Laboratorio de Ingeniería Humana

El Laboratorio de Ingeniería Humana ( HEL ) fue una institución de investigación dependiente del Comando de Material del Ejército de los EE. UU. especializada en investigación del desempeño humano, ingeniería de factores humanos, robótica y tecnología de interacción humano-máquina. Ubicado en Aberdeen Proving Ground , HEL fue el laboratorio principal del Ejército para la investigación de factores humanos y ergonomía desde 1951 hasta 1992. Los investigadores de HEL estudiaron métodos para maximizar la efectividad en combate, mejorar el diseño de armas y equipos, y reducir los costos y errores operativos. ^{[ 1 ]} En 1992, HEL fue disuelto y su misión, personal e instalaciones se incorporaron al recién creado Laboratorio de Investigación del Ejército de los EE. UU. (ARL). ^{[ 2 ]}

En 1951, el Mayor General Elbert Louis Ford , Jefe de Artillería del Cuerpo de Artillería del Ejército de los EE. UU ., escribió una carta al Mayor General Edward MacMorland, Comandante General del Campo de Pruebas de Aberdeen, sobre la necesidad del Ejército de realizar investigaciones más avanzadas sobre factores humanos. ^{[ 3 ] [ 4 ]} En ella se afirmaba: «Parece oportuno proporcionar evaluaciones de ingeniería humana en nuestros diseños de ingeniería de desarrollo y en nuestras pruebas de estos diseños. Por lo tanto, se propone que ciertos servicios de ingeniería humana se incluyan en las actividades del Campo de Pruebas de Aberdeen». ^{[ 1 ]}

En diciembre de 1951, el Cuerpo de Artillería estableció el Grupo de Ingeniería Humana en el Campo de Pruebas de Aberdeen luego de estudios y encuestas que recomendaban un esfuerzo más concreto y sistematizado de integrar los factores humanos en el diseño de armas y equipos. ^{[ 1 ] [ 5 ] [ 6 ]} El grupo inicialmente constaba de siete personas y fue dirigido por su primer director, el Dr. Ben Ami Blau, quien aumentó gradualmente la fuerza laboral a alrededor de 40 personas, entre personal militar y civil. ^{[ 1 ] [ 5 ]} En 1953, el nombre del grupo se cambió oficialmente a Laboratorios de Ingeniería Humana del Cuerpo de Artillería del Ejército de los EE. UU. ^{[ 5 ]} En febrero de 1957, el Dr. John D. Weisz sucedió a Blau como director y sirvió en este cargo durante más de 35 años hasta su jubilación en 1992. ^{[ 5 ] [ 7 ]} Para entonces, la organización había acumulado un total de 257 empleados militares y civiles y obtuvo reconocimiento internacional por su investigación en el campo de los factores humanos. ^{[ 7 ]}

Durante el mandato de Weisz como director, el laboratorio experimentó varios cambios organizativos. Cuando la reorganización del Ejército entró en vigor en 1962, HEL se convirtió en un laboratorio corporativo dentro del recién creado Comando de Material del Ejército de los EE. UU. (AMC) y se hizo responsable de coordinar todas las iniciativas de ingeniería de factores humanos del Ejército. ^{[ 8 ]} Como parte de esta reorganización, el nombre del laboratorio cambió de Laboratorios de Ingeniería Humana del Cuerpo de Artillería del Ejército de los EE. UU. a Laboratorios de Ingeniería Humana del Ejército de los EE. UU. y, posteriormente, a Laboratorio de Ingeniería Humana del Ejército de los EE. UU. (HEL). ^{[ 5 ]}

A finales de la década de 1950 y principios de la de 1960, HEL brindó apoyo en ingeniería de factores humanos a varias oficinas de proyectos en Redstone Arsenal durante el desarrollo de diversos sistemas de misiles, como los sistemas Hawk , Jupiter , Pershing , Saturn y Patriot . Sin embargo, el proceso de desarrollo de especificaciones y estándares militares con el Comando de Misiles del Ejército de los EE. UU. reveló graves deficiencias en el conocimiento de HEL sobre el desempeño humano, debido principalmente a la insuficiencia de equipos y fondos. Algunos ejemplos de lagunas de datos incluían los efectos de la energía acústica en la salud y el desempeño del operador, así como el conocimiento sobre la representación simbólica de la información en las pantallas. En respuesta, HEL identificó las áreas que requerían una investigación exhaustiva e inició experimentos para subsanar específicamente esas lagunas de datos. Estas mejoras permitieron finalmente al laboratorio desarrollar la primera simulación de las consolas operativas para el sistema Patriot, así como aplicar la ingeniería de factores humanos a su diseño. ^{[ 9 ]}

En 1968, el Ejército consolidó HEL, el Laboratorio de Investigación Balística , el Laboratorio de Recubrimientos y Productos Químicos, el Laboratorio de Defensa Nuclear y la Agencia de Análisis de Sistemas de Material del Ejército para crear el Centro de Investigación y Desarrollo de Aberdeen, que se estableció oficialmente en 1969. En esta nueva estructura organizativa, cada uno de los cinco laboratorios estaba dirigido por un director técnico civil que reportaba directamente a un oficial al mando común. ^{[ 8 ] [ 10 ]} Sin embargo, el Centro duró solo hasta 1972, y HEL pronto volvió a ser un laboratorio corporativo bajo AMC. ^{[ 8 ]}

En 1975, AMC aprobó un programa piloto que convirtió los grupos de ingeniería humana de sus Comandos Subordinados Principales en destacamentos de HEL. HEL también obtuvo representantes de oficina de campo en los principales centros y escuelas del Comando de Entrenamiento y Doctrina del Ejército de los EE. UU . Cuando AMC estableció el Comando de Laboratorios del Ejército de los EE. UU. (LABCOM) en 1985, HEL fue uno de los laboratorios que se incorporaron bajo el nuevo Comando Subordinado Principal. ^{[ 8 ]} Otros elementos que se reorganizaron bajo LABCOM incluyeron el Laboratorio de Investigación Balística , los Laboratorios Harry Diamond , el Laboratorio de Tecnología de Materiales, el Laboratorio de Tecnología y Dispositivos Electrónicos , el Laboratorio de Evaluación de Vulnerabilidad , el Laboratorio de Ciencias Atmosféricas y la Oficina de Investigación del Ejército. ^{[ 11 ]}

Durante la década de 1980, HEL centró gran parte de sus recursos en la iniciativa de Integración de Personal y Recursos Humanos (MANPRINT) del Ejército. Como agencia principal del Comando de Material del Ejército (AMC) para la ingeniería de factores humanos en MANPRINT, HEL desarrolló nuevas políticas y herramientas para abordar cuestiones relacionadas con la seguridad de los sistemas, el personal, la capacitación y los riesgos para la salud en los programas de desarrollo de materiales. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

HEL se consolidó con los demás laboratorios de investigación corporativos de AMC para formar ARL en 1992. Sus operaciones se fusionaron con las funciones MANPRINT del Instituto de Investigación del Ejército de los EE. UU. para las Ciencias del Comportamiento y Sociales para crear la Dirección de Investigación Humana e Ingeniería de ARL. ^{[ 14 ]}

El Laboratorio de Ingeniería Humana fue responsable de brindar al Ejército apoyo en ingeniería de factores humanos para el diseño de vehículos de combate , aviación , defensa aérea de artillería , armas, equipos y más. ^{[ 7 ]} La ingeniería de factores humanos pone mayor énfasis en considerar las necesidades y la comodidad del operador desde las primeras etapas del diseño de armas y equipos, con el fin de reducir el tiempo de entrenamiento, la mano de obra y el error humano. Los investigadores del HEL y sus oficinas de campo realizaron pruebas de desempeño humano en el Campo de Pruebas de Aberdeen u otras instalaciones militares y posteriormente colaboraron con desarrolladores de materiales y contratistas en el proceso de adquisición de materiales para aplicar sus hallazgos en el diseño de materiales. ^{[ 15 ]} Para estas pruebas de desempeño humano, los investigadores contaron con la participación de suboficiales de las principales especialidades militares del Ejército, así como de tropas regulares de combate y soldados que habían completado el entrenamiento básico, para ayudar a evaluar el desempeño de un equipo en un entorno de campo de batalla. ^{[ 16 ]}

La investigación de HEL abarcó áreas como las siguientes: investigación acústica , comunicaciones electrónicas , control de apoyo de fuego, suministro y transferencia en zonas avanzadas, aspectos visuales humanos, aprendizaje y memoria, sistemas logísticos, operaciones militares en terrenos urbanizados, factores fisiológicos y de género, robótica , atención selectiva , investigación del estrés, integración de sistemas , adquisición de objetivos , desarrollo de vehículos de prueba , pantallas de texto y gráficas, rendimiento visual y búsqueda visual . ^{[ 17 ]}

Inicialmente, HEL contaba con tres direcciones para gestionar su investigación y responsabilidades. La Dirección de Investigación del Comportamiento gestionaba la investigación básica sobre factores humanos, estudiando sistemas desde la perspectiva del soldado. Los investigadores se centraban en factores como la visión, la audición, la resistencia, el estrés, la fuerza, la altura y el peso, y registraban sus hallazgos en una gran base de datos a la que podían acceder otras agencias de Defensa. La Dirección de Rendimiento y Conceptos de Sistemas mantenía equipos de investigación que realizaban pruebas en diversas armas y equipos. Considerando desde los niveles de ruido producidos por un arma hasta la facilidad con la que un operador podía alcanzar el pedal del freno de un vehículo, los investigadores de esta dirección evaluaban la interfaz hombre-máquina para detectar deficiencias en seguridad y eficiencia. Finalmente, la Dirección de Aplicaciones de Ingeniería Humana trabajaba directamente con instalaciones militares para garantizar que todos los proyectos tuvieran en cuenta la ingeniería de factores humanos durante el proceso de diseño. Además de ayudar en el diseño y desarrollo de tecnologías militares, los investigadores de HEL también realizaban análisis de problemas para identificar problemas de ingeniería humana cuando los soldados en el campo informaban de dificultades con el funcionamiento o el mantenimiento de un equipo. ^{[ 18 ]}

A finales de la década de 1980, HEL se reorganizó y se dividió en seis divisiones técnicas: Aviación y Defensa Aérea, Investigación del Comportamiento, Combate Cercano Ligero y Pesado, Apoyo al Servicio de Combate, Apoyo de Fuego y Adquisición de Objetivos, y Apoyo en Campo. ^{[ 1 ]}

Como parte de su misión, HEL gestionó el programa HELBAT (Human Engineering Laboratory Battalion Artillery Test), una serie de experimentos de campo diseñados para estudiar las capacidades de los batallones de artillería de campaña del Ejército. Realizado durante las pruebas de preparación operativa del Ejército, el programa HELBAT no solo permitió a HEL aislar e identificar las fuentes de error humano durante el fuego de artillería, sino que también brindó a los investigadores la oportunidad de mejorar la forma en que se realizaban las evaluaciones de artillería. Además, permitió al Ejército establecer un procedimiento sistemático y repetible para recopilar datos fiables de las operaciones de artillería a escala de batallón. ^{[ 19 ]}

En 1969, HEL lanzó HELBAT I, que tuvo lugar en Fort Hood con batallones de obuses autopropulsados ​​M109 de 155 mm de la 1.ª División Blindada . ^{[ 19 ]} Aunque el primer HELBAT se limitó al estudio del fuego sorpresa previsto, reveló que la mayor fuente de error, alrededor del 50 por ciento del error total del sistema, era la incapacidad del observador avanzado para ubicarse a sí mismo y a sus objetivos con precisión. La prueba encontró que los soldados a menudo cometían errores al estimar el alcance a largas distancias y tenían dificultades para leer la brújula de artillería M2. ^{[ 19 ] [ 20 ]} Después de HELBAT I, HEL trabajó con el Arsenal de Frankford para desarrollar un telémetro láser para el observador avanzado que no solo podía medir distancias sino también localizar objetivos usando una escala de acimut. Dos años más tarde, HEL llevó a cabo HELBAT II, ​​que vio una reducción en los errores de ubicación promedio de objetivos de 490 metros a 21 metros con el telémetro láser. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

En las siguientes pruebas HELBAT se realizaron mejoras en otros aspectos de la artillería. Durante la década de 1970, HEL llevó a cabo cinco pruebas HELBAT más, y la HELBAT VIII tuvo lugar en 1981. ^{[ 21 ]} HEL también realizó pruebas de campo similares en sistemas de blindaje, sistemas de infantería y sistemas de helicópteros durante la Prueba del Sistema de Blindaje de HEL (HELAST), la Prueba del Sistema de Infantería de HEL (HELIST) y la Prueba de Armamento de Helicópteros de HEL (HELHAT), respectivamente. ^{[ 22 ]}

El Laboratorio de Ingeniería Humana participó en el desarrollo o las pruebas de las siguientes tecnologías:

• Pantalla táctil de audio (ATD): En 1976, HEL desarrolló la primera calculadora electrónica del mundo para personas con discapacidad visual. ^{[ 23 ] [ 24 ]}
• Algoritmo de evaluación de riesgos auditivos para humanos (AHAAH) : En 1987, HEL desarrolló el primer modelo matemático del sistema auditivo humano que puede evaluar el riesgo de ruido para todo el rango de ruido impulsivo relevante para el Ejército. ^{[ 25 ]}
• Beretta 92SB : En respuesta al creciente número de mujeres que ingresaban al servicio militar en la década de 1970, HEL realizó pruebas en una amplia gama de pistolas para encontrar un reemplazo adecuado para la pistola M1911 , el arma de servicio estándar del Ejército desde 1911. ^{[ 26 ]} Los datos recopilados por los investigadores de HEL ayudaron a influir en la decisión del Ejército en 1985 de adoptar la Beretta 92SB, más ligera, como la nueva pistola de servicio designada. ^{[ 16 ] [ 27 ]}
• FIM-43 Redeye : A partir de 1958, HEL proporcionó apoyo de ingeniería de factores humanos en el desarrollo del sistema de armas antiaéreas Redeye. ^{[ 28 ]}
• Robot de manipulación de materiales de campo (FMR) : En colaboración con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología y miembros de la industria, HEL desarrolló a finales de la década de 1980 un robot semiautónomo de seis ejes capaz de levantar cargas de hasta 1800 kg a una altura de hasta 9 metros. ^{[ 29 ]} Diseñado para operaciones de carga y descarga en nodos de suministro del Ejército, el FMR fue el primero de su tipo y fue reconocido como el robot más grande y potente del mundo en ese momento. ^{[ 1 ] [ 30 ]}
• Sistema Integrado de Control de Helicópteros: Durante la década de 1970, HEL inventó un sistema de control de helicópteros que permitía al piloto volar la aeronave con una sola mano. El sistema debutó en 1976 en un helicóptero OH-58 . ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}
• M41 Walker Bulldog : A mediados de la década de 1950, HEL realizó una evaluación de factores humanos del cañón de 76 mm del tanque M41A1. ^{[ 34 ]}
• M72 LAW : A partir de 1958, HEL proporcionó apoyo de ingeniería de factores humanos dirigido a evaluar la configuración del sistema de armas, así como a abordar sus problemas de puntería y ruido. ^{[ 28 ] [ 35 ] [ 36 ]}
• MGM-18 Lacrosse : A finales de la década de 1950, HEL realizó una evaluación de factores humanos del sistema de misiles guiados superficie-superficie. ^{[ 34 ] [ 28 ]} Se realizaron un total de 75 mejoras específicas, como diseños más eficientes para conectores de cables y perillas. ^{[ 22 ]}
• MGM-29 Sergeant : A partir de 1957, HEL brindó apoyo de ingeniería de factores humanos en el desarrollo del sistema de misiles guiados de artillería SERGEANT. ^{[ 28 ]}
• MIM-23 Hawk : En 1956, Redstone Arsenal solicitó a HEL que supervisara el aspecto de ingeniería de factores humanos del desarrollo del misil. ^{[ 34 ] [ 28 ]}
• MIM-104 Patriot : A partir de mediados de la década de 1960, HEL apoyó el desarrollo del sistema Patriot de diversas maneras. Los investigadores de HEL crearon un sistema que simulaba fielmente la consola de control de combate del Patriot y diseñaron soluciones a sus problemas de interfaz hombre-máquina. Además de facilitar la reestructuración de la pantalla y los controles del sistema Patriot, el simulador también ayudó a capacitar a los operadores de la consola de defensa aérea en las pruebas del sistema. Gracias a los esfuerzos de HEL, también se realizaron otras mejoras en los factores humanos, incluyendo la designación automática de amenazas prioritarias, que redujo el tiempo de reacción del operador, una disposición mejorada de las pantallas gráficas y tabulares, y una mejor codificación y etiquetado de los controles. ^{[ 9 ]}
• Nike Zeus : A principios de la década de 1960, HEL brindó apoyo en ingeniería de factores humanos durante el desarrollo de las Nike Zeus. ^{[ 9 ]}
• PGM-19 Júpiter : A partir de 1958, HEL brindó apoyo en ingeniería de factores humanos para el desarrollo del sistema de misiles balísticos de alcance intermedio JÚPITER. Si bien la mayor parte del trabajo de diseño ya estaba completado, los esfuerzos de HEL permitieron identificar los requisitos de factores humanos en el diseño del sistema, así como posibles deficiencias de diseño. ^{[ 28 ]}

• Laboratorio de Ciencias Atmosféricas (ASL)
• Laboratorio de Investigación Balística (BRL)
• Laboratorio de Tecnología y Dispositivos Electrónicos (ETDL)
• Laboratorios Harry Diamond (HDL)
• Laboratorio de Tecnología de Materiales (MTL)
• Laboratorio de Evaluación de Vulnerabilidad (VAL)