120
[email protected] Thomas Porathe Professor interaksjonsdesign Institutt for design NTNU Trondheim Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon

Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. [email protected]. HSC Sleipner,

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Thomas PoratheProfessor interaksjonsdesignInstitutt for designNTNU Trondheim

Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart –

tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon

Page 3: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

HSC Sleipner, November 1999

Page 4: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,
Page 5: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

Sleipnerolyckan i november 1999

The identical bridge on Sleipner’s sister ship Draupner

Page 6: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,
Page 7: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Workload, contextual control levels

Page 8: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

The Yerkes–Dodson law (mice studies, 1908)

(“stress”/workload)

Page 9: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Stressors

Stress Component Effects

Page 10: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Stressors

• Selective attention (”tunnelling”)

• Working memory loss

• Preservation (confirmation bias)

• Coping

Stress Component Effects

Page 11: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Stressors

• Selective attention (”tunnelling”)

• Working memory loss

• Preservation (confirmation bias)

• Coping

Coping techniques

• Recrute ressources (”try harder”)

• Remove stressors

• Strategic adaptation (change goals)

• Do nothing

Stress Component Effects

Page 12: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Hollnagel, E & Woods, D.D. (2005). Joint Cognitive Systems: Foundations of Cognitive Systems Engineering. CRC Press

No ControlFull control

Completely deterministic performance

Levels of Control

Contextual Control Model (COCOM), Erik Hollnagel, 2005

Page 13: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Contextual Control Model (COCOM), Erik Hollnagel, 2005

No Control

Strategic Tactical Opportunistic Scrambled

Full control

Completely deterministic performance

Hollnagel, E & Woods, D.D. (2005). Joint Cognitive Systems: Foundations of Cognitive Systems Engineering. CRC Press

Levels of Control

Page 14: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Contextual Control Model (COCOM), Erik Hollnagel, 2005

Control mode Number of goals Subjectively available time

Evaluation of outcome

Selection of action

Strategic Several Abundant Elaborate Based on modes/predictions

Tactical Several (limited) Adequate Detailed Based on plans/experience

Opportunistic One or two (competing)

Just adequate Concrete Based on habits/association

Scrambled One Inadequate Rudimentary Random

Hollnagel, E & Woods, D.D. (2005). Joint Cognitive Systems: Foundations of Cognitive Systems Engineering. CRC Press

Page 15: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Mental rotations

Page 31: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Denna kartorienterig kallas Nord-upp

Page 32: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Shepard, R. N., & Metzler, J. (1971). Mental rotation of three-dimensional objects. Science, 171, 701-703.

Page 33: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Shepard, R. N., & Metzler, J. (1971). Mental rotation of three-dimensional objects. Science, 171, 701-703.

180 degrees

Page 34: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Shepard, R. N., & Metzler, J. (1971). Mental rotation of three-dimensional objects. Science, 171, 701-703.

Page 62: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Denna kartorientering kallas

Head -up

Page 66: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

Fyra perspektiv på världen

Page 67: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

Fyra perspektiv på världen

Page 95: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Denna “kartorientering” kan vi kalla

Egosentrisk

Page 96: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

James Gibson: Optical Flow

Warren, W.H. (1995). Self-motion: Visual perception and visual control. In W. Epstein & S. Rogers (Eds.) Handbook of perception and cognition: Perception of space and motion. (pp. 263-323) New York, Academic Press.

Page 97: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Warren, W.H. (1995). Self-motion: Visual perception and visual control. In W. Epstein & S. Rogers (Eds.) Handbook of perception and cognition: Perception of space and motion. (pp. 263-323) New York, Academic Press.

James Gibson: Optical Flow

Page 98: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

Egosentrisk 3D kartvy)

Porathe, 2006

Porathe, T. (2006). 3-D Nautical Charts and Safe Navigation. Dissertation: Malardalen University Press

Page 99: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Laboratory experiment in route guidance

using north-up, head-up and egocentric modes

Porathe, T. (2006). 3-D Nautical Charts and Safe Navigation. Dissertation, Västerås: Mälardalen University Press.

Page 100: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,
Page 101: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

30 participantsAge: 22 – 54, alla men

18 combat boat drivers,

6 Experienced, active bridge

crew members

6 Cadets

45 participantsAge: 16 - 63

21 women

24 men

Three studies

MDU

The University

group 2005

CTH

The Bridge

Officer group

2007

32 cadetsAge: 20 – 24, all men30 fourth year cadets from Dalian Maritime University

DMU

The Chinese

bridge officer

student group

2011

Page 102: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

Independent variables Dependent variables

Map types (Paper, North-up, Head-

up, 3-D)

Time on track

Gender Number of groundings

Age Subjective ranking of user-

friendliness

Navigational experience Score on figure rotation test

Self taxed sense of direction

Page 103: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

MDU CTH DMU MDU CTH DMU MDU CTH DMU MDU CTH DMU

Head-up map 3D mapPaper map North-up map

Page 104: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

8,2

5,8

13,9

4,2

3,1

2,0

3,6

2,5

1,9 1,7 1,6 1,8

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

20,0

Number of errors, comparisonError bars 95 % confidence level

MDU CTH DMU MDU CTH DMU MDU CTH DMU MDU CTH DMU

Head-up map 3D mapPaper map North-up map

Page 105: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Dalian Maritime UniversityChalmers University of TechnologyMälardalen University

Page 106: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Geomatics Norway AS

”Sikker kurs”2017-

Projekt

Page 108: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Sikker kurs

konseptbilde

Porathe

Page 109: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Ulsteinsvik

Ålesund

Stadlandet

Page 110: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Brukergruppen i Ulsteinvik 19 januar 2017: deltagere fra småbåtslag i Sør Sunnmøre

Page 111: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

NoGo område

Page 112: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Extraction of 3-meter curveNoGo område

Page 113: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Extraction of 3-meter curveNoGo område

Page 114: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Grunnstøtingslarm 30 sek. (konfigurerbar tid, automatisk utkobling vid lav fart)

Kurs-fart-vektor

Lengde = hastighet x tid

0,25 M (463 m) = 30 kn. x 30 sek.

Dybdekurva

Eget fartøy

Snitt trigger alarm

Konfigurerbar bredde

Page 115: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

GV9

22,4 knop

30 sek.

= 347 m

Frå vestre

Samsung

Galaxy s7

med ekstern

GPS og

Nokia 7 Plus

Mot

Boholmen på

Osneset,

Ulsteinvik

Page 116: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected] (65)

Testade funktioner v.1 maj 2017

Page 117: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected] (65)

Testade funktioner v.1 maj 2017

Page 118: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Föraren

stopper

båten

Telefonen varsler i

”avstängt” läge

Varför? Appen visar djup mindre än 3

meter som röda polygoner

1.

2.Lydalarm

GrunnVarsel

Page 119: Kognitive aspekter ved beslutninger i høy fart tunnelsyn, kartlesing og mental … · 2020. 3. 9. · tunnelsyn, kartlesing og mental rotasjon. thomas.porathe@ntnu.no. HSC Sleipner,

[email protected]

Föraren

stopper

båten

Telefonen varsler i

”avstängt” läge

Appen visar djup mindre än 3 meter som

röda polygoner

Båten går

automatiskt

ner i låg fart

GrunnVarsel