Gaze transition entropy and automation trust in a multitasking workspace

Waarom het volgen van oogbewegingen in cockpits van belang is

Moderne vliegtuigcockpits overladen piloten met bewegende meters, waarschuwingslampjes en geautomatiseerde assistenten. In deze drukke visuele omgeving moeten piloten voortdurend beslissen wanneer ze de automatisering kunnen vertrouwen en wanneer ze het zelf moeten controleren. Deze studie onderzoekt een ogenschijnlijk eenvoudige vraag met grote implicaties voor de veiligheid: kunnen we iets leren over het vertrouwen van een piloot in automatisering alleen door te bestuderen hoe zijn of haar ogen over de schermen bewegen? Door te meten hoe voorspelbaar of willekeurig de blikverschuivingen zijn, zoeken de onderzoekers een nieuwe, objectieve kijk op de relatie tussen visuele aandacht en vertrouwen in geautomatiseerde hulpmiddelen.

Veel schermen, één paar ogen

De onderzoekers heranalyseerden gegevens uit een eerdere simulatiestudie waarin 40 vrijwilligers de rol van piloot vervulden in een multitasking-omgeving genaamd de Multi-Attribute Task Battery. De deelnemers combineerden drie hoofd­taken op een groot scherm: een systeemcontroletaak die gesimuleerde motoren in de gaten hield, een volgtaak om een bewegende cursor gecentreerd te houden, en een communicatietaak die radiosporen nabootste. Een geautomatiseerd signaleringssysteem waarschuwde hen soms voor motorproblemen, maar was niet perfect: het kon problemen correct detecteren of valse alarmen geven. Terwijl deelnemers makkelijker en moeilijker versies van de volgtaak uitvoerden, registreerde een snelle oogtracker waar ze keken en hoe hun blik tussen de drie belangrijke displaygebieden versprong.

Wat “gaze entropy” ons over zoeken vertelt

In plaats van alleen te tellen hoe lang mensen naar de automatisering keken, richtte deze studie zich op twee verwante maten van willekeurigheid, of entropie, in oogbewegingen. Stationary gaze entropy geeft aan hoe gelijkmatig iemands blik over verschillende gebieden van het scherm is verdeeld. Gaze transition entropy geeft aan hoe voorspelbaar of onvoorspelbaar de sprongen van de blik zijn wanneer ze van het ene gebied naar het andere bewegen. Hogere waarden wijzen op een bredere, meer onderzoekende scan en minder routinematige, repetitieve oogbewegingen. Samen bieden deze maten een rijker beeld van hoe mensen visueel complexe werkruimtes verkennen, voorbij de traditionele meetmethoden die elk displaygebied geïsoleerd behandelen.

Vertrouwen gebaseerd op wat de automatisering daadwerkelijk doet

Om ooggedrag met vertrouwen te verbinden, beoordeelden deelnemers het geautomatiseerde signaleringssysteem met twee vragenlijsten. De ene gaf een algemene vertrouwensscore, terwijl de andere vertrouwen opsplitste in drie onderdelen: vertrouwen gebaseerd op hoe goed het systeem presteert, vertrouwen gebaseerd op begrip van hoe het werkt, en vertrouwen gebaseerd op het onderliggende doel of de intentie. De onderzoekers gebruikten Bayesiaanse statistische modellen om te zien welke van deze vertrouwensaspecten het beste gaze entropy voorspelde. Verrassend genoeg toonde alleen prestatiegebonden vertrouwen — het vertrouwen geworteld in wat de automatisering daadwerkelijk doet — sterke verbanden met beide vormen van gaze entropy. Wanneer mensen hoger rapporteerden wat betreft prestatiegebonden vertrouwen, waren hun oogbewegingen meer verspreid en minder voorspelbaar, wat wijst op meer onderzoekend scannen over het display.

Aandachtspatronen bij veranderende werkbelasting

De studie vergeleek ook oogbewegingen wanneer de volgtaak gemakkelijk was versus moeilijk. Onder zwaardere volgcondities namen beide gaze entropy-maten af, wat betekent dat de blik van de deelnemers zich meer vernauwde en meer routinematig werd. Dit past bij het idee dat een hogere werkbelasting mensen dwingt zich te concentreren op de meest veeleisende taak en minder ruimte laat voor brede verkenning. Toch bleef prestatiegebonden vertrouwen, zelfs na correctie voor moeilijkheidsgraad, samenhangen met meer onderzoekende blikpatronen. Daarentegen vertoonden vertrouwen gebaseerd op begrip van hoe de automatisering werkt, of op overtuigingen over de intenties van de ontwerper, geen betrouwbare verbanden met deze oogbewegingspatronen. Dit suggereert dat gaze entropy bijzonder gevoelig is voor vertrouwen dat gevormd wordt door waarneembaar gedrag van het systeem, niet voor diepere overtuigingen over algoritmes of motieven.

Wat dit betekent voor veiligere automatisering

Voor een breed publiek is de kernboodschap dat de manier waarop operators hun ogen over complexe displays bewegen kan onthullen hoeveel vertrouwen ze in een geautomatiseerde assistent hebben — vooral wanneer dat vertrouwen is gebaseerd op waargenomen prestaties. Meer onderzoekend, minder voorspelbaar scannen lijkt gepaard te gaan met hoger prestatiegebonden vertrouwen, althans in deze laboratoriumsetting. Hoewel echte cockpits ingewikkelder zijn en ervaren piloten anders kunnen scannen dan student-vrijwilligers, biedt gaze entropy een veelbelovend instrument voor ontwerpers en regelgevers. Door oogpatronen te monitoren, zouden toekomstige systemen kunnen detecteren wanneer het vertrouwen in automatisering te hoog of te laag dreigt te worden en training, displays of waarschuwingen kunnen aanpassen om mens en machine veilig samen te laten werken.

Bronvermelding: Yamani, Y., Jackson, A., Sato, T. et al. Gaze transition entropy and automation trust in a multitasking workspace. Sci Rep 16, 11122 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41338-0

Trefwoorden: vertrouwen in automatisering, oog​volging, cockpitdisplays, human factors, multitasking