Entropia przejść spojrzenia a zaufanie do automatyzacji w środowisku wielozadaniowym

Dlaczego warto obserwować ruchy oczu w kokpitach

Współczesne kokpity samolotów zalewają pilotów ruchome wskaźniki, kontrolki ostrzegawcze i zautomatyzowane asystenty. W tym zatłoczonym świecie wizualnym piloci muszą nieustannie decydować, kiedy ufać automatyzacji, a kiedy ją sprawdzić. Badanie to bada pozornie proste pytanie o dużych implikacjach dla bezpieczeństwa: czy można wnioskować o zaufaniu pilota do automatyzacji, analizując jedynie sposób, w jaki poruszają się jego oczy po ekranach? Poprzez mierzenie, jak przewidywalne lub losowe są przesunięcia spojrzenia, badacze poszukują nowego, obiektywnego okna na zależność między uwagą wzrokową a zaufaniem do zautomatyzowanych pomocy.

Wiele ekranów, jedna para oczu

Badacze ponownie przeanalizowali dane z wcześniejszego badania w symulatorze, w którym 40 ochotników pełniło rolę pilotów w środowisku wielozadaniowym zwanym Multi-Attribute Task Battery. Uczestnicy żonglowali trzema głównymi zadaniami na dużym ekranie: zadaniem monitorowania systemu obserwującym symulowane silniki, zadaniem śledzenia polegającym na utrzymywaniu kursora w centrum oraz zadaniem komunikacyjnym imitującym wiadomości radiowe. Zautomatyzowany system sygnalizacyjny czasem ostrzegał ich o problemach z silnikami, ale nie był doskonały: mógł prawidłowo wykrywać problemy lub wywoływać fałszywe alarmy. Gdy uczestnicy realizowali łatwiejsze i trudniejsze wersje zadania śledzenia, wysokoczęstotliwościowy rejestrator ruchu oczu zapisywał, gdzie patrzyli i jak ich spojrzenie przemieszczało się między trzema kluczowymi obszarami wyświetlacza.

Co „entropia spojrzenia” mówi o wyszukiwaniu

Zamiast jedynie zliczać, jak długo ludzie patrzyli na automatyzację, badanie skupiło się na dwóch powiązanych miarach losowości, czyli entropii, w ruchach oczu. Stacjonarna entropia spojrzenia odzwierciedla, jak równomiernie czyjeś spojrzenie jest rozłożone po różnych obszarach ekranu. Entropia przejść spojrzenia mierzy, jak przewidywalne lub nieprzewidywalne są skoki spojrzenia przy przemieszczaniu się między obszarami. Wyższe wartości oznaczają szersze, bardziej eksploracyjne skanowanie i mniej rutynowe, powtarzalne ruchy oczu. Razem te miary dają pełniejszy obraz tego, jak ludzie wzrokowo eksplorują złożone przestrzenie robocze, wykraczając poza tradycyjne metryki traktujące każdy obszar wyświetlacza osobno.

Zaufanie oparte na tym, co automatyzacja faktycznie robi

Aby powiązać zachowanie oczu ze zaufaniem, uczestnicy oceniali zautomatyzowany system sygnalizacyjny za pomocą dwóch kwestionariuszy. Jeden dawał ogólny wynik zaufania, drugi dzielił zaufanie na trzy części: zaufanie oparte na tym, jak dobrze system działa, zaufanie oparte na zrozumieniu jego działania oraz zaufanie oparte na jego celu lub intencjach. Badacze zastosowali bayesowskie modele statystyczne, by sprawdzić, który z tych wymiarów zaufania najlepiej przewidywał entropię spojrzenia. Ku zaskoczeniu, tylko zaufanie oparte na wydajności — czyli zaufanie ugruntowane w tym, co automatyzacja faktycznie robi — wykazało silne powiązania z obiema miarami entropii spojrzenia. Gdy ludzie raportowali wyższe zaufanie oparte na wydajności, ich ruchy oczu były bardziej rozległe i mniej przewidywalne, co sugeruje bardziej eksploracyjne skanowanie całego wyświetlacza.

Wzorce uwagi przy zmieniającym się obciążeniu

Badanie porównało także ruchy oczu przy łatwym i trudnym zadaniu śledzenia. Przy trudniejszych warunkach śledzenia obie miary entropii spojrzenia zmniejszyły się, co oznacza, że oczy uczestników skupiały się wężej i podążały bardziej rutynowymi wzorcami. Pasuje to do koncepcji, że większe obciążenie zmusza ludzi do koncentracji na najbardziej wymagającym zadaniu i pozostawia mniej zasobów na szeroką eksplorację. Nawet po uwzględnieniu poziomu trudności, zaufanie oparte na wydajności nadal korelowało z bardziej eksploracyjnym spojrzeniem. W przeciwieństwie do tego, zaufanie oparte na zrozumieniu działania automatyzacji lub przekonaniach o zamiarach projektanta nie wykazywało wiarygodnych związków z tymi wzorcami ruchów oczu. To sugeruje, że entropia przejść spojrzenia jest szczególnie czuła na zaufanie ukształtowane przez obserwowane zachowanie systemu, a nie przez głębsze przekonania o algorytmach czy motywach.

Co to oznacza dla bezpieczniejszej automatyzacji

Dla szerokiego odbiorcy kluczowy wniosek jest taki, że sposób, w jaki operatorzy przesuwają wzrok po złożonych wyświetlaczach, może ujawniać, ile ufają zautomatyzowanemu asystentowi — zwłaszcza gdy to zaufanie opiera się na obserwowanej wydajności. Bardziej eksploracyjne, mniej przewidywalne skanowanie wydaje się towarzyszyć wyższemu zaufaniu opartemu na wydajności, przynajmniej w warunkach laboratoryjnych. Choć prawdziwe kokpity są bardziej skomplikowane, a doświadczeni piloci mogą skanować inaczej niż studenci-ochotnicy, entropia spojrzenia stanowi obiecujące narzędzie dla projektantów i regulatorów. Monitorując wzorce oczu, przyszłe systemy mogą wykrywać, kiedy zaufanie do automatyzacji rośnie lub maleje zbyt bardzo, i dostosowywać szkolenia, wyświetlacze lub alerty, by utrzymać bezpieczną współpracę ludzi i maszyn.

Cytowanie: 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

Słowa kluczowe: zaufanie do automatyzacji, śledzenie oczu, wyświetlacze kokpitu, czynniki ludzkie, wielozadaniowość