיקרי של ביצועי המערכת.
פרקים 5 ו-6 - דיון ומסקנות
בדיון המחבר מסכם שהמספר המרבי תלוי במורכבות. לדבריו, הגבול של ארבעה כלים תואם את ההערכות המקובלות שזיכרון העבודה מחזיק שלושה עד חמישה עצמים שונים, והסיוע היעיל ביותר, מהפתקים בכתב יד של הפקחים ועד המסכים הכפולים של קאמינגס, הוא זה שמחזיק מידע לשליפה חזותית מהירה במקום הזיכרון. הוא מזכיר שחלליות אפולו דרשו עשרות מפעילי קרקע, ושעד לא מזמן נדרשו שני חיילים להפעלת מל"ט סיור פשוט, וצופה שבתוך חמש שנים יופיעו בכתבי עת מחקרי סימולציה ייעודיים לחלליות.
המסקנות: 16 כלים לבחירת יעדים פשוטה, 7 להטסה או משימות במורכבות בינונית, ו-4 לכלים מורכבים ושונים זה מזה. אין עדות שאפשר להחזיק תמונה מנטלית שלמה של יותר מכ-16 עצמים, גם עם עזרי זיכרון חיצוניים. מדדים פיזיולוגיים יכולים להצביע על עומס יתר, והמחבר מעריך שסיווג כזה יגיע לדיוק כמעט מושלם בתוך חמש שנים מתחילת מחקרים ייעודיים.
פרטים בולטים
- הגבולות שהמסמך מציע: 16, 7 ו-4 כלים למפעיל, לפי מורכבות המשימה.
- לפי המחבר, לא פורסם ב-30 השנים שקדמו לכתיבה אף מאמר בכתבי העת המרכזיים על הטסה מרחוק של כמה חלליות.
- שיעור אזעקות שווא של 20% עד 25% הוצג כאופטימלי, כדי למנוע הסתמכות עיוורת על האוטומציה.
- בניתוח חוזר של נתוני ברוקינגס זוהה עומס יתר ביותר מ-98% מהמקרים.
- בסביבות 70% ניצולת הביצועים במשימות פיקוח מתחילים להידרדר.
- הערת שוליים על שביתת פקחי הטיסה ב-1981 ועל 11,345 הפקחים שפוטרו.
- התרחיש העתידי כולל חללית מגן מונעת בכוח גרעיני וחלליות מכ"ם לאיתור עצמים מתקרבים.
מה לא נמצא במסמך
- שם המחבר ושם מנהל התוכנית מוחלפים בכינויים AAP Person 73 ו-AAP Person 1, ועמוד השער פגום חלקית בסריקה.
- איור 3 (סביבת העבודה של פקחי הטיסה) ואיור 6 (דוגמאות לכלים בלתי מאוישים) לא נקלטו בטקסט, וגם חלק מתוכן העניינים חסר.
- העמוד שבו נמשך תיאור מחקר דיקסון אינו מופיע בטקסט, וחלק מרשימת ההפניות קטוע.
- המסמך אינו עוסק בעב"מים, ב-UAP או בטכנולוגיה לא מוכרת, ואינו מציג מחקר מקורי משלו אלא סקירה של ספרות קיימת.
מונחים
- DIRD - מסמך ייחוס מודיעיני ביטחוני, פורמט של ה-DIA לריכוז ידע בסיסי בנושא מסוים.
- ATC - פיקוח טיסה; TRACON - בקרת הגישה הטרמינלית סביב שדה תעופה.
- NASA-TLX ו-SWAT - שאלונים לדיווח עצמי על עומס מנטלי.
- EEG, EOG, HRV - רישום חשמלי של פעילות המוח, של תנועות העיניים, ושונות קצב הלב.
- UAV / UGV - כלי טיס / כלי קרקע בלתי מאוישים.
- ניצולת - אחוז הזמן שבו המפעיל עסוק בפועל בטיפול באירוע.
// תוכן המסמך - תרגום
מגבלות קוגניטיביות על שליטה בו-זמנית בחלליות בלתי מאוישות מרובות
מסמך הייחוס של המודיעין הביטחוני (DIRD) מספק מידע ייחוס סמכותי, שאינו מהותי, הנוגע לנושאים או למתודולוגיות מודיעיניים.
הוכן על ידי:
אגף ההתרעה הטכנולוגית (DWO-4)
משרד ההתרעה הביטחוני (Defense Warning Office)
המנהלה לניתוח
סוכנות הביון הביטחונית (DIA)
מחבר:
AAP Person 73
אזהרת זכויות יוצרים: אין אישור להמשך הפצה של התצלומים שבפרסום זה.
מוצר זה הוא אחד מסדרת דוחות טכנולוגיה מתקדמת שהופקו בשנת הכספים 2010 במסגרת תוכנית Advanced Aerospace Weapons System Applications (AAWSA) של משרד ההתרעה הביטחוני בסוכנות הביון הביטחונית. הערות או שאלות בנוגע למסמך זה יש להפנות אל AAP Person 1, מנהל תוכנית AAWSA, סוכנות הביון הביטחונית, ATTN: DI/DWO-3, בניין 6000, וושינגטון די.סי. 20340-5100.
תוכן עניינים (קטע)
פרק 3: מחקרים על עומס קוגניטיבי אצל פקחי טיסה
פרק 4: מחקרים על פיקוד על כלי רכב חצי-אוטומטיים מרובים
איורים (קטע)
איור 1. ייצוג חד-ממדי של שינויים בביצועים כפונקציה של עומס העבודה
איור 2. אות א.ק.ג. (EKG) טיפוסי של פעימת לב תקינה
איור 4. ייצוג תוצאות הביצועים ממחקר ברוקינגס
איור 5. מודל עיבוד מידע של מפעיל אנושי
איור 6. דוגמאות לכלי רכב צבאיים בלתי מאוישים
טבלאות
טבלה 1. משתנים ששימשו לקביעת מורכבות התעבורה
טבלה 2. מתאמים בין משתנים פיזיולוגיים
מגבלות קוגניטיביות על שליטה בו-זמנית בחלליות בלתי מאוישות מרובות
תקציר
חקר החלל בעוד 40 שנה עשוי לכלול משימות מאוישות לחלקים של מערכת השמש החיצונית. תרחיש אפשרי עשוי לכלול שיגור צי קטן של כלים בעלי משימות עיקריות שונות - למשל, חללית נגררת הנושאת אלקטרומגנטים מונעי כוח גרעיני, שנועדו למגן את החלק המאויש של הצי מפני קרינת השמש; חלליות "הילה" עם מכ"מים רבי-עוצמה לסריקת עצמים מתקרבים; כלי חקר וכרייה וכדומה. כלי הצי עשויים לנוע באופן קבוע מחוץ לטווח הראייה הבלתי-מזוינת זה של זה, ולהתאחד בעת הצורך לתחזוקה, להעברת חומרים כגון דלק, או לצרכים אחרים. הטסת כלים מרובים אלה יכולה להתבצע באופן חסכוני אם נדרש רק טייס מרוחק אחד בעמדה בכל עת.
המגבלה הקוגניטיבית של אסטרונאוט אנושי ויכולתו לבצע את משימת ההטסה של כלים מרובים הן מוקד מאמר זה, שכן נעשתה עבודה מועטה בתחום ספציפי זה. עם זאת, קיים גוף גדול של מחקר קוגניטיבי על מגבלות הפיקוח על עצמים ומעקב אחריהם במשימת בקרת תעבורה אווירית (ATC). נוסף על כך, מתפתח גוף מחקר העוסק בהטסת כלי רכב בלתי מאוישים מרובים למשימות הטרוגניות. אלה…
+ // המקור באנגלית
// Excerpt (first ~3,000 chars)
Cognitive Limits on Simultaneous Control of Multiple
Unmanned Spacecraft
The Defense Intelligence Reference Document provides non-substantive but
authoritative reference information related to intelli ence to ics or methodolo ies.
Prepared by:
Technology Warning Division (DW0-4)
Defense Warning Office
Directorate for Analysis
Defense Intelligence Agency
Author:
AAP Person 73
COPYRIGHT WARNING: Further dissemination of the photographs in this publication is not authorized.
This product is one of a series of advanced technology reports produced in FY 2010
under the Defense Intelligence Agency, Defense Warning Office's Advanced Aerospace
Weapons System Applications (AAWSA) P~ra!i ~m= o:auestions pertaining to
this document should be addressed to jAAP Person 1
~ AAWSA Program
Manager, Defense Intelligence Agency, Al
Washington D.C. 20340-5100
ii
Contents
Chapter 3: Studies in Cognitive Workload for Air Traffic Controllers ..................... 8
Chapter 4: Studies in Command of Multiple Semi-Automated Vehicles ................ 18
Figures
Figure 1. One-dimensional Representation of Changes in Performance as Workload
Figure 2. Typical EKG Signal for a Normal Heartbeat .............................................. 5
Figure 4. Representation of Performance Results from Brookings Study.............. 13
Figure 5. Information Processing Model for a Human Operator............................ 16
Figure 6. Examples of Unmanned Military Vehicles .............................................. 19
Tables
Table 1. Variables used in Determining Complexity of the Traffic.................. 11
Table 2. Correlations among Physiological Variables ..................................... 14
iii
Cognitive Limits on Simultaneous Control of Multiple
Unmanned Spacecraft
Summary
Space exploration 40 years into the future may include manned missions to parts of the
outer solar system. A possible scenario may include sending a small fleet of craft with
different primary missions.
For example, a trailing spacecraft of nuclear powered
electromagnets designed to shield the manned part of the fleet from solar radiation;
halo spacecraft with powerful radars to scout for incoming objects; exploration and
mining craft, etc. The fleet could regularly travel out of unaided visual range of each
other, joining up when necessary for maintenance, exchange of materials such as fuel,
or other necessities. Piloting these multiple craft could be economically accomplished if
only one remote pilot on station at a time was necessary.
The cognitive limitation of a human astronaut and his ability to perform the multiple
vehicle piloting task is the focus of this paper as little work has been done in this
specific area.
However, a large body of cognitive research on the limitations of object
supervision and tracking for the task of air traffic control (ATC) exists.
Additionally,
there is an emerging body of research concerned with multiple unmanned vehicle
piloting for heterogeneous missions. These a…
// Full OCR
// עוד ממהדורה 06