美国FAA运用虚拟现实技术提高航空安全性

　　蛋港镇——Kenneth Allendoerfer头戴一顶滑稽的头盔，一束电极和电线从头盔上伸出。

　　 虽然这顶头盔的外表可能很可笑，但是通过其传感器收集的信息却是某个重大研究的一部分，这项重大研究涉及全国压力最大的职业中的一种——空中交通管制员。

　　 Allendoerfer和其他研究人员在联邦航空局的一个实验室工作，他们使用虚拟现实的方法解决人机之间的冲突。

　　 与更传统的设计和建立新系统的方法相比，在虚拟世界里测试有助于避免许多错误。在民航界，一个错误将会造成巨大的代价。

　　 “我们在虚拟现实的环境中对新想法进行模拟。在每次花费大量资金之前，我们都会这么做。”Dennis Jefferson说到。他是一名计算机科学家，负责监管这个实验室。

　　 这整套组合被称为科研开发及人为因素实验室，位于亚特兰大城以西10英里处的FAA威廉·J·休斯技术中心。

　　 走进实验室你会发现一个充满合成人类、3D影像，模拟空中交通管制塔台，满布电极的头盔以及其他旨在使全国商业航空事业更安全、更高效的高科技产品的世界。

　　 FAA的人为因素部门负责人Allendoerfer谈到实验室的整体宗旨时说：“我们要确保人能适应这项技术。”

　　 虚拟现实已成为复杂航空系统设计、可视化和评估的一个重要工具。研究人员强调，机场、空中交通管制员、航空公司以及飞行公众都得益于这个建于1992年，耗资4百万美元的实验室。

　　 在未来几年里，随着国家空域系统变得更加复杂，人们对航空会有更高的要求。实验室的主要研究项目之一涉及所谓的新一代空中交通管理系统（NextGen）——从老旧的、基于雷达的网络转变为利用卫星更精准地引导飞机。

　　 数字通信将会成为NextGen的关键环节。它将会减少空管与飞行机组之间费时的无线电通信的需要。FAA工程研究心理学家Ben Willems认为数字信息将消除空管与飞行机组使用无线电通信时产生的一些错误。

　　 他谈及无线电通信时称：“在那个过程中有许多地方人可能会犯错。”

　　 Willems称，如果管制员能从无线电通信的负担中解脱出来，他们将能够把精力集中在更多“难度大”的工作上，例如改变飞机航线。

　　 根据一些预测，未来管制员需处理的航空交通量可能是现在的三倍。Willems解释说实验室将管制员置于一个更高负荷的模拟工作环境下，目的是为了看看他们如何应对。

　　 Willems称：“我们让他们遭受严峻的考验。”

　　例如，Allendoerfer开发的头盔测量的是管制员在模拟工作环境下假装工作时大脑的脑电活力。实验室同样还有监控管制员心率和大脑耗氧量的设备，以确定他们所承受的负荷量。

　　 在大多数的职业调查中，空中交通管制被归为全国压力最大的工作之一。空中交通管制协会主席Peter Dumont称，FAA的虚拟现实研究室已被证明为管制员带来巨大帮助。他强调，实验室的测试从一开始开发新技术就“让人参与其中”。

　　 Dumont说：“他们不再是在现场反复试验，而是在模拟环境中研究它。”

　　 实验室正在开发可以从根本上改变管制员工作方式的新工作站和其他技术。虚拟环境包括模仿真人的机器人。这些“合成人类”有助于在设备和设施被放置于现场前对它们进行完善。

　　 Jefferson说：“在我们进行实际建设之前把东西放在一个虚拟环境中比较容易。”

　　 通过计算机模拟能够消除设计缺陷。代号为“Jack”的合成人类配备了高科技组件，以确保工作站、控制台、桌子、椅子等设备能够适合真人。例如，Jack能够使用一种“动态手指尺”，激光光线从他的手指延伸到他要伸手触及的对象，以此测量两者间的距离。

　　 该实验室最不寻常的地方之一是一间具有机场空中交通控制塔台虚拟模型的房间。一个仿真复现了管制员从罗根国际机场塔台能够看到的波士顿天际线全景。波士顿地标（例如芬威公园和汉考克大厦）混合着飞机在罗根机场跑道上起飞和着陆的虚拟影像。

　　 墙面上布满了一系列电脑屏幕以构造机场仿真，看起来像一个巨大的视频游戏。研究人员能够monitoring紧急事件以及其他场景来观察空管员如何回应。

　　 Allendoerfer谈到虚拟世界测试的优势时说：“从安全角度来说，你不太可能会犯错。”

　　 现实生活中空中交通管制员犯错将会是灾难性的的。每天他们都在工作，他们手中掌握着成千上万人的性命。

　　空中交通管制协会的Dumont称，FAA实验室对于研究影响管制员的因素（包括他们的工作量以及他们如何与科技相互作用）是至关重要的。

　　他说：“它肯定是一个有很大责任和需要大量培训的工作。它肯定被视为一个高压力的工作。”