Human Factors and Neurophysiological Metrics in Air Traffic Control: a Critical Review

International audienceThis article provides the reader a focused and organised review of the research progresses on neurophysiological indicators, also called “neurometrics”, to show how neurometrics could effectively address some of the most important Human Factors (HFs) needs in the Air Traffic Management (ATM) field. The state of the art on the most involved HFs and related cognitive processes (e.g. mental workload, cognitive training) is presented together with examples of possible applications in the current and future ATM scenarios, in order to better understand and highlight the available opportunities of such neuroscientific applications. Furthermore, the paper will discuss the potential enhancement that further research and development activities could bring to the efficiency and safety of the ATM service

Development of a System for the Training Assessment and Mental Workload Evaluation

Several studies have demonstrated that the main cause of accidents are due to Human Factor (HF) failures. Humans are the least and last controllable factor in the activity workflows, and the availability of tools able to provide objective information about the user’s cognitive state should be very helpful in maintain proper levels of safety. To overcome these issues, the objectives of the PhD covered three topics. The first phase was focused on the study of machine-learning techniques to evaluate the user’s mental workload during the execution of a task. In particular, the methodology was developed to address two important limitations: i) over-time reliability (no recalibration of the algorithm); ii) automatic brain features selection to avoid both the underfitting and overfitting problems. The second phase was dedicated to the study of the training assessment. In fact, the standard training evaluation methods do not provide any objective information about the amount of brain activation\resources required by the user, neither during the execution of the task, nor across the training sessions. Therefore, the aim of this phase was to define a neurophysiological methodology able to address such limitation. The third phase of the PhD consisted in overcoming the lack of neurophysiological studies regarding the evaluation of the cognitive control behaviour under which the user performs a task. The model introduced by Rasmussen was selected to seek neurometrics to characterize the skill, rule and knowledge behaviours by means of the user’s brain activity. The experiments were initially ran in controlled environments, whilst the final tests were carried out in realistic environments. The results demonstrated the validity of the developed algorithm and methodologies (2 patents pending) in solving the issues quoted initially. In addition, such results brought to the submission of a H2020-SMEINST project, for the realization of a device based on such results

La ciudad aumentada. Experimentación artística en aplicaciones de realidad aumentada

The hybridization of cities of the XXI. century produced by the introduction of the virtuality through the new technologies outlines changes in the scope of perception and relationship between the city and its inhabitants. The technological ubiquity is tracing a new concept of the future of contemporary cities, that enables understanding of technological factors that transform everyday life of society. The hybridization of tangible and intangible spaces, where the materiality and the virtuality fuse, gives rise to the creation of new urban spaces modalities. In the present thesis, this problematics is approached from the point of view of the Augmented Reality and how this technology is able to spread into the fi eld of architecture, urbanism and art. Furthermore, we will analyze the recent development trends of this technology in theory and practice, looking for parallelisms between technology and hybridization processes that concern actual cities. We will carry out a theoretical-practical tour that will allow us to clarify the evolution of city virtualization through digital media, the emergence of virtual communities and digital cities on the Internet. We investigate how the urban and social space is transformed by the newly acquired technological ubiquity, which breaks the boundaries of the physical space. Hybrid urban spaces, their creation and modifi cation, are portrayed by the analysis of Augmented Reality artistic interventions in the city. We enrich the theoretical research with the practical experimentation throughout a series of artistic productions that employ diff erent technological approaches to emphasize the versatility of the Augmented Reality as an artistic tool.La hibridación de las ciudades del siglo XXI producida por la introducción de la virtualidad mediada a través de las nuevas tecnologías esboza un cambio en el ámbito de la percepción y la relación entre la ciudad y sus habitantes. La ubicuidad tecnológica está trazando un nuevo concepto de futuro de las ciudades contemporáneas, capaces de comprender los factores tecnológicos que transforman la cotidianidad de la sociedad actual, evidenciando la hibridación de espacios tangibles e intangibles, donde lo material y lo virtual se suman, dando lugar a la creación de nuevas modalidades de espacios urbanos. En la presente tesis abordamos esta problemática desde el punto de vista de la Realidad Aumentada y cómo esta es capaz de diseminarse dentro de los ámbitos arquitectónicos, urbanistas y artísticos. Para una mayor comprensión analizaremos las últimas tendencias en el desarrollo de esta tecnología tanto a nivel teórico como práctico, buscando paralelismos entre tecnología y procesos de hibridación que envuelven las ciudades actuales. Realizaremos un recorrido teórico-práctico que permita esclarecer la evolución de la virtualización de las urbes a través de los medios digitales, la aparición de comunidades virtuales y ciudades digitales en Internet. Investigamos cómo se transforma el espacio urbano y social mediante la recién adquirida ubicuidad tecnológica, que rompe con las restricciones del espacio físico. Los espacios urbanos híbridos, su creación y modificación, se ilustran mediante el análisis de intervenciones artísticas que emplean Realidad Aumentada en el ámbito de la ciudad. Enriquecemos la investigación teórica con la experimentación práctica basada en la creación de una serie de ensayos artísticos que utilizan diversos enfoques tecnológicos para enfatizar la versatilidad de la Realidad Aumentada como herramienta artística.La hibridació de les ciutats del segle XXI produïda per la introducció de la virtualitat intervinguda a través de les noves tecnologies esbossa un canvi en l'àmbit de la percepció i la relació entre la ciutat i els seus habitants. La ubiqüitat tecnològica està traçant un nou concepte de futur de les ciutats contemporànies, capaces de comprendre els factors tecnològics que transformen la quotidianitat de la societat actual, evidenciant la hibridació d'espais tangibles i intangibles, on el material i el virtual se sumen, donant lloc a la creació de noves modalitats d'espais urbans. En la present tesi abordem aquesta problemàtica des del punt de vista de la Realitat Augmentada i com aquesta tecnologia és capaç de disseminar-se dins dels àmbits arquitectònics, urbanistes i artístics. Per a una major comprensió analitzarem les últimes tendències en el desenvolupament d'aquesta tecnologia tant a nivell teòric com a pràctic, cercant paral·lelismes entre tecnologia i processos d'hibridació que emboliquen les ciutats actuals. Realitzarem un recorregut teòric-pràctic que permeta esclarir l'evolució de la virtualització de les urbs a través dels mitjans digitals, generada per l'aparició de comunitats virtuals i ciutats digitals en Internet. Investiguem com es transforma l'espai urbà i social mitjançant la recentment adquirida ubiqüitat tecnològica, que trenca amb les restriccions de l'espai físic. Els espais urbans híbrids, la seua creació i modifi cació, es retraten mitjançant l'anàlisi d'intervencions artístiques que empren Realitat Augmentada en l'àmbit de la ciutat. Acompanyem la recerca teòrica amb l'experimentació pràctica basada en la creació d'una sèrie d'assajos artístics que utilitzen diferents enfocaments tecnològics per a emfatitzar la versatilitat de la Realitat Augmentada com a eina artísticaMésárošová, A. (2017). La ciudad aumentada. Experimentación artística en aplicaciones de realidad aumentada [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/91142TESI