Ve VTÚ provádí výzkum tepové frekvence, vidění a hlasu pilotů

Specializované pracoviště odštěpného závodu Vojenský technický ústav letectva a protivzdušné obrany provádí dlouhodobý experimentální výzkum zaměřený na kvalitu tréninkových procesů u vysoce exponovaných profesí, kterými jsou zejména piloti stíhacího a vrtulníkového letectva vzdušných sil Armády ČR. Výzkum se věnuje vlivům a dopadům zvýšené informační zátěže během výcviku pilotů na jejich rozhodovací schopnosti a celkovou stabilitu chování.

Emoční zátěž, která je spojená se zvýšenou mírou stresu, přímo koreluje s odolností lidského činitele vůči specifickým situacím nastalým v průběhu výcviku a ovlivňuje celkovou stabilitu chování pilota. Pro korektní klasifikaci působení této zátěže na lidského činitele lze objektivizovat hodnocení této zátěže individuálně pomocí psychofyziologických parametrů každého pilota zvlášť. Konkrétně se jedná o parametry tepové frekvence, dále o měření oční aktivity, tzv. eye tracking a analýzy hlasových záznamů, ze kterých lze určit emocionální rozpoložení pilota.

Pro hodnocení míry odolnosti pilota byly vytvořeny klasifikační modely postavené na robustních technikách strojového učení. Ty umožňují hodnotit a klasifikovat odolnost i stabilitu chování pilota. Výhodnost takového způsobu řešení je, že je možné pro klasifikaci míry zátěže použít pouze takovou metodu a takové parametry, které se v daném čase a na daném místě jeví jako nejvhodnější a optimální vzhledem k časovým a jiným podmínkám, jež mohou vznikat v návaznosti na potenciální průběh požadované činnosti. V rámci tohoto výzkumu byla vytvořena a implementována certifikovaná metodika pro diagnostikování a klasifikaci stresového faktoru u pilotů vrtulníkového letectva AČR.

Dalším projektem, který je také zaměřen na zvýšení efektivity výcviku pilotů, je detekce pozornosti pilota v kabině letadla a vrtulníku. Pomocí měření oční aktivity, kdy se jedná o kombinaci pohybu zorniček a fixaci pohledu po palubní desce a leteckých přístrojů, je prováděna kontrola soustředěnosti a správnosti postupů. Tyto úkony musí pilot ve vhodném pořadí provádět jak za normálního letu, tak zejména za letu podle přístrojů, tzv. IFR let, což je let bez vizuální kontroly z kabiny ven. V tomto případě je nesmírně důležité provádět veškeré úkony s rutinní samozřejmostí, jinak dochází k vysoké pravděpodobnosti fatálního selhání.

V posledních letech došlo k eskalaci vývoje technologií založených na automatizaci zpracování řečového signál. Velký progres zaznamenal především obor, který se věnuje zpracování přirozeného jazyka (v originále vědní disciplína označovaná názvem jako Natural Language Processing – NLP), což je ucelené odvětví zahrnující v sobě mimo jiné i rozpoznání řeči a přepis řeči na text. Další neméně důležitou oblastí, která využívá znalosti ze zpracování řeči, jsou různé formy detekce emočních stavů jedince z jeho řečových projevů. Rozpoznání emočních stavů, může přispět v budoucnosti k identifikaci stresového faktoru a v důsledku toho případně zabránit nějakému konfliktu plynoucí právě ze stresové situace. Jednou z domén, kde lze v budoucnosti pozorovat nárůst takovéto detekce, je letecká doprava a to jak u pilotů, tak i řídících letového provozu.

Ve výzkumu, který je věnován hlasovým technologiím, specializované pracoviště VTÚLaPVO s úspěchem ověřilo, že prostou analýzou řečových projevů pilotů při plnění jejich úkolů, lze s vysokou mírou pravděpodobnosti pomocí moderních klasifikačních technik založených na strojovém učení a zejména tzv. hlubokém učení (deep learning) detekovat nejenom stres a stresový faktor, ale též i ostatní základní emoce. Umělou inteligenci využívají i v projektu, který je zaměřen na vytěžování informací z řeči napříč různými spektry lidské činnosti. Výhodnost detekčních systémů založených na hlasové analýze je, že řeč je naprosto přirozená forma dorozumívání a komunikace pro každého člověka a takovýto detekční systém nevyžaduje žádné dodatečné technické zařízení, které by obzvláště u pilotů znesnadňovalo jejich práci a mohlo by ve svém důsledku působit kontraproduktivně a být překážkou v použití v reálném provozu.

Text: Zdeněk Motyčka a Pavel Grill Ilustrační foto: archiv Vojenského technického ústavu letectva a PVO