Um estudo realizado na China e divulgado na 10ª Conferência Internacional de Informática Industrial da IEEE Xplore indicou que certos parâmetros de movimento ocular podem ser utilizados para prever a carga mental de indivíduos. Ao observarem e analisarem atividades cerebrais de universitários em Pequim, os autores da pesquisa descobriram que o tamanho da pupila, o tempo médio de fixação e as frequências de fixação e de sacada ocular, assim como a velocidade média das sacadas, passaram por mudanças significativas de acordo com a carga mental.
A carga mental e seus níveis e consequências
Compreendida como o esforço cognitivo que um indivíduo precisa fazer ao realizar uma tarefa, a carga mental abrange processos como percepção, memória, raciocínio e tomada de decisões. A carga específica depende da complexidade e da natureza da atividade, bem como das habilidades e experiência de quem a realiza. De modo geral, pessoas mais experientes e com melhores capacidades cognitivas ou mentais apresentam uma carga menor ao realizar determinada tarefa quando comparadas às pessoas menos desenvolvidas.
Níveis variados de carga mental geram consequências diferentes. Quando ela está muito alta, pode causar fadiga, estresse e erros. Quando está muito baixa, pode causar tédio, devaneios e dificuldade para manter a atenção – e, por consequência, aumentar o risco de equívocos. Por fim, quando está em um nível ideal, pode aumentar o engajamento, o foco e a produtividade.
Pilotos de aeronave são um grupo de interesse na mensuração da carga mental
Questões relacionadas à carga mental ganham ainda mais importância em um grupo específico de indivíduos: pilotos de aeronaves. Pesquisas indicam que de 60% a 90% dos acidentes aéreos registrados até 2012 ocorreram enquanto os pilotos estavam sob alta tensão mental. Quando se considera a frequência com que esses acidentes são fatais – não apenas para o piloto, mas para todos os passageiros e tripulantes –, bem como resultam em grandes perdas materiais, o exame da carga mental em comandantes torna-se um tema de pesquisa relevante.
De acordo com os autores do estudo, liderados pela pesquisadora Xueli He, atualmente existem várias maneiras de mensurar a carga mental de pilotos. Os principais exemplos são as medições subjetivas e fisiológicas, assim como as técnicas de tarefa primária e de tarefa secundária.
As técnicas de tarefa primária envolvem a avaliação do desempenho de pilotos nas principais tarefas de aviação pelas quais eles são responsáveis, como comandar a aeronave, navegar e se comunicar. As técnicas de tarefa secundária, por sua vez, exigem que os pilotos realizem uma atividade adicional (menos crítica) junto às suas funções principais, como responder a sinais auditivos ou completar uma tarefa cognitiva simples, sendo que o desempenho nesse item secundário é utilizado para inferir a carga mental (quanto maior a carga, menor será o sucesso).
Os autores observam também que estudos anteriores tentaram desenvolver maneiras de prever a carga mental por meio do registro dos movimentos oculares. Ao contrário de outros métodos, essa avaliação teria duas vantagens importantes: primeiro, não exigiria a intervenção dos pilotos nas avaliações – que poderiam continuar com suas tarefas regulares enquanto um sistema automatizado monitoraria sua carga mental; segundo, permitiria um monitoramento contínuo da carga mental que cada participante apresenta.
Participantes simularam tarefas tipicamente realizadas por pilotos reais
Com o intuito de desenvolver um método para mensurar a carga mental por meio do rastreamento ocular, Xueli He e sua equipe realizaram um experimento com dez estudantes. Todos os participantes eram do sexo masculino, com idades entre 19 e 25 anos e boa visão.
Os estudantes completaram uma tarefa cognitiva equivalente a uma situação em que pilotos reais precisam operar um teclado multifuncional para atingir um objetivo específico relacionado à missão. Na simulação, a função de cada participante era pressionar uma letra no teclado correspondente a uma letra aleatória exibida na tela, tentando sempre responder o mais rápido possível – e com o máximo de atenção para garantir que suas respostas estivessem corretas.
Enquanto os participantes completavam a tarefa, seus movimentos oculares eram monitorados por um equipamento de rastreamento. Os estudantes realizaram nove testes experimentais com duração de 60 segundos cada, sendo que havia uma diferença na velocidade com que as respostas deveriam ser emitidas: no primeiro, os participantes tinham 2 segundos para esboçar reação; o tempo foi reduzido gradualmente, chegando a 600 milissegundos no 9º e último teste.
Os resultados mostraram que, à medida que o tempo de reação exigido diminuía, a taxa de respostas corretas dos participantes também caía. Enquanto a porcentagem de acertos era de 96% no primeiro teste, ela atingiu apenas 3% no teste final, mais rápido, em que havia somente 600 milissegundos para responder. Da mesma forma, as reações dos participantes se tornaram mais rápidas à medida que o tempo exigido diminuía.
Os autores do estudo observaram que os participantes sentiram uma maior pressão de tempo no 5º teste, no qual tinham 1 segundo para completar a tarefa. Nesse ponto, eles estavam trabalhando muito rapidamente, mas ainda mantinham uma taxa de precisão razoável de 72%. Após isso, quando o tempo de reação exigido diminuiu ainda mais, a precisão sofreu uma queda significativa. Já no teste seguinte, com um tempo limite de reação equivalente a 900 milissegundos, a precisão caiu para 42%.
O que os resultados indicam
Analisando as características do rastreamento ocular associadas à carga mental que os participantes apresentaram, os autores do estudo observaram mudanças significativas em cinco aspectos que poderiam ajudar a prever a carga mental: tamanho da pupila, tempo médio de fixação, frequência de fixações, frequência de sacadas oculares e velocidade média dessas sacadas.
O tamanho da pupila refere-se ao diâmetro dessa parte do olho, que pode mudar em resposta a fatores como luz, carga cognitiva e estado emocional. O tempo médio de fixação é a duração em que os olhos permanecem focados em um único ponto, indicando por quanto tempo eles mantêm a atenção visual em determinados estímulos. A frequência de fixações está ligada ao número de vezes que os olhos se fixam em diferentes pontos, enquanto a frequência de sacadas oculares remete ao número de movimentos rápidos dos olhos entre fixações. Por fim, a velocidade média das sacadas refere-se ao ritmo com que esses movimentos ocorrem.
O estudo faz uma contribuição valiosa para o desenvolvimento de uma maneira de prever a carga mental de uma pessoa a partir de certas características dos movimentos oculares. No entanto, é importante ressaltar que, embora o objetivo declarado dos pesquisadores fosse fazer essa previsão em um grupo específico – pilotos de aeronaves –, o experimento foi conduzido com estudantes que provavelmente não têm experiência em pilotagem. O treinamento é um fator importante na carga mental.
Além disso, pressionar botões em um teclado correspondentes a letras aleatórias pode não ser a melhor representação das tarefas que os pilotos de aeronaves precisam realizar em situações reais. Afinal, atividades de pilotagem são naturalmente significativas e, portanto, previsíveis de modo geral.
O artigo “The eye activity measurement of mental workload based on basic flight task” foi escrito por Xueli He, Lijing Wang, Xiaohua Gao e Yingchun Chen.
