Інтелектуальний HMI для управління БПЛА: архітектура, адаптивна прозорість та імітаційне оцінювання

Abstract

У статті запропоновано концепцію інтелектуального людино-машинного інтерфейсу (Human-Machine Interface, HMI) для управління безпілотним літальним апаратом у режимах manual, shared та supervisory control. Актуальність дослідження обумовлена зростанням обсягу телеметрії, відеоданих, повідомлень бортової аналітики та ризиком когнітивного перевантаження оператора у задачах моніторингу, пошуку, інспекції й тактичного застосування БПЛА. Метою роботи є формалізація архітектури HMI, визначення показників адаптації інтерфейсу та побудова аналітичної моделі, що узгоджує ситуаційну обізнаність, точність команд, затримку керування, когнітивне навантаження й операційний ризик. Запропоновано багатошаровий HMI, який поєднує польотний контур, шар семантичної візуалізації, модуль оцінювання навантаження оператора, блок пояснення рішень автономії та менеджер режимів взаємодії. Для перевірки працездатності концепції виконано імітаційне моделювання, тому наведені графіки відображають прогнозні залежності, а не результати натурних льотних випробувань. За результатами моделювання адаптивний HMI зменшує оцінене когнітивне навантаження в середньому на 19,3 %, скорочує час реакції оператора до 0,83 с у supervisory-режимі та забезпечує відносний приріст інтегральної ефективності до 26,5 % за умов погіршення каналу зв’язку. Отримані результати можуть бути використані під час розроблення наземних станцій керування, інтерфейсів планування місії та адаптивних засобів підтримки оператора.