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Combining cognitive work analysis and empirical evaluations to understand map use by operators of small carry-on unmanned aerial systems.
Applied Ergonomics ( IF 3.1 ) Pub Date : 2020-08-24 , DOI: 10.1016/j.apergo.2020.103218
Yonatan Back 1 , Yuval Zak 1 , Yisrael Parmet 1 , Tal Oron-Gilad 1
Affiliation  

Operating a small carry-on unmanned aerial system (UAS) alone is challenging. Research on facilitating single-operator work has focused mainly on payload operation and health monitoring. Little focus has been given to mission-related aspects and how the command and control (C2) map display contributes to mission accomplishment. This study uses cognitive work analysis (CWA) to describe the operational work of the mission operator of a Skylark miniature UAS system. Three CWA phases were conducted – work domain analysis, control task analysis and strategy analysis – providing a rich framework of operational mission phases, task components, processes and the physical interface-objects in use. These representations highlight the operators' extensive use of the C2 map during all mission phases, for all object-related processes. To further enhance the outcomes of the CWA, and prior to outlining specific design requirements, an empirical investigation was conducted in which the eye movements of five experienced operators were obtained during a simulated mission. The empirical results confirm and further specify the work patterns that operators adopt. Quantitative analysis shows operators’ extensive focus on the map, especially during mission-critical phases. These analyses led to the conclusion that a significant change in the way operators interact with the C2 map, or alternative designs to enhance map-based information utilization, should be applied. Insights drawn from this analysis can be applied to other aerial surveillance work domains, and adding empirical evaluations is helpful to further refine and reinforce the CWA outcomes.



中文翻译:

结合认知工作分析和经验评估,了解小型随身无人机系统操作员对地图的使用。

单独操作小型随身携带无人机系统 (UAS) 具有挑战性。促进单一操作员工作的研究主要集中在有效载荷操作和健康监测上。很少关注与任务相关的方面以及指挥和控制 (C2) 地图显示如何有助于完成任务。本研究使用认知工作分析 (CWA) 来描述云雀微型无人机系统的任务操作员的操作工作。进行了三个 CWA 阶段——工作域分析、控制任务分析和战略分析——提供了一个丰富的作战任务阶段、任务组件、流程和使用中的物理接口对象的框架。这些表示突出了操作员在所有任务阶段对所有与对象相关的过程对 C2 地图的广泛使用。为了进一步提高 CWA 的结果,在概述特定设计要求之前,进行了一项实证调查,其中在模拟任务期间获得了五名经验丰富的操作员的眼球运动。实证结果证实并进一步说明了操作员采用的工作模式。定量分析显示了操作员对地图的广泛关注,尤其是在关键任务阶段。这些分析得出的结论是,操作员与 C2 地图的交互方式或替代设计应进行重大改变,以提高基于地图的信息利用率。从该分析中得出的见解可以应用于其他空中监视工作领域,添加实证评估有助于进一步完善和加强 CWA 的结果。在概述具体设计要求之前,进行了一项实证调查,其中在模拟任务中获得了五名经验丰富的操作员的眼球运动。实证结果证实并进一步说明了操作员采用的工作模式。定量分析显示了操作员对地图的广泛关注,尤其是在关键任务阶段。这些分析得出的结论是,操作员与 C2 地图的交互方式或替代设计应进行重大改变,以提高基于地图的信息利用率。从该分析中得出的见解可以应用于其他空中监视工作领域,添加实证评估有助于进一步完善和加强 CWA 的结果。在概述具体设计要求之前,进行了一项实证调查,其中在模拟任务中获得了五名经验丰富的操作员的眼球运动。实证结果证实并进一步说明了运营商采用的工作模式。定量分析显示了操作员对地图的广泛关注,尤其是在关键任务阶段。这些分析得出的结论是,操作员与 C2 地图的交互方式或替代设计应进行重大改变,以提高基于地图的信息利用率。从该分析中得出的见解可以应用于其他空中监视工作领域,添加实证评估有助于进一步完善和加强 CWA 的结果。进行了一项实证调查,其中在模拟任务期间获得了五名经验丰富的操作员的眼球运动。实证结果证实并进一步说明了运营商采用的工作模式。定量分析显示了操作员对地图的广泛关注,尤其是在关键任务阶段。这些分析得出的结论是,操作员与 C2 地图交互的方式或替代设计应进行重大改变,以增强基于地图的信息利用。从该分析中得出的见解可以应用于其他空中监视工作领域,添加实证评估有助于进一步完善和加强 CWA 的结果。进行了一项实证调查,其中在模拟任务期间获得了五名经验丰富的操作员的眼球运动。实证结果证实并进一步说明了运营商采用的工作模式。定量分析显示了操作员对地图的广泛关注,尤其是在关键任务阶段。这些分析得出的结论是,操作员与 C2 地图的交互方式或替代设计应进行重大改变,以提高基于地图的信息利用率。从该分析中得出的见解可以应用于其他空中监视工作领域,添加实证评估有助于进一步完善和加强 CWA 的结果。实证结果证实并进一步说明了运营商采用的工作模式。定量分析显示了操作员对地图的广泛关注,尤其是在关键任务阶段。这些分析得出的结论是,操作员与 C2 地图的交互方式或替代设计应进行重大改变,以提高基于地图的信息利用率。从该分析中得出的见解可以应用于其他空中监视工作领域,添加实证评估有助于进一步完善和加强 CWA 的结果。实证结果证实并进一步说明了运营商采用的工作模式。定量分析显示了操作员对地图的广泛关注,尤其是在关键任务阶段。这些分析得出的结论是,操作员与 C2 地图的交互方式或替代设计应进行重大改变,以提高基于地图的信息利用率。从该分析中得出的见解可以应用于其他空中监视工作领域,添加实证评估有助于进一步完善和加强 CWA 的结果。或替代设计,以提高基于地图的信息利用,应采用。从该分析中得出的见解可以应用于其他空中监视工作领域,添加实证评估有助于进一步完善和加强 CWA 的结果。或替代设计,以提高基于地图的信息利用,应采用。从该分析中得出的见解可以应用于其他空中监视工作领域,添加实证评估有助于进一步完善和加强 CWA 的结果。

更新日期:2020-08-25
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