Effects of working memory, attention, and expertise on pilots` situation awareness

Abstract

Durumsal Farkındalık, çevresel nesnelerin algılanması, anlamlandırılması ve yakın gelecekteki durumlarının tahmin edilmesi olarak tanımlanır (Endsley1995). Bu çalışmanın genel amacı, Durumsal Farkındalığın bireysel bilişsel farklılıklarla ilişkisinin araştırılmasıdır. Spesifik olarak, farklı deneyim seviyelerindeki pilotlardan alınan çalışma belleği ve dikkat kapasitesi ölçümlerinin Durumsal Farkındalığı tahminleme gücü çalışmanın ilgi alanını oluşturmaktadır. Literatürde Durumsal Farkındalık, çoğunlukla uygulamalı bilimlerin yaklaşımları kullanılarak çalışılagelmiştir. Bu çalışma, söz konusu uygulamalı çalışmalara gerekli bilişsel temelleri sağlamayı hedeflemektedir.Çalışmada iki deney gerçekleştirilmiştir. İlk deneyde, otuzaltı pilottan bilişsel kapasite ve Durumsal Farkındalık Ölçümleri alınmıştır. Çalışma belleği kapasitesinin ölçülmesi için Otomatize İşlem Erim Görevi, baskılama gücünün ölçülmesi için Stroop ve bölünmüş dikkat kapasitesi ölçümü için de Çift Dinleme görevi, Seçim Reaksiyon Zamanı göreviyle birlikte kullanılmıştır. Çevrimiçi ve çevrimdışı olarak bilinen ölçüm teknikleri, bilişsel açıdan zorlayıcı bir uçuş senaryosunda Durumsal Farkındalığın farklı bileşenlerini ölçümleyebilmek için birlikte kullanılmıştır. Sonuçlar, çalışma belleği kapasitesi ve deneyimin % 58 oranında çevrimdışı skorlarındaki değişimi açıklayabildiğini, baskılama gücü, bölünmüş dikkat kapasitesi ve deneyimin % 52 oranında çevrimiçi skorlarındaki değişimi açıklayabildiğini göstermiştir. İkinci deneyde temel hedef, bireysel farklılıklar açısından göz hareketlerinin korelasyonlarının bulunmasıdır. On deneyimli pilot örneklemi kullanılarak Durumsal Farkındalık ile ilintili dört farklı görsel görev gerçekleştirilirken bireysel farklılıklarla ilişkilendirilebilecek görsel tarama örüntüleri araştırılmıştır. Sonuçlar göstermiştir ki, deneyimli pilotlar, deneyimsizlere göre daha kısa fiksasyon süreleri üretmektedirler. Diğer bireysel farklılıkların bir etkisi gözlemlenememiştir. Ek olarak, deneyimli pilotların görsel görevleri gerçekleştirirken bazı tarama stratejileri kullandıkları gözlemlenmiştir.

Situation Awareness (SA), is defined as perception of environmental entities, comprehension of their meaning, and estimation of their status in the near future (Endsley1995). The general aim of the study is to investigate the relationship between SA and individual cognitive differences. Specifically, the predictive value of working memory and attentional capacity measures on SA measures, taken from pilots of different expertise levels, is of interest. In the literature, SA has mostly been studied from an applied perspective. The present study therefore aims at providing the necessary cognitive underpinnings of these more applied studies.Two experiments were conducted. In Experiment 1, individual differences and SA measures have been taken from thirty-six pilots. Automated Operation Span, Stroop Task, and Choice Reaction Time Task with Dichotic Listening were used for measuring working memory capacity (WMC), inhibition, and divided attention, respectively. Online and offline SA measurements were employed together for tapping on different aspects of SA in a cognitively demanding flight scenario. Results showed that WMC and expertise explain 58% of variability in offline scores while inhibition, divided attention, and expertise explain 52% of variability in online scores. In Experiment 2, the aim was to find correlates of eye movements in terms of individual differences. Scan patterns were studied across four SA-related visual tasks with ten expert pilots. Results showed that more expert pilots produced less fixation durations but no other effects of individual differences on the eye movements were observed. It was also observed that expert pilots deploy some scan strategies while performing these tasks.