Khi số lượng các chuyến bay vũ trụ cận quỹ đạo có người lái được dự báo sẽ tăng lên, thì sự cần thiết của việc hiểu rõ tác động của chúng đối với não bộ con người cũng tăng theo. Thực tế cho thấy, việc trở thành một phi công vũ trụ cận quỹ đạo không hề dễ dàng, đặc biệt là khi mọi thứ đi chệch hướng. Nghiên cứu mới này từ Đại học Hàng không Embry-Riddle khám phá tiềm năng của việc sử dụng thiết bị đeo đầu EEG không dây để giám sát hiệu suất nhận thức của các phi công cận quỹ đạo trong chuyến bay. Hoạt động của sóng não trong các mô phỏng bay cận quỹ đạo đã tiết lộ chức năng nhận thức trong các tình huống khẩn cấp, cung cấp thông tin cho các nghiên cứu trong tương lai nhằm cải thiện sự an toàn của phi công.

Các phát hiện đã được công bố trên tạp chí Journal of Aviation/Aerospace Education & Research của Đại học Hàng không Embry-Riddle. Tác giả, Tiến sĩ Erik Seedhouse, nhấn mạnh tầm quan trọng của các yếu tố con người đối với sự an toàn của phi công khi lái tàu vũ trụ cận quỹ đạo (2024).

Bốn người tham gia, gồm ba nam và một nữ, được tuyển chọn từ Trường Cao đẳng Hàng không thuộc Đại học Hàng không Embry-Riddle (ERAU). Độ tuổi trung bình của những người tham gia là 20.4. Để so sánh, tác giả lưu ý rằng không có phi công SpaceShipTwo nào vào năm 2023 dưới 40 tuổi. Mỗi sinh viên đại học được trang bị một thiết bị đeo đầu Emotiv EPOC Series 14-Channel EEG và được theo dõi khi họ thực hiện một loạt các mô phỏng bay trong điều kiện ngày và đêm bình thường. Mô phỏng được chạy lại với các tình huống dự phòng bổ sung như mất HUD hoặc hỏng động cơ. Tác giả đặc biệt chú ý đến các dải sóng theta biểu thị sự mệt mỏi về tinh thần và khối lượng công việc trí óc trong mỗi phiên.

“Trạng thái nhận thức của phi công là một yếu tố quan trọng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của họ khi lái tàu vũ trụ cận quỹ đạo, đặc biệt là khi phản ứng với một tình huống dự phòng,” Seedhouse viết (2024). “Trong một sự kiện như vậy, phản xạ, việc ra quyết định và khả năng kiểm soát tàu vũ trụ của phi công có thể bị ảnh hưởng bởi trạng thái nhận thức của họ.”

Các kết quả đã cho phép Seedhouse xác định những phần đòi hỏi trí óc cao nhất của mỗi mô phỏng bay cận quỹ đạo. Chúng đã chứng minh tầm quan trọng của EEG theo ngữ cảnh trong nghiên cứu các yếu tố con người, đặc biệt là trong huấn luyện xử lý tình huống dự phòng.

Seedhouse (2024) hy vọng nghiên cứu này sẽ là một bước đi hướng tới việc phát triển một “quy trình giám sát nhận thức và chỉ số đo lường thần kinh giúp theo dõi tải lượng sinh lý thần kinh của các phi công cận quỹ đạo và có thể cho các phi công đang trong quá trình đào tạo.”

Hình 2. Lưu ý. Thiết bị mô phỏng chuyến bay vũ trụ cận quỹ đạo bởi E. Seedhouse, không có ngày. Bản quyền không có ngày của Erik Seedhouse.

“Nghiên cứu về ứng dụng của sinh lý thần kinh và chuyến bay vũ trụ vẫn chưa đầy đủ và có rất ít nghiên cứu xác định được các chỉ số đo lường thần kinh tiềm năng về hiệu suất nhận thức của phi công,” Seedhouse nói (2024), gợi ý rằng cần tiến hành thêm nghiên cứu trong các thiết bị mô phỏng động và môi trường VR.

Nghiên cứu kết luận rằng hệ thống EEG dòng EPOC “không gây gián đoạn, thoải mái khi đeo và cung cấp độ chính xác về tải lượng nhận thức với độ phân giải tốt.” Ngoài ra, những người tham gia báo cáo rằng thiết bị đeo đầu rất thoải mái khi đeo.

Nhà khoa học nghiên cứu cấp cao của Emotiv, Tiến sĩ Nik Williams, đã nhận xét về ý nghĩa của nghiên cứu thí điểm này và những tác động của nó đối với tương lai.

“Nghiên cứu thí điểm này hỗ trợ tính khả thi của việc tích hợp công nghệ thần kinh EEG vào ngành công nghiệp hàng không vũ trụ như một công cụ để phát triển các thực hành hàng không an toàn hơn và dễ thích ứng hơn,” Williams nói. “Bằng cách cung cấp chương trình đào tạo cá nhân hóa cho sinh viên và nâng cao nhận thức tình huống cho những phi công kỳ cựu, công nghệ EEG không xâm lấn sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc định hình tương lai của ngành.

“Tôi rất mong chờ các nghiên cứu theo dõi tiếp theo để làm sáng tỏ hơn các phát hiện này với cỡ mẫu người tham gia lớn hơn, các phép đo thần kinh sắc thái hơn về tải lượng trí óc và thiết kế thử nghiệm được cải tiến.”

Seedhouse, E. (2024). Đánh giá tiềm năng sử dụng EEG để giám sát tải lượng nhận thức trong mô phỏng chuyến bay cận quỹ đạo. Journal of Aviation/Aerospace Education & Research, 33(1). DOI: https://doi.org/10.58940/2329-258X.1989