Nederlandse luchtmacht leest hersengolven van piloten om trainingen aan te scherpen

Terwijl piloten van de Koninklijke Luchtmacht trainen met vliegsimulaties, bekijkt een AI-systeem hun hersengolfpatronen. De AI analyseert de patronen, schat in hoe uitdagend de piloten het vliegwerk vinden en past de training daarop aan.

AI bestudeert de hersengolven van gevechtspiloten in opleiding terwijl ze vliegen in virtual reality (VR). Zo meet het systeem hoe moeilijk ze een taak vinden en verhoogt het de complexiteit waar nodig. Experimenten tonen aan dat piloten in opleiding dit flexibele systeem prettiger vinden dan een voorgeprogrammeerd alternatief – maar het verbetert niet per se hun vaardigheden.

Hersengolven uitlezen

Oefenen in simulatoren is goedkoper en veiliger dan trainen met echte vluchten. Voor een optimaal leerproces moeten de scenario’s continu worden aangepast, zodat de taken niet te simpel maar ook niet te moeilijk zijn.

LEES OOK

‘We kunnen de manier waarop mensen bewegen fundamenteel veranderen’

Biomechanisch ingenieur Herman van der Kooij onderzoekt hoe deze exoskeletten het menselijk lichaam kunnen ondersteunen of ontlasten.

Neurowetenschapper Evy van Weelden van het Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum en haar collega’s gebruikten een brein-computerinterface om de hersengolven van leerlingpiloten uit te lezen via elektroden op de hoofdhuid. Een AI-model analyseerde die gegevens vervolgens om te bepalen hoe moeilijk de piloten de taak vonden.

‘We werken continu aan het verbeteren van de pilotenopleiding, en hoe dat eruitziet kan heel verschillend zijn’, zegt Van Weelden. ‘Voor buitenstaanders klinkt het misschien erg sci-fi. Voor mij is het heel normaal, want ik zie gewoon meetgegevens.’

Vijf moeilijkheidsniveaus

Vijftien piloten van de Koninklijke Luchtmacht doorliepen trainingen waarbij het systeem schakelde tussen vijf moeilijkheidsniveaus. Dat gebeurde door de zichtbaarheid in de simulatie te vergroten of te verkleinen, afhankelijk van hoe uitdagend het AI-model de opdrachten inschatte.

In interviews achteraf gaf geen van de piloten aan te hebben gemerkt dat het systeem de moeilijkheidsgraad gaandeweg aanpaste. Wel gaven tien van de vijftien piloten aan dat ze de voorkeur gaven aan veranderende tests boven een voorgeprogrammeerde oefening waarbij de moeilijkheidsgraad stapsgewijs wordt opgevoerd.

Geen van de piloten liet verbetering zien in hoe goed ze taken uitvoerden binnen de adaptieve simulatie in vergelijking met de gewone simulatie. Met andere woorden, ze vonden het ‘gedachtenlezende’ systeem interessant, maar het maakte hen geen betere piloten.

Dat probleem zit mogelijk in de unieke aard van het menselijk brein, zegt Van Weelden. De onderzoekers trainden het AI-model op gegevens van een andere groep beginnende piloten en testten het daarna op de vijftien deelnemers. Maar het is algemeen bekend dat het moeilijk is om AI-modellen die hersengolven analyseren te laten werken voor iedereen. Bij zes piloten veranderde het systeem nauwelijks in moeilijkheid. Dat wijst erop dat de AI hun hersengegevens mogelijk niet goed interpreteerde.

Schrikreacties

Neurowetenschapper James Blundell van de Cranfield-universiteit in het Verenigd Koninkrijk zegt dat soortgelijke technologie wordt onderzocht voor gebruik in echte vliegtuigen, om te zorgen dat piloten de controle behouden. ‘Ze hebben onderzocht of we schrikreacties kunnen detecteren – zoals een lichte paniek – en wat het vliegtuig dan kan doen om je te kalmeren en weer te oriënteren’, zegt Blundell. ‘Stel je vliegt ondersteboven, dan kan het vliegtuig je bijvoorbeeld wijzen op de juiste houding en je de informatie geven die je nodig hebt om weer rechtop en horizontaal te vliegen.’

Deze systemen laten veelbelovende resultaten zien in geïsoleerde scenario’s, maar het is nog onzeker of dit soort technologieën die de hersenen uitlezen echt de veiligheid in vliegtuigen kunnen verbeteren. ‘Er is nog een lange weg te gaan’, zegt Blundell.