Rozwój zmęczenia u kontrolerów wież zdalnych: dowody z analizy śledzenia wzroku

Dlaczego obserwowanie oczu może uczynić latanie bezpieczniejszym

Nowoczesny ruch lotniczy coraz częściej jest kierowany nie z przeszklonych wież przy krawędzi pasa, lecz z zdalnych pomieszczeń wypełnionych ekranami. W tych bezokiennych centrach kontroli utrzymanie czujności kontrolerów jest tak samo istotne jak utrzymanie bezpiecznych separacji między samolotami. W badaniu postawiono proste, ale kluczowe pytanie: w miarę jak kontrolerzy wieży zdalnej męczą się w trakcie zmiany, w jaki sposób to zmęczenie dyskretnie objawia się w ich oczach — i czy te subtelne zmiany da się wykorzystać jako wczesny system ostrzegania przed zmęczeniem?

Wieże zdalne i ukryte obciążenie kontrolerów

Operacje wież zdalnych pozwalają jednemu centrum kontroli nadzorować ruch na lotnisku za pomocą wysokiej jakości wideo i narzędzi cyfrowych zamiast bezpośredniego widoku przez okno. Takie rozwiązanie zwiększa elastyczność i obniża koszty, ale oznacza też, że kontrolerzy wpatrują się przez dłuższy czas w jasne, pełne informacji ekrany. Intensywne skupienie wzroku może stopniowo osłabiać czujność, spowalniać reakcje i zatruwać proces podejmowania decyzji. Technologia śledzenia zmęczenia kontrolerów nie nadążyła jednak za szybkim wdrażaniem wież zdalnych. Aby zmniejszyć tę lukę, autorzy skoncentrowali się na najbardziej oczywistym — ale zaskakująco informacyjnym — kanale: oczach.

Jak badanie śledziło każdy rzut oka i mrugnięcie

Badacze zrekrutowali 13 adeptów kontroli ruchu lotniczego i umieścili ich w symulatorze wieży zdalnej o wysokiej wierności, odtwarzającym ruch na ruchliwym lotnisku z jednym pasem startowym. Każdy uczestnik przeprowadził ten sam 30-minutowy scenariusz ruchu dwukrotnie: raz wypoczęty rano i raz po całym dniu pracy, kiedy sam zgłaszał wyraźnie większe zmęczenie. Podczas kierowania lądowaniami, kołowaniami i odlotami, noszony rejestrator ruchu oczu zapisywał ruchy oczu 60 razy na sekundę. Z tych nagrań zespół wyodrębnił osiem kluczowych cech, w tym jak szybko oczy przeskakiwały między punktami, jak długo trwały fiksacje i mrugnięcia, ile fiksacji, sakkad i mrugnięć pojawiało się na minutę oraz jak szerokie były źrenice.

Śledzenie zmęczenia w miarę upływu czasu

Zamiast ograniczać się do porównania „przed” i „po”, autorów interesował przebieg zmęczenia minuta po minucie. Uśrednili każdą cechę oka w jednym‑minutowych oknach i zastosowali elastyczne podejście statystyczne zwane uogólnionym addytywnym modelem mieszanym. Metoda ta pozwoliła im wyrysować gładkie krzywe pokazujące, jak każda miara oka zmieniała się w trakcie półgodzinnego zadania, oddzielnie dla sesji wypoczętych i zmęczonych, przy uwzględnieniu różnic między poszczególnymi osobami. Wynik daje widok w czasie na zmęczenie: nie tylko czy zmęczeni kontrolerzy wyglądają inaczej niż wypoczęci, ale jak te różnice rosną, maleją lub falują w trakcie aktywnej pracy.

Co zdradzają zmęczone oczy o przeciążonym umyśle

Wyłoniły się uderzające wzorce. Gdy kontrolerzy byli zmęczeni, średnia prędkość ich skoków wzroku była wyższa i systematycznie wzrastała w miarę trwania zadania — co sugeruje bardziej niespokojny styl skanowania w miarę pogłębiania się zmęczenia. Jednocześnie wykonywali ogółem mniej fiksacji i mniej sakkad, a mrugali częściej i dłużej. Zmiany te wskazują na przesunięcie ku mniej efektywnemu próbkowaniu wzrokowemu i częstszym krótkim przerwom od ekranu. Wielkość źrenicy dopowiadała komplementarną historię: w sesjach wypoczętych źrenice powoli się rozszerzały wraz z czasem zadania, co odpowiada utrzymanemu zaangażowaniu. Pod wpływem zmęczenia źrenice zaczynały od mniejszego rozmiaru i systematycznie się kurczyły, co jest oznaką spadku pobudzenia. Niektóre z tych miar wzrokowych również rosły i malały w cyklach odpowiadających wzorcom ruchu, sugerując, że zmęczenie wchodzi w interakcję z wahaniami obciążenia pracą, zamiast rosnąć liniowo.

Od wzorców oczu do bezpieczniejszych przestworzy

Wyniki te pokazują, że zmęczenie kontrolerów wież zdalnych to nie mglistwe odczucie, lecz mierzalny, ewoluujący wzorzec w sposobie poruszania się i reagowania ich oczu. Średnia prędkość sakkady, zachowanie mrugania, liczby ruchów oczu i rozmiar źrenic — każdy z tych elementów wnosi część obrazu, żadna pojedyncza miara nie opowiada całej historii. Łącząc kilka takich sygnałów pochodzących z oczu i modelując ich zmiany w czasie, przyszłe systemy monitorujące mogłyby dyskretnie sygnalizować, kiedy kontroler przechodzi od ostrego skupienia w kierunku ryzykownego zmęczenia — na długo przed popełnieniem błędu. W świecie, gdzie coraz więcej samolotów jest obserwowanych z daleka, nauczenie się czytania oczu tych obserwatorów może stać się potężnym narzędziem dla bezpieczeństwa podróży powietrznych.

Cytowanie: Yin, Z., Pan, W., Wang, A. et al. The evolution of fatigue in remote tower controllers: evidence from eye-tracking analysis. Sci Rep 16, 12636 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42161-3

Słowa kluczowe: zmęczenie kontrolera ruchu lotniczego, śledzenie wzroku, operacje wieży zdalnej, czynniki ludzkie, bezpieczeństwo lotnictwa