喷气式飞机飞行员培训催生新的行业解决方案

技术带来的变革性作用

现代社会最显著的特征是技术的指数级增长。技术非但没有取代人类的角色，反而从根本上提升了人类技能的价值和重要性。.

一个关键原因是，人员操作的技术系统价值可能极其高昂。一个典型的例子是B-2“幽灵”隐形轰炸机，每架飞机的生产总成本约为20亿美元。操作这些昂贵技术系统的人员不仅肩负重任，还必须培养极高的专业技能，而这需要投入大量的培训成本。.

培训行业的挑战

面对这类情况，培训行业一直面临着如何确保高优先级人员培训项目有效性的挑战。喷气式飞机飞行员就是一个典型的例子。胜任飞行需要突破人类认知和生理极限。与此同时，精湛的技艺也需要付出极高的代价，需要数千小时的飞行经验。然而，最终，无论培训投入多少，有些飞行员在培训中表现出色，而有些则失败了。传统上，我们一直无法正确理解或预测这种结果。.

人类绩效系统创新

为了应对这一挑战，由神经科学家、模拟训练专家和飞行训练专家组成的多学科联盟试图探究喷气式飞机飞行员在训练期间的心理活动。他们采用了一种极具创新性的装置：将一架L-29喷气式飞机的仪表盘与 NeuroTracker 系统集成，然后为飞行员连接眼动追踪和心电图设备。.

目标是研究飞行对实际神经生理训练负荷的实时影响——这在航空领域尚属首次。.

确定工作负荷限制

文中运用的一个关键概念是“剩余认知能力”，即执行任务时仍可用的注意力资源。这既取决于任务的复杂程度，也取决于个人的能力。例如，有些人开车时还有足够的剩余认知能力来接听手机，但对另一些人来说，这会造成危险的分心。.

这项研究旨在利用 NeuroTracker 测量飞行员在实际执行三种不同难度飞行操作时的剩余认知能力，并在模拟器中重复这些测试。这将对特定飞行任务的工作负荷效应进行客观评估，揭示这些效应如何影响飞行员的表现和生理指标。.

飞行测试结果

使用认知评估工具集（CATS）评估飞行性能，并要求飞行员主观评估在每种飞行条件下所经历的工作负荷。.

总体而言，研究结果表明，飞行操作难度越大，可用于 NeuroTracker 任务的剩余认知资源就越少。这种影响在实际飞行中比在模拟飞行中更为显著。.

剩余认知能力的下降也与飞行技术性能的降低相关。.

自我评估显示，飞行员严重低估了实际的认知负荷，而 NeuroTracker、CATS和生理指标均证实了这一点。实际上，飞行员并未意识到自己的工作负荷何时超负荷，从而降低了训练效果。.

适应性训练

这项研究揭示了心理负荷和生理负荷之间的直接关系，以及它们对训练表现的综合影响。这些数据可直接用于定制符合个人需求的训练计划。.

例如，它可以限制水平较低的飞行员只能进行低难度实弹飞行和中等难度模拟飞行。或者，它也可以为技术精湛的飞行员设置高难度飞行。这将通过持续的“适度训练”方法，确保每次训练都能满足每位飞行员的特定需求。.

培训行业优势

本研究是一项多年研究项目的第一年，该项目后续将纳入专业技能维度，以探究其对工作负荷能力的影响。尽管本研究针对的是飞行员，但其评估原则也适用于那些成本高昂且需要高水平专业技能的培训项目。.

从根本上讲，这种方法可以实时测量受训人员的工作负荷能力，并与任务绩效指标并行测量。它既可用于训练平台，也可用于作战平台，并且适用于军事和商业领域。因此，它为以下领域的应用铺平了道路，这些应用将有助于提高训练项目的有效性：

降低流失率 ——评估学员的工作量能力，并根据学员的培训能力和完成预期筛选学员进行项目选择。

定制化培训 ——根据每位受训者的具体需求调整培训内容，例如根据具体的工作负荷优势和劣势调整培训任务。

加速学习 ——通过最佳平衡点方法设计训练难度，优化训练刺激以适应个人工作负荷能力。

自适应学习 ——根据每个受训者的技能水平和认知状态，实时调整培训内容，因为受训者的能力会随着培训时间的推移而变化。

训练设备选择 ——通过比较不同训练系统的工作负荷率差异，可以根据学习效率为每位受训者匹配合适的设备，从而降低整体训练成本。

展望未来，不难预见，这类科学研究将显著提升各行业的培训效果。而在此案例中，由于科研实验室与商业培训解决方案领域的行业领军企业建立了新型合作关系，这些成果的实现速度很可能会加快。.

关于这项研究

福贝尔 应用研究中心、 蒙特利尔大学、 罗克韦尔柯林斯 公司（一家航空电子设备和模拟培训公司）以及 爱荷华大学操作员绩效实验室携手合作，结合各自的专业领域，提出了一种评估飞行员心理负荷的创新方法。该论文在2017年跨军种/行业培训、模拟和教育会议（I/ITSEC）上发表，并荣获 培训类最佳论文奖。

训练效果的感知认知和生理评估

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