Una nueva investigación en ciencias cognitivas de Sandia National Laboratories muestra que, si bien los mapas pueden ayudar a alguien a identificar puntos de referencia mientras es escoltado, el uso de uno también limita la conciencia situacional y el conocimiento de los alrededores que no están resaltados en el mapa.

Este hallazgo es uno de varios provenientes de un proyecto de tres años que reunió a científicos cognitivos y expertos internacionales en salvaguardias nucleares para realizar pruebas de desempeño humano y desarrollar recomendaciones que podrían ser utilizadas por la Agencia Internacional de Energía Atómica para apoyar a los inspectores de salvaguardias. El objetivo es identificar formas en que los inspectores pueden ser más precisos, eficiente y consciente de la situación en el trabajo, lo que, en última instancia, ayuda a garantizar la no proliferación nuclear.

Las pruebas se centraron en la inspección visual, tareas de orientación y transferencia de conocimientos que son importantes para los inspectores. Si bien los científicos cognitivos han estudiado estas áreas en detalle antes, la investigación existente no abordó las necesidades únicas de los inspectores de salvaguardias internacionales.

Los inspectores del OIEA visitan las instalaciones de energía nuclear para verificar que no se utilicen indebidamente. y los materiales nucleares no se desvían de usos pacíficos. Mientras está en una instalación, deben completar tareas específicas y registrar información al mismo tiempo que son conscientes de su entorno y analizan las discrepancias.

"Todos estos factores complicados lo convierten en un trabajo realmente desafiante y suponen una gran carga cognitiva para los inspectores, "dijo Zoe Gastelum, investigador de salvaguardias nucleares y líder del proyecto. "Con este proyecto, vimos que cambiar la forma en que proporcionamos información a las personas que trabajan en el campo puede ayudarlas a ser más efectivas y eficientes ".

El equipo de investigación realizó una encuesta para determinar las mayores necesidades de la comunidad de salvaguardias nucleares, y luego lo revisó para identificar las lagunas en la literatura de ciencia cognitiva.

"Gran parte del trabajo de las ciencias cognitivas se ha basado en un laboratorio y se ha basado en una gran cantidad de teorías sobre los mecanismos y procesos en la mente y el cerebro, "dijo Mallory Stites, un científico cognitivo y miembro del equipo de investigación. "A veces hay un abismo entre lo que se hace en el laboratorio y lo que se necesita para la ciencia aplicada. Nuestro objetivo era realizar un trabajo de laboratorio basado en la teoría cognitiva que pudiera aplicarse en el campo".

El equipo diseñó una serie de pruebas de desempeño humano basadas en las actividades de los inspectores, utilizando empleados de Sandia como inspectores de salvaguardias sustitutos. Para cada tarea, El equipo proporcionó información relevante de varias maneras a los participantes y observó cómo la forma en que se presentaba la información cambiaba el desempeño.

Equilibrio de precisión velocidad al buscar listas y elementos

"Si bien se han realizado muchas investigaciones sobre la búsqueda visual en la ciencia cognitiva, las cosas específicas que hacen los inspectores en el campo, que suelen comparar una lista con otra lista o con objetos físicos, no se había mirado mucho, "dijo Laura Matzen, un científico cognitivo y miembro del equipo de investigación. "Queríamos llenar ese vacío buscando diferentes formas de organizar la lista de un inspector para facilitar el trabajo".

El equipo estudió la búsqueda visual y el formato de listas. Una prueba hizo que los participantes compararan una lista con otra, al igual que un inspector compararía el inventario actual de una instalación con la lista de inventario proporcionada por el regulador nacional de salvaguardias para notar lo que ha entrado y salido. Hicieron que cada grupo participante probara una técnica diferente para organizar y comparar sus listas, como el uso de códigos de colores, ordenar numéricamente o reorganizar la lista actual para que coincida con el orden de la lista anterior tanto como sea posible.

"Descubrimos que la codificación por colores realmente ayudó, ", Dijo Matzen." Cualquier cosa que pudiéramos hacer con la lista del inspector para restringir dónde buscaban en la lista de la instalación ayudó a acelerar el proceso porque podían concentrarse en la columna o sección relevante ".

Matzen dijo que los resultados también mostraron que la reorganización de las listas para que coincidan mejor aceleró aún más el proceso de comparación. pero los participantes empezaron a perder errores sutiles, como transposiciones de números, y su precisión disminuyó.

Elija su énfasis:encontrar puntos de referencia o asimilar los detalles de su entorno

El equipo organizó experimentos en una instalación de Sandia que anteriormente se utilizaba para trabajar con materiales nucleares, pero que ya no está activa.

"La instalación tenía muchas de las mismas características visuales que ven los inspectores, ", Dijo Stites." Era grande, algo ruidoso bastante cálido y un espacio fácil para darse la vuelta ".

La meta, ella dijo, era ver cómo o si los mapas podían ayudar a los inspectores a aprender el diseño de una instalación y estar al tanto de su entorno general, particularmente mientras se les conduce en una ruta guiada.

"Cuando no tienes el control de tu propia navegación, como ser un pasajero en un carro, es muy difícil hacer un seguimiento de a dónde vas, "Dijo Stites.

A algunos participantes se les entregó un mapa para que lo estudiaran antes de ingresar a las instalaciones para realizar una visita guiada. a algunos se les permitió traer un mapa con ellos en el recorrido y otros no tuvieron tiempo con un mapa antes o durante el recorrido.

"Descubrimos que si los participantes pueden obtener un mapa de la instalación por adelantado, eso es definitivamente mejor para mejorar su capacidad para conocer su ruta, reconocer puntos de referencia y formar una vista de pájaro de la instalación, Stites dijo. Sin embargo, el equipo de inspección debería tomar una decisión basada en sus objetivos sobre si llevar o no el mapa dentro de la instalación. Si su objetivo principal es aprender el diseño, la respuesta es sí. Si el conocimiento de la situación es importante, descubrimos que es mejor que no traigan y consulten un mapa mientras están adentro ".

Tomando notas para la transferencia de conocimientos

El equipo de investigación organizó una serie de experimentos para determinar cómo la toma de notas y las fotografías pueden ayudar o impedir que los inspectores transfieran conocimientos a otros inspectores. a menudo semanas o meses después sin ninguna conversación o interacción en persona.

El equipo creó cuatro cartulinas llenas de imágenes de piezas y dispositivos anodinos de aspecto industrial.

En diferentes estudios, los participantes tuvieron 12 minutos con cada tablero y se les pidió que tomaran notas a mano, tomar fotografías con una cámara, o tomar notas escritas a mano y fotografías con una cámara.

En el primer conjunto de experimentos, la misma persona regresó dos días o seis meses después y recibió sus notas y un nuevo conjunto de tableros similares pero diferentes, y luego se les pidió que determinaran qué había cambiado con respecto al primer conjunto de tableros e imágenes.

En el segundo conjunto de experimentos, las notas de los participantes que habían visto el primer conjunto de tableros se entregaron a los nuevos participantes a los que solo se les mostró el segundo conjunto de tableros. Ellos, también, se les pidió que determinaran qué había cambiado, simulando un segundo equipo de inspección entrando con notas de un equipo anterior.

Matzen dijo que los elementos del tablero podrían haber cambiado de lugar, o su textura, el material o la orientación pueden haber cambiado, pero a los participantes no se les dijo de antemano qué tipo de cambios esperar. Los participantes también fueron libres de tomar notas con su lápiz y papel de la forma que quisieran.

"Hicimos un análisis sobre la premisa de si solo tienes lápiz y papel, ¿Cómo se aprovecha al máximo? ", dijo Matzen." Descubrimos que las personas que tenían algo escrito y algo visual en sus notas eran más capaces de detectar cambios. Intente organizar su información espacialmente, enumere todas las características importantes, escribir descripciones y dibujar siempre que sea posible, para ayudar a la próxima persona a comprender ".

Matzen dijo que los participantes que tenían cámaras eran, como era de esperar, más precisos en la detección de cambios en los objetos. pero también eran más lentos para analizar los objetos y a menudo perdían la pista de dónde se había colocado el objeto que habían fotografiado en la pizarra. Es comprensible que los participantes que usaban una cámara se sintieran más confiados en sus respuestas, pero esa confianza incluía cuando eran incorrectos. Los inspectores pueden tener una capacidad limitada para llevar una cámara a una instalación, o qué fotografías pueden tomar. Para los inspectores que pueden traer una cámara, el equipo recomienda mejorar esto anotando algunas notas sobre las fotos que está tomando:orientación, parte del edificio en el que se encontraba u otra información útil sobre la situación.

Hacer correr la voz

El equipo de investigación ha presentado artículos sobre inspección visual y toma de notas para la transferencia de conocimientos en la Conferencia Internacional sobre Interacción Hombre-Computadora, sobre pruebas del comportamiento humano en el Simposio sobre salvaguardias del OIEA y sobre la investigación de actividades de comparación de listas y la simulación de entornos de información sobre salvaguardias para las pruebas del comportamiento humano en la reunión anual del Instituto de Gestión de Materiales Nucleares. También han publicado en The European Safeguards Research &Development Association Bulletin, presentado en el simposio anual de ESARDA y publicado en Cognitive Research:Principles and Implications.

El equipo ha iniciado un proyecto relacionado de dos años para caracterizar el impacto de los errores del aprendizaje automático y los algoritmos de aprendizaje profundo en el rendimiento cognitivo humano. con el objetivo de proporcionar recomendaciones basadas en evidencia para integrar la IA con la toma de decisiones humanas en sistemas analíticos.