MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
■001000017358116
■00520260202103646
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798314875131
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32092632
■035    ▼a(MiAaPQ)umichrackham006057
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a629.1
■1001  ▼aLarson,  Hannah  M.
■24510▼aExamination  of  the  Influence  of  Automated  Spacecraft  Motion  on  Operational  Decision-Making  in  Autonomous  Rendezvous  &  Docking  Maneuvers
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Michigan▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a141  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-11,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Stirling,  Leia.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Michigan,  2025.
■520    ▼aAs  space  missions  travel  beyond  lunar  orbit,  real-time  support  from  mission  control  will  decrease  due  to  larger  communication  delays.  Much  of  the  system-monitoring  and  decision-making  tasks  performed  by  mission  control  will  shift  to  the  crew,  resulting  in  a  potentially  unmanageable  workload  that  can  compromise  crew  safety  and  mission  success.  To  mitigate  this  increased  workload,  some  spacecraft  systems  can  be  automated.  However,  increasing  automated  systems  in  complex  task  performance  can  result  in  adverse  outcomes  where  the  human  operator's  workload  is  not  mitigated  by  the  automation,  but  instead  transformed  into  a  high-vigilance  monitoring  task  with  the  human  operating  as  a  fail-safe.  Highly  automated  rendezvous  and  docking  (ARD)  systems,  which  are  responsible  for  bringing  a  spacecraft  into  the  orbital  plane  of  its  docking  target  and  facilitating  the  connection  of  the  spacecraft  to  the  target,  may  encounter  this  workload-shift  phenomenon  because  the  astronaut  is  required  to  vigilantly  monitor  the  system  and  take  over  control  when  necessary.  The  cooperative  performance  between  the  automated  system  and  human  operator  must  be  better  characterized  to  inform  methods,  processes,  and  tools  that  may  mitigate  human-automation  interaction  challenges  posed  in  ARD  systems.  This  thesis  focuses  on  the  operational  decision-making  by  the  astronaut,  such  as  in  manual  takeover  decisions,  which  arise  when  the  automated  system  experiences  a  situation  outside  of  its  design  domain.  Another  operational  decision  arises  when  the  astronaut  has  to  assign  control  to  the  automation  and  focus  their  attention  on  other  tasks.  While  more  is  known  about  human  performance  in  takeover  scenarios  in  other  fields  such  as  automated  driving,  less  is  known  about  the  cognitive  decision-making  processes  leading  to  the  takeover  or  handoff  decision  by  the  human  in  space  applications.This  thesis  consists  of  two  human-subjects  studies  and  one  simulation  study  that  inform  the  characterization  of  the  cognitive  decision-making  process  of  the  human  in  operational  decision-making  in  ARD  maneuvers.  Automated  system  and  human  factors  that  influence  operational  decision-making  are  identified  and  used  to  inform  system  design  tradeoffs.  Methodologies  are  presented  that  work  toward  characterizing  the  operational  decision-making  process  of  the  human  operator  when  monitoring  an  ARD  process.  The  concept  of  automated  motion  legibility,  or  the  intent-expression  of  the  automated  system  status  to  the  human  monitor,  is  operationalized  to  understand  aspects  of  automated  system  design  that  affect  human  decision-making  in  cooperative  task  performance.  The  first  study  shows  that  a  human  monitor's  manual  takeover  decision-making  process  is  influenced  by  spacecraft  motion  plan  factors  of  initial  condition,  path  curvature,  and  spacecraft  orientation  on  the  path.  In  the  second  study,  an  additional  factor  of  the  monitor's  perspective  when  observing  the  motion  was  shown  to  influence  manual  takeover  and  automation  handoff  decision-making.  The  egocentric  perspective  provided  the  best  support  for  takeover  and  handoff  decision-making  as  measured  by  the  metrics  proposed  in  this  thesis.  Emergent  findings  when  compared  to  the  literature  emphasize  the  influence  of  automated  system  embodiment  and  decision-making  structure  on  automated  motion  legibility.  The  influential  decision-making  factors  of  spacecraft  motion  and  monitor  viewpoint  are  then  contextualized  with  relative  orbital  dynamics  in  an  ARD  docking  simulation.  Results  of  the  ARD  dynamics  simulation  illuminated  potential  design  trade-offs  between  human  decision-making  support  and  spacecraft  resource  constraints.  The  contributions  of  this  thesis  provided  data-based  and  theory-based  approaches  to  better  understanding  the  cooperative  performance  between  human  automation  interactive  systems  in  ARD,  which  are  critical  to  future  space  crew  ability  to  successfully  operate  independently  of  Earth.
■590    ▼aSchool  code:  0127.
■650  4▼aAerospace  engineering
■650  4▼aMechanical  engineering
■650  4▼aRobotics
■653    ▼aHuman-automation  interaction
■653    ▼aManual  takeover  decision-making
■653    ▼aAutomated  system  legibility
■653    ▼aAutomated  motion  monitoring
■653    ▼aOperational  decision
■690    ▼a0538
■690    ▼a0548
■690    ▼a0771
■71020▼aUniversity  of  Michigan▼bMechanical  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-11B.
■790    ▼a0127
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17358116▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서