Human-centred automation with application to the fighter aircraft domain

Sammanfattning: Arbetssituationen för stridspiloter är ofta mycket utmanande. Piloterna måste utföra sina uppgifter och fatta beslut i stressiga situationer med stora informationsmängder och hög arbetsbörda, samtidigt som val av fel beslut kan leda till allvarliga konsekvenser. För att hjälpa piloterna har flera automatiska stödsystem implementerats i moderna stridsflygplan. Denna trend kommer att fortsätta i takt med nya tekniska framgångar och nya krav som ställs på piloterna. Forskning inom informationsfusion (IF) har bland annat gjort det möjligt att fusionera stora mängder data som härstammar från olika sensorer, databaser m.m. för att på så sätt skapa en bättre grund för att fatta beslut och agera än vad som hade varit möjligt om informationskällorna hade använts separat. Dock har både positiva och negativa effekter av automatisering rapporterats, såsom minskad arbetsbörda och förbättrad situationsuppfattning men även försämrad pilotprestation till följd av att de automatiska systemens prestanda inte övervakas. För att undvika negativa effekter av automation samtidigt som de positiva effekterna stärks har den så kallade människo centrerade automationen (HCA) lyfts fram som en möjlig väg att designa system där samverkan mellan automationen och den mänskliga operatören optimeras. Som en designapproach fokuserar HCA på viken av en samverkande människamaskin relation, där operatören hålls kvar i automatiseringsloopen. Men hur HCA kan introduceras inom stridsflygdomänen och dess implikationer för gränssnitts- och automationsdesign av stödsystem inom domänen har inte undersökts.Denna licentiatavhandling undersöker möjliga implikationer av att introducera HCA inom stridsflygdomänen. Genom litteraturundersökningar och empiriska studier har generalla och domänspecifika HCA riktlinjer identifierats, såsom att piloterna måste erbjudas en indikation angående tillförlitligheten hos den information och de rekommendationer som de olika implementerade stödsystemen i flygplanet har genererat, samt att stöd för att uppdatera piloternas individuella och gemensamma uppfattning av situationen måste ges. En demonstrator, som återspeglar några av de identifierade HCA riktlinjerna, har implementerats och använts för att utvärdera riktlinjerna tillsammans med systemutvecklare inom domänen. Denna utvärdering påvisade att systemutvecklare inom stridsflygdomänen implicit använder sig av många av de identifierade HCA riktlinjerna under designprocessen, men att explicit inkludera dessa i en domänspecifik design guide skulle kunna hjälpa dem att designa automatiska system som erbjuder lämpligt stöd för piloterna. De resultat som presenteras i denna licentiatavhandling förväntas kunna hjälpa utvecklare av moderna stridsflygsystem genom att inkludera HCA i den traditionella simulator-baserade designapproachen (SBD). Denna approach används flitigt inom området och fokuserar på tidigt och återkommande användardeltagande vid designarbetet, där komplementära HCA utvärderingar skulle kunna genomföras för att förbättra de stödsystem som implementeras från ett automationsperspektiv. Det förväntas även att de resultat som presenteras i denna avhandling kommer att bidra till forskningen kring hur operatörer kan påverka fusionsprocessen, vilket har identifierats som ett område där mer forskning behövs inom IF området. Ytterligare ett bidrag av denna avhandling är därför det förslag som ges på hur HCA utvecklingsprocessen skulle kunna användas för att förbättra interaktionen mellan operatören och det automatiska fusionssystemet.