التدريب على قيادة الطائرات النفاثة يؤدي إلى حلول صناعية جديدة

الدور المحوري للتكنولوجيا

السمة المميزة للعصر الحديث هي النمو المتسارع للتكنولوجيا. فبدلاً من أن تحل التكنولوجيا محل أدوار البشر، فقد زادت بشكل جذري من قيمة وأهمية مهارات الأداء البشري.

أحد الأسباب الرئيسية هو أن القيمة المالية لأنظمة التكنولوجيا التي يشغلها الأفراد قد تكون باهظة للغاية. ومن الأمثلة على ذلك قاذفة القنابل الشبحية B-2 Spirit، التي بلغت تكلفة إنتاجها الإجمالية حوالي ملياري دولار أمريكي للطائرة الواحدة. ولا يقتصر الأمر على تحمل مشغلي أنظمة التكنولوجيا باهظة الثمن مسؤوليات جسيمة، بل عليهم أيضاً تطوير مستويات عالية جداً من الخبرة، مما يستلزم تكاليف تدريب باهظة.

تحديات صناعة التدريب

في ظل هذه السيناريوهات، يواجه قطاع التدريب تحديًا كبيرًا يتمثل في كيفية ضمان فعالية برامج التدريب للأفراد ذوي الأولوية القصوى. يُعدّ طيارو الطائرات النفاثة مثالًا كلاسيكيًا على ذلك. تتطلب الكفاءة تجاوز الحدود المعرفية والفسيولوجية للأداء البشري. إلى جانب ذلك، تأتي الكفاءة العالية بتكلفة باهظة، إذ تتطلب آلاف الساعات من الخبرة في الطيران. ومع ذلك، في نهاية المطاف، وبغض النظر عن استثمارات التدريب، يتفوق بعض الطيارين في التدريب، بينما يفشل آخرون. تقليديًا، لم تكن هناك طريقة لفهم هذه النتائج أو التنبؤ بها بشكل صحيح.

الابتكار في أنظمة الأداء البشري

لمواجهة هذا التحدي، سعى تحالف متعدد التخصصات يضم علماء أعصاب وخبراء في التدريب بالمحاكاة ومتخصصين في تدريب الطيران إلى اكتشاف ما يدور فعلياً في أذهان طياري الطائرات النفاثة أثناء التدريب. وفي تجربة مبتكرة حقاً، قاموا بتجهيز طائرة نفاثة من طراز L-29، ودمجوا لوحة القيادة بنظام NeuroTracker ، ثم ربطوا الطيارين بأجهزة تتبع حركة العين وتخطيط كهربية القلب.

كان الهدف هو دراسة التأثيرات في الوقت الحقيقي للطيران من حيث أحمال التدريب العصبي الفيزيائي الفعلية - وهو أمر لم يسبق له مثيل في العالم في مجال الطيران.

تحديد حدود عبء العمل

كان أحد المفاهيم الأساسية المستخدمة هو "القدرة المعرفية الفائضة"، أي الموارد الانتباهية المتبقية عند أداء مهمة ما. وهذا يرتبط بمدى تعقيد المهمة، وبقدرات الفرد. فعلى سبيل المثال، يتيح القيادة لبعض الأشخاص قدرة معرفية فائضة كافية للتحدث على الهاتف المحمول، بينما يمثل ذلك تشتيتًا خطيرًا للآخرين.

كان الهدف هو استخدام NeuroTracker لقياس القدرة الإدراكية الاحتياطية للطيارين أثناء أدائهم الفعلي لثلاثة مستويات صعوبة من مناورات الطيران، ومحاكاة الاختبارات في جهاز محاكاة. من شأن ذلك أن يوفر تقييمًا موضوعيًا لتأثيرات عبء العمل لمهام الطيران المحددة، ويكشف كيف تؤثر هذه المهام على أداء الطيار ومؤشراته الفسيولوجية.

نتائج اختبار الطيران

تم تقييم أداء الطيران باستخدام مجموعة أدوات التقييم المعرفي (CATS)، وطُلب من الطيارين تقييم أعباء العمل التي يواجهونها بشكل شخصي في كل حالة طيران.

أظهرت النتائج عموماً أنه كلما زادت صعوبة مناورة الطيران، قلّت القدرة المعرفية المتاحة لأداء مهمة NeuroTracker . وكانت هذه التأثيرات أكبر بكثير في حالة الطيران الحقيقي مقارنةً بالطيران المُحاكى.

كما ارتبط انخفاض القدرة المعرفية الاحتياطية بانخفاض الأداء التقني للطيران.

كشفت التقييمات الذاتية أن الطيارين قللوا بشكل كبير من تقديرهم للأعباء المعرفية الحقيقية، كما تم تحديدها بواسطة NeuroTrackerوCATS والقياسات الفسيولوجية. في الواقع، لم يكن الطيارون على دراية بموعد تجاوز قدراتهم على تحمل الأعباء المعرفية، مما قلل من فعالية تدريبهم.

تدريب تتغير صعوبته حسب مستواك

ألقت هذه الدراسة ضوءاً جديداً على العلاقات المباشرة بين الجهد الذهني والجهد البدني، وتأثيرهما المشترك على أداء التدريب. ويمكن أن تُسهم هذه البيانات بشكل مباشر في تصميم برامج تدريبية مُخصصة لتناسب الاحتياجات الفردية.

على سبيل المثال، يمكن استخدام هذه الطريقة لحصر الطيار الأقل خبرة في رحلات طيران حقيقية منخفضة الصعوبة ورحلات محاكاة متوسطة الصعوبة. أو بدلاً من ذلك، يمكن تحديد رحلات عالية الصعوبة لطيار متمرس. من شأن ذلك أن يُكيّف متطلبات التدريب من خلال نهج "المثالي" المستمر، مما يضمن تحسين كل جلسة تدريبية لتلبية احتياجات كل طيار.

فوائد قطاع التدريب

تمثل هذه الدراسة السنة الأولى من مشروع بحثي متعدد السنوات، سيشمل لاحقًا بُعد الخبرة لدراسة تأثيرها على قدرات العمل. ورغم أن هذا البحث خاص بالطيارين، إلا أن مبادئ التقييم قابلة للتطبيق على برامج التدريب التي تتطلب تكلفة عالية ومستويات عالية من اكتساب الخبرة.

يقيس هذا النهج، بشكل أساسي، قدرات المتدربين على تحمل أعباء العمل في الوقت الفعلي، بالتوازي مع مؤشرات أداء المهام. ويمكن استخدامه في كل من منصات التدريب والعمليات، وفي المجالات العسكرية والتجارية. وبذلك، يمهد الطريق لتطبيقات من شأنها تحسين فعالية برامج التدريب في المجالات التالية:

انخفاض معدلات التسرب - تقييم قدرات المتدربين على تحمل أعباء العمل وتصفية المتدربين لاختيار البرنامج بناءً على كفاءتهم التدريبية وتوقعات إكمالهم.

التدريب المخصص – تكييف التدريب لتلبية الاحتياجات الخاصة لكل متدرب، مثل تعديل مهام التدريب وفقًا لنقاط القوة والضعف المحددة في عبء العمل.

التعلم المتسارع – صعوبة تدريب المهندسين من خلال نهج النقطة المثلى، وتحسين تحفيز التدريب وفقًا لقدرات عبء العمل الفردية.

التعلم التكيفي - التعديل الفوري لمحتوى التدريب وفقًا لمستوى مهارة كل متدرب وحالته المعرفية حيث تتكيف قدراتهم كدالة للوقت الذي يقضونه في التدريب.

اختيار أجهزة التدريب - من خلال مقارنة الاختلافات في معدلات عبء العمل لنظام تدريب واحد مقارنة بنظام آخر، يمكن مطابقة المتدربين الأفراد مع الأجهزة بناءً على كفاءة التعلم، مما يقلل من تكاليف التدريب الإجمالية.

بالنظر إلى المستقبل، من السهل تصور أن هذا النوع من البحوث العلمية سيؤدي إلى تحسين نتائج التدريب في العديد من القطاعات. وفي هذه الحالة، من المرجح أن تتسارع هذه النتائج بفضل الشراكة المبتكرة بين المختبرات العلمية ورواد الصناعة في مجال حلول التدريب التجارية.

حول الدراسة

فوبير للأبحاث التطبيقية، وجامعة مونتريال، روكويل كولينز وشركة ومختبر أداء المشغلين بجامعة أيوا، في مجالات خبرتهم لابتكار طريقة جديدة لتقييم الأعباء الذهنية للطيران. عُرضت الورقة البحثية في مؤتمر التدريب والمحاكاة والتعليم المشترك بين القطاعات/الصناعية (I/ITSEC) لعام 2017، وحصلت على جائزة أفضل ورقة بحثية في فئة التدريب.

التقييم الإدراكي والمعرفي والفسيولوجي لفعالية التدريب

‍