Consciência Situacional

Consciência situacional ou consciência da situação, frequentemente abreviada como CS, é a compreensão de um ambiente, dos seus elementos e de como este muda em relação ao tempo ou a outros fatores. É também definida como a percepção dos elementos no ambiente considerando o tempo e o espaço, a compreensão do seu significado e a projeção do seu estado no futuro próximo.^[1] Trata-se ainda de uma consciência adaptativa, externamente dirigida, focada na aquisição de conhecimento sobre um ambiente de tarefa dinâmico e na ação dirigida dentro desse ambiente.^[2]

A consciência situacional é reconhecida como uma base essencial para a tomada de decisões bem-sucedida em muitas situações, incluindo aquelas que envolvem a proteção da vida humana e da propriedade, como a aplicação da lei, a aviação, o controle de tráfego aéreo, a navegação marítima,^[3] a assistência médica,^[4] a resposta a emergências, as operações militares de comando e controle, os operadores de sistemas de transmissão [en], a autodefesa^[5] e a gestão de plataformas petrolíferas e centrais nucleares.^[6]

A consciência situacional inadequada tem sido identificada como um dos principais fatores causais em acidentes atribuídos a erro humano.^{[7][8][9][10]} De acordo com a teoria da consciência situacional de Endsley, quando alguém se depara com uma situação perigosa, essa pessoa precisa de um processo de tomada de decisão apropriado e preciso que inclua o reconhecimento e a correspondência de padrões, a formação de estruturas sofisticadas e o conhecimento fundamental que auxiliam a tomada da decisão correta.^[11]

A definição formal da consciência situacional é frequentemente descrita como três níveis ascendentes:

1. Percepção dos elementos no ambiente;
2. Compreensão ou entendimento da situação;
3. Projeção do estado futuro.^[12]

As pessoas com os níveis mais elevados de consciência situacional não só percebem a informação relevante para os seus objetivos e decisões, mas também são capazes de integrar essa informação para compreender o seu significado ou importância, e de projetar cenários prováveis ou possíveis no futuro. Estes níveis mais elevados de consciência situacional são fundamentais para a tomada de decisão proativa em ambientes exigentes.

Três aspectos da consciência situacional têm estado no foco da pesquisa: estados de consciência situacional, sistemas de consciência situacional e processos de consciência situacional. Os estados de consciência situacional referem-se ao nível real de consciência que as pessoas possuem da situação. Sistemas de consciência situacional referem-se a tecnologias desenvolvidas para apoiar a consciência situacional em muitos contextos. Processos de consciência situacional referem-se à atualização dos estados de consciência situacional e ao que guia a sua mudança momento a momento.^[13]

Embora o termo em si seja relativamente recente, o conceito tem raízes na história da teoria militar, sendo reconhecível, por exemplo, em A Arte da Guerra, de Sun Tzu.^[14] O termo pode ser rastreado até à Primeira Guerra Mundial, onde foi reconhecido como uma habilidade crucial para as tripulações de aeronaves militares.^[15]

Há evidências de que o termo consciência situacional foi usado pela primeira vez na Douglas Aircraft Company durante pesquisas em engenharia de fatores humanos, ao desenvolver telas de situação vertical e horizontal e avaliar o posicionamento de controles digitais para a próxima geração de aeronaves comerciais. Programas de pesquisa em interações humano-computador em tripulações de voo^[16] e medições de carga mental^[17] se basearam no conceito de medição de consciência a partir de uma série de experimentos que mediam a consciência de contingência durante a aprendizagem,^[18][19] e mais tarde estendidos à carga mental e fadiga.^[20]

A consciência situacional aparece na literatura técnica desde 1983, ao descrever os benefícios de um protótipo de tela de navegação sensível ao toque.^[21] Durante o início dos anos 1980, foram desenvolvidos painéis integrados de "situação vertical" e "situação horizontal" para aeronaves comerciais, substituindo múltiplos instrumentos eletromecânicos. Os painéis integrados de situação combinaram informações de vários instrumentos, permitindo acesso mais eficiente a parâmetros críticos de voo, melhorando assim a consciência situacional e reduzindo a carga de trabalho do piloto.

O termo foi definido formalmente pela primeira vez por Endsley em 1988.^[22] Antes de ser amplamente adotado por cientistas de fatores humanos nos anos 1990, diz-se que o termo foi usado por tripulações de caça da Força Aérea dos Estados Unidos (USAF) que regressavam da guerra na Coreia e no Vietnã.^[23] Elas identificavam ter uma boa consciência situacional como o fator decisivo em combates aéreos: o "fator ás".^[24] A sobrevivência num dogfight era tipicamente uma questão de observar o movimento atual do oponente e antecipar o seu próximo movimento uma fração de segundo antes que ele pudesse fazer o mesmo.

Pilotos da USAF também passaram a equiparar a consciência situacional às fases "observar" e "orientar" do famoso ciclo observar-orientar-decidir-agir (ciclo OODA [en]), ou ciclo Boyd, descrito pelo teórico de guerra da USAF John Boyd. Em combate, a estratégia vencedora é "entrar" no ciclo OODA do oponente, não só tomando decisões próprias mais rapidamente, mas também tendo melhor consciência situacional do que o oponente, e até mudando a situação de formas que o oponente não consiga monitorizar ou compreender. Perder a própria consciência situacional, em contraste, equivale a estar "fora do ciclo".

Claramente, a consciência situacional tem aplicações de longo alcance, pois é necessária para que indivíduos e equipes funcionem de forma eficaz no seu ambiente. Assim, a consciência situacional foi além do campo da aviação para trabalhos e pesquisas realizadas em uma ampla variedade de contextos. A consciência situacional é estudada em áreas tão diversas como o controle de tráfego aéreo, a operação de centrais nucleares, a resposta a emergências, operações marítimas, espaço, perfuração de petróleo e gás, operação de veículos e assistência à saúde (por exemplo, anestesiologia e enfermagem).^{[25][26][27][28][29][30][31]}

O modelo mais citado e aceito de CS foi desenvolvido pela Dr.ª Mica Endsley [en],^[25] que se revelou amplamente apoiado por resultados de pesquisa.^[34] Após sua publicação, recebeu 50% mais citações do que qualquer outro artigo na revista Human Factors [en], em comparação com outros artigos publicados no período de 30 anos analisado pela revista.^[35]

Ele descreve os processos e mecanismos cognitivos usados pelas pessoas para avaliar situações e desenvolver CS, bem como os fatores de tarefa e ambientais que também afetam a sua capacidade de obter CS. Descreve em detalhe os três níveis de formação de CS: percepção, compreensão e projeção.

• Percepção (Nível 1 CS): O primeiro passo para alcançar CS é perceber o estado, atributos e dinâmicas dos elementos relevantes no ambiente. Assim, o Nível 1 CS, o nível mais básico de CS, envolve os processos de monitorização, detecção de sinais e reconhecimento simples, que levam a uma consciência de múltiplos elementos situacionais (objetos, eventos, pessoas, sistemas, fatores ambientais) e dos seus estados atuais (localizações, condições, modos, ações).
• Compreensão (Nível 2 CS): O passo seguinte na formação de CS envolve uma síntese dos elementos desconexos do Nível 1 CS através dos processos de reconhecimento de padrões, interpretação e avaliação. O Nível 2 CS requer a integração desta informação para compreender como afetará os objetivos e metas do indivíduo. Isto inclui desenvolver uma imagem abrangente do mundo, ou daquela porção do mundo relevante para o indivíduo.
• Projeção (Nível 3 CS): O terceiro e mais alto nível de CS envolve a capacidade de projetar as ações futuras dos elementos no ambiente. O Nível 3 CS é alcançado através do conhecimento do estado e dinâmicas dos elementos e da compreensão da situação (Níveis 1 e 2 CS), e depois extrapolando esta informação para o futuro para determinar como afetará estados futuros do ambiente operacional.

O modelo de Endsley mostra como a CS "fornece a base primária para a tomada de decisão subsequente e o desempenho na operação de sistemas complexos e dinâmicos".^[36] Embora sozinha não garanta uma tomada de decisão bem-sucedida, a CS apoia os processos de coleta necessários (por exemplo, reconhecimento de sinais, avaliação da situação, previsão) sobre os quais se baseiam boas decisões.^[37]

A CS também envolve um componente temporal e espacial. O tempo é um conceito importante na CS, pois a CS é uma construção dinâmica, mudando a um ritmo ditado pelas ações dos indivíduos, características da tarefa e ambiente circundante. À medida que novos dados entram no sistema, o indivíduo incorpora-as na sua representação mental, fazendo alterações conforme necessário em planos e ações para alcançar os objetivos desejados.

A CS também envolve conhecimento espacial sobre as atividades e eventos que ocorrem numa localização específica de interesse para o indivíduo. Assim, o conceito de CS inclui percepção, compreensão e projeção de informação situacional, bem como componentes temporais e espaciais.

O modelo de Endsley ilustra muitas variáveis que podem influenciar o desenvolvimento e manutenção da CS, incluindo fatores individuais, de tarefa e ambientais.

Em resumo, o modelo consiste em vários fatores chave que descrevem os processos cognitivos envolvidos na CS:^[38]

• Percepção, compreensão e projeção como três níveis de CS;
• O papel dos objetivos e do processamento guiado por objetivos na direção da atenção e interpretação da significância da informação percebida;
• O papel da saliência da informação em "captar" a atenção de forma guiada por dados, e a importância de alternar entre processos guiados por objetivos e guiados por dados;
• O papel das expetativas (alimentadas pelo modelo atual da situação e por memórias de longo prazo) ao guiar a atenção e a interpretação da informação;
• As fortes demandas sobre a memória de trabalho limitada restringindo a CS para novatos e para aqueles em situações novas, contra as enormes vantagens dos modelos mentais e da correspondência de padrões a esquemas prototípicos que contornam em grande parte estes limites;
• O uso de modelos mentais para fornecer um meio de integrar diferentes bits de informação e compreender o seu significado (relevante para os objetivos) e permitir que as pessoas façam projeções úteis de eventos e estados futuros prováveis,
• Correspondência de padrões a esquemas — estados prototípicos do modelo mental — que fornece recuperação rápida de compreensão e projeção relevantes para a situação reconhecida e, em muitos casos, recuperação em um único passo de ações apropriadas para a situação.

O modelo também aponta para várias características da tarefa e do ambiente que afetam a CS:

• A capacidade do sistema e da interface do utilizador para transmitir informação importante à pessoa de forma fácil de integrar e processar;
• Tanto a alta carga de trabalho como o estresse podem afetar negativamente a CS. A sobrecarga de informação é um problema em muitas situações;
• A subcarga (condições de vigilância [en]) também pode afetar negativamente a CS;
• A complexidade dos sistemas e situações em que uma pessoa se encontra pode afetar negativamente a CS, tornando difícil formar modelos mentais precisos;
• A automação é um fator importante que reduz a consciência situacional em muitos ambientes (por exemplo, aviação, condução, operações de energia). Veja problemas de desempenho fora do ciclo [en]. Isto deve-se ao fato de criar situações em que as pessoas são forçadas a tornarem-se monitoras, nas quais são fracas (devido a problemas de vigilância), à pouca transparência frequente do sistema com informação necessária não fornecida, e a uma redução geral no nível de engajamento cognitivo das pessoas com sistemas automatizados.^[39]

A experiência e o treino têm um impacto significativo na capacidade das pessoas de desenvolver CS, devido ao sua influência no desenvolvimento de modelos mentais que reduzem as demandas de processamento e ajudam as pessoas a priorizar melhor os seus objetivos.^[40] Além disso, foi constatado que os indivíduos variam na sua capacidade de adquirir CS; assim, simplesmente fornecer o mesmo sistema e treino não garante CS semelhante em diferentes indivíduos. A pesquisa mostrou que há vários fatores que tornam algumas pessoas melhores em CS do que outras, incluindo diferenças em capacidades espaciais e habilidades multitarefa.^[41]

As críticas à construção da CS e ao modelo são geralmente vistas como infundadas ou resolvidas.^[42][43][44] O modelo de Endsley é muito detalhado ao descrever os processos cognitivos exatos envolvidos na CS. Uma revisão narrativa da literatura sobre CS, desempenho e outros construtos da ergonomia afirma que a CS "... é valiosa para compreender e prever o desempenho humano-sistema em sistemas complexos".^[42]

No entanto, há várias críticas à CS propriamente dita. Uma crítica é o perigo de circularidade com a CS: "Como se sabe que a CS foi perdida? Porque o humano respondeu de forma inadequada. Por que o humano respondeu de forma inadequada? Porque a CS foi perdida".^[45] Baseando-se na preocupação com a circularidade, outros consideraram a CS um modelo "popular" por ser excessivamente generalizada e imune ao falseamento.^[46][47] Uma resposta a estas críticas argumenta que as medidas de CS são "... falseáveis em termos da sua utilidade de previsão".^[42]

Uma revisão recente e uma meta-análise de medidas de CS mostrou que elas estavam altamente correlacionadas ou eram preditivas do desempenho, o que inicialmente parece fornecer forte evidência quantitativa refutando críticas à CS.^[44] No entanto, os critérios de inclusão nesta meta-análise^[44] foram limitados a correlações positivas que atingiam níveis desejáveis de significância estatística.^[48] Ou seja, resultados mais desejáveis que apoiavam a hipótese foram incluídos, enquanto resultados menos desejáveis, contradizendo a hipótese, foram excluídos. A justificação foi que "Nem todas as medidas de CS são relevantes para o desempenho".^[44] Isto é um exemplo de análise circular [en]ou double-dipping,^[49] onde o conjunto de dados analisado é selecionado com base no resultado da análise do mesmo conjunto de dados.

Como apenas efeitos mais desejáveis foram incluídos, os resultados desta meta-análise foram predeterminados: medidas preditivas de CS eram preditivas.^[48] Além disso, houve estimativas inflacionadas de tamanhos de efeito médio em comparação com uma análise que não selecionou resultados usando significância estatística.^[48] Determinar a relevância da CS com base na desejabilidade dos resultados e analisar apenas resultados favoráveis é uma conceitualização circular da CS e revive preocupações sobre a falseabilidade da CS.^[48]

Vários processos cognitivos relacionados à consciência situacional são brevemente descritos nesta seção. A matriz abaixo tenta ilustrar a relação entre alguns destes conceitos.^[50] Nota-se que consciência situacional e avaliação situacional são mais comumente discutidos na fusão de informações em domínios complexos como aviação e operações militares e relacionam-se mais com a conquista de objetivos táticos imediatos.^[51][52][53] Sensemaking e atingir compreensão são mais comumente encontrados na literatura de indústria e psicologia organizacional e frequentemente relacionam-se com a conquista de objetivos estratégicos de longo prazo.

Há também mediadores biológicos da consciência situacional, nomeadamente hormônios como a testosterona, e neurotransmissores como a dopamina e a norepinefrina.^[54]

A consciência situacional é por vezes confundida com o termo "compreensão situacional". No contexto de aplicações de comando e controle militar, a compreensão situacional refere-se ao "produto da aplicação de análise e julgamento à consciência situacional da unidade para determinar as relações dos fatores presentes e formar conclusões lógicas acerca de ameaças à força ou ao cumprimento da missão, oportunidades para o cumprimento da missão e lacunas de informação".^[55] A compreensão situacional é o mesmo que o Nível 2 CS no modelo de Endsley — a compreensão do significado da informação à medida que é integrada entre si e em termos dos objetivos do indivíduo. É o "e então?" dos dados percebidos.

Em resumo, consciência situacional é vista como "um estado de conhecimento", e avaliação situacional como "os processos" usados para alcançar este conhecimento. Endsley argumenta que "é importante distinguir o termo consciência situacional, como um estado de conhecimento, dos processos usados para alcançar esse estado.^[1] Estes processos, que podem variar amplamente entre indivíduos e contextos, serão referidos como avaliação situacional ou o processo de alcançar, adquirir ou manter CS". Nota-se que a CS não é só produzida pelos processos de avaliação situacional, também dirige esses mesmos processos de forma recorrente. Por exemplo, a consciência atual pode determinar a que se presta atenção a seguir e como se interpreta a informação percebida.^[56]

Possuir modelos mentais precisos são um dos pré-requisitos para se alcançar CS.^[22][57][58] Um modelo mental pode ser descrito como um conjunto de estruturas de conhecimento bem definidas, altamente organizadas mas dinâmicas, desenvolvidas ao longo do tempo a partir da experiência.^[59][60] O volume de dados disponíveis inerente a ambientes operacionais complexos pode sobrecarregar a capacidade de decisores novatos para atender, processar e integrar esta informação de forma eficiente, resultando em sobrecarga informacional [en] e impactando negativamente a sua CS.^[61] Em contraste, decisores experientes avaliam e interpretam a situação atual (Nível 1 e 2 CS) e selecionam uma ação apropriada com base em padrões conceituais armazenados na sua memória de longo prazo como "modelos mentais".^[62][63] Sinais no ambiente ativam estes modelos, que por sua vez guiam o processo de tomada de decisão.

Klein, Moon e Hoffman distinguem entre consciência situacional e sensemaking [en] da seguinte forma:

...a consciência situacional diz respeito ao estado de conhecimento alcançado — quer conhecimento de elementos de dados atuais, ou inferências tiradas destes dados, ou previsões que podem ser feitas usando estas inferências. Em contraste, o sensemaking é sobre o processo de alcançar estes tipos de resultados, as estratégias e as barreiras encontradas.^[64]

Em resumo, o sensemaking é visto mais como "um esforço motivado e contínuo para compreender conexões (que podem ser entre pessoas, lugares e eventos) de forma a antecipar as suas trajetórias e agir eficazmente",^[65] em vez do estado de conhecimento subjacente à consciência situacional. Endsley aponta que, como um processo de esforço, o sensemaking, na verdade, considera apenas um subconjunto dos processos utilizados para manter a consciência situacional.^[43][66] Na vasta maioria dos casos, a CS é instantânea e sem esforço, procedendo do reconhecimento de padrões [en] de fatores chave no ambiente: "A velocidade das operações em atividades como esportes, direção, voo e controle de tráfego aéreo praticamente proíbe tal deliberação consciente na maioria dos casos, reservando-a para as exceções". Endsley também aponta que o sensemaking é focado no passado, formando explicações para eventos passados, enquanto a consciência situacional é tipicamente focada no futuro, projetando o que é provável de acontecer para informar processos de tomada de decisão eficazes.^[43][66]

Em muitos sistemas e organizações, as pessoas trabalham não só como indivíduos, mas como membros de uma equipe. Assim, é necessário considerar a CS não só dos membros individuais da equipe, mas também da equipe como um todo. Para começar a compreender o que é necessário para a CS dentro de equipes, é primeiro necessário definir claramente o que constitui uma equipe. Uma equipe não é apenas qualquer grupo de indivíduos, mas possuem algumas características definidoras. Uma equipe é definida como:

um conjunto distinguível de duas ou mais pessoas que interagem de forma dinâmica, interdependente e adaptativa rumo a um objetivo/missão comum e valorizado, a quem foram atribuídas funções ou papéis específicos a desempenhar, e que têm uma duração limitada de adesão.^[67]

A CS de equipe é definida como "o grau em que cada membro da equipe possui a CS necessária para as suas responsabilidades".^[38] O sucesso ou fracasso de uma equipe depende do sucesso ou fracasso de cada um dos seus membros. Se qualquer membro tiver CS baixa, pode levar a um erro crítico no desempenho capaz de minar o sucesso de toda a equipe. Por esta definição, cada membro da equipe precisa de ter um alto nível de CS nos fatores relevantes para o seu trabalho. Não é suficiente que um membro esteja consciente de informação crítica se outro que precisa dessa informação não estiver consciente. Portanto, os membros da equipe precisam de ser bem-sucedidos na comunicação de informação entre si (incluindo como interpretam ou projetam mudanças na situação para formar CS de nível 2 e 3) ou em cada um ser capaz de obter independentemente a informação que necessita.

Numa equipe, cada membro tem um subobjetivo pertinente ao seu papel específico que contribui para o objetivo geral. Associado ao subobjetivo de cada membro está um conjunto de elementos de CS sobre os quais ele/ela está preocupado. Como os membros de uma equipa são essencialmente interdependentes no cumprimento do objetivo geral da equipa, haverá alguma sobreposição entre o subobjetivo de cada membro e os seus requisitos de CS. Este subconjunto de informação constitui grande parte da coordenação da equipe. Essa coordenação pode ocorrer como uma troca verbal, uma exibição duplicada de informação ou por outros meios.^[68]

A consciência situacional partilhada pode ser definida como "o grau em que os membros da equipe possuem a mesma CS nos requisitos de CS compartilhados".^[69][70] Como implícito nesta definição, há requisitos de informação relevantes para múltiplos membros da equipa. Uma parte importante do trabalho em equipe envolve a área onde estes requisitos de CS se sobrepõem — os requisitos de CS compartilhados que existem como função da interdependência essencial dos membros da equipe. Numa equipe que funciona mal, dois ou mais membros podem ter avaliações diferentes destes requisitos de CS compartilhados e assim comportar-se de forma não coordenada ou até contraprodutiva. No entanto, numa equipe que funciona bem, cada membro partilha uma compreensão comum do que está acontecendo nos elementos de CS que são comuns — a CS compartilhada. Assim, a CS compartilhada refere-se ao grau em que as pessoas têm uma compreensão comum da informação que está na sobreposição dos requisitos de CS dos membros da equipa. Nem toda a informação precisa de ser compartilhada. Claramente, cada membro da equipa está consciente de muito do que não é pertinente para os outros na equipe. Partilhar todos os detalhes do trabalho de cada pessoa criaria sobrecarga de informação e tornaria difícil a filtragem para obter a informação necessária.^[71][72] Apenas a informação relevante para os requisitos de CS de cada membro da equipe precisa de ser compartilhada.

A consciência situacional da equipe como um todo é, portanto, dependente de um alto nível de CS entre membros individuais para os aspectos da situação necessários ao seu trabalho e um alto nível de CS compartilhada entre membros da equipa, fornecendo uma imagem operacional comum precisa daqueles aspectos da situação comuns às necessidades de cada membro.^[73] Endsley e Jones^[57][73] descrevem o modelo de consciência situacional de equipe como um meio de conceitualizar como as equipes desenvolvem altos níveis de CS compartilhada entre membros. Cada um destes quatro fatores — requisitos, dispositivos, mecanismos e processos — atua para ajudar a construir CS de equipe e compartilhada.

1. Requisitos de CS de equipe – o grau em que os membros da equipe sabem qual informação precisa de ser compartilhada, incluindo as suas avaliações e projeções de nível mais alto (que geralmente não estão disponíveis de outra forma para os colegas), e informação sobre o estado da tarefa e capacidades atuais dos membros da equipe.
2. Dispositivos de CS de equipe – os dispositivos disponíveis para partilhar esta informação, que podem incluir comunicação direta (verbal e não verbal), monitores partilhados (por exemplo, painéis visuais ou de áudio, ou dispositivos táteis) ou um ambiente compartilhado. Como a comunicação não verbal, gestos e exibição de artefatos locais, e um ambiente partilhado geralmente não estão disponíveis em equipes distribuídas, isto coloca muito mais ênfase na comunicação verbal e tecnologias de comunicação para criar painéis de informação partilhados.
3. Mecanismos de CS de equipe – o grau em que os membros da equipe possuem mecanismos, como modelos mentais compartilhados, que suportam a sua capacidade de interpretar informações da mesma forma e fazer projeções precisas quanto às ações uns dos outros. A posse de modelos mentais compartilhados pode facilitar grandemente a comunicação e a coordenação em contextos de equipe.
4. Processos de CS de equipe – o grau em que os membros da equipe se envolvem em processos efetivos para partilhar informações de CS, que podem incluir uma norma do grupo em questionar suposições, verificar uns aos outros quanto a informações ou percepções conflituosas, estabelecer coordenação e priorização de tarefas, e estabelecer um planejamento de contingência, entre outros processos.

Embora o conceito de CS tenha sido amplamente investigado, a natureza multivariada da CS representa um desafio considerável à sua quantificação e medição.^[a] Em geral, as técnicas variam em termos de medição direta de CS (por exemplo, sondagens objetivas em tempo real ou questionários subjetivos que avaliam a CS percebida) ou métodos que inferem a CS com base no comportamento ou no desempenho do operador. As medidas diretas são tipicamente consideradas "orientadas para o produto" na medida em que estas técnicas avaliam um resultado de CS. As medidas inferidas, por sua vez, são consideradas "orientadas para o processo", focando nos processos ou mecanismos subjacentes necessários para alcançar CS.^[74] Estas abordagens de medição de CS são descritas a seguir.

As medidas objetivas avaliam diretamente a CS comparando as percepções de um indivíduo da situação ou ambiente com alguma "verdade de referência" da realidade. Especificamente, as medidas objetivas recolhem dados do indivíduo sobre as suas percepções da situação e as comparam com o que está realmente acontecendo para determinar a precisão da sua CS num dado momento. Assim, este tipo de avaliação fornece uma medida direta de CS e não requer que operadores ou observadores façam julgamentos sobre conhecimento situacional com base em informação incompleta. As medidas objetivas podem ser recolhidas de três formas: em tempo real enquanto a tarefa é executada (por exemplo, "sondagens em tempo real" apresentadas como questões abertas embutidas em comunicações verbais durante a tarefa^[75]), durante uma interrupção no desempenho da tarefa (por exemplo, técnica de avaliação global de consciência situacional (SAGAT),^[32] ou o teste de tolerância ao estresse e consciência situacional WOMBAT usado principalmente em aviação desde o final dos anos 1980 e frequentemente chamado HUPEX na Europa), ou um pós-teste após a conclusão da tarefa.

As medidas subjetivas avaliam diretamente a CS pedindo aos indivíduos que avaliem a sua própria CS ou a CS observada de indivíduos numa escala fixa (por exemplo, questionário de consciência situacional do participante;^[76] a técnica de avaliação de consciência situacional^[77]). As medidas subjetivas de CS são atrativas por serem relativamente diretas e fáceis de administrar. No entanto, devem ser notadas várias limitações. Os indivíduos que fazem avaliações subjetivas da sua própria CS frequentemente não estão conscientes da informação que não sabem (os "desconhecidos desconhecidos [en]"). As medidas subjetivas também tendem a ser de caráter global e, como tal, não exploram plenamente a natureza multivariada da CS para fornecer os diagnósticos detalhados disponíveis com medidas objetivas. No entanto, as autoavaliações podem ser úteis na medida em que podem fornecer uma medida do grau de confiança dos operadores em sua CS e no seu próprio desempenho. Medir como a CS é percebida pelo operador pode fornecer informação tão importante como a CS real do operador, pois erros na qualidade percebida de CS (excesso ou falta de confiança na CS) podem ter um efeito tão prejudicial na tomada de decisão de um indivíduo ou equipe como erros na sua CS real.^[78]

Estimativas subjetivas da CS de um indivíduo também podem ser feitas por observadores experientes (por exemplo, pares, comandantes ou peritos externos treinados). Estas avaliações de observadores podem ser um pouco superiores às autoavaliações de CS porque mais informação sobre o verdadeiro estado do ambiente está geralmente disponível para o observador do que para o operador, que pode estar focado no desempenho da tarefa (ou seja, observadores treinados podem ter conhecimento mais completo da situação). No entanto, os observadores têm apenas conhecimento limitado sobre o conceito da situação do operador e não podem ter uma visão completa do estado mental do indivíduo avaliado. Assim, os observadores são forçados a depender mais das ações observáveis e verbalizações dos operadores para inferir o seu nível de CS. Neste caso, tais ações e verbalizações são melhor avaliadas usando medidas de desempenho e comportamentais de CS, como descrito a seguir.

As medidas de desempenho inferem CS a partir do resultado final (ou seja, resultados de desempenho da tarefa), com base na suposição de que um melhor desempenho indica uma CS melhor. Métricas comuns de desempenho incluem quantidade de produção ou nível de produtividade, tempo para realizar a tarefa ou responder a um evento, e a precisão da resposta ou, inversamente, o número de erros cometidos. A principal vantagem das medidas de desempenho é que estas podem ser obtidas objetivamente e sem interromper a execução da tarefa. No entanto, embora exista evidência sugerindo uma relação positiva entre CS e desempenho, esta conexão é probabilística e nem sempre direta e inequívoca.^[25] Por outras palavras, boa CS nem sempre leva a bom desempenho e CS baixa nem sempre leva a desempenho ruim.^[79] Assim, as medidas de desempenho devem ser usadas em conjunto com outras medidas de CS que avaliam diretamente este conceito.

As medidas comportamentais também inferem CS das ações que os indivíduos escolhem tomar, com base na suposição de que boas ações seguirão boa CS e vice-versa. As medidas comportamentais dependem principalmente de avaliações de observadores e são, assim, relativamente subjetivas. Para superar esta limitação, os observadores podem ser solicitados a avaliar o grau em que os indivíduos estão realizando ações e exibindo comportamentos que se espera que promovam a conquista de níveis mais altos de CS.^[b] Esta abordagem remove alguma da subjetividade associada a fazer julgamentos sobre o estado interno de conhecimento de um indivíduo, permitindo-lhes fazer julgamentos sobre indicadores de CS mais prontamente observáveis.

Os índices de processo examinam como os indivíduos processam informação no seu ambiente, como analisando padrões de comunicação entre membros da equipe ou usando dispositivos de rastreamento ocular. A comunicação em equipe (particularmente a comunicação verbal) apoia a construção de conhecimento e o processamento de informações que leva à construção de CS.^[57] Assim, como a CS pode ser distribuída via comunicação, técnicas computacionais linguísticas e de aprendizagem de máquina podem ser combinadas com técnicas analíticas de linguagem natural (por exemplo, análise semântica latente [en]) para criar modelos que se baseiem nas expressões verbais da equipe para prever sua CS e o desempenho da tarefa.^[81][82] Embora exista evidência que apoie a utilidade da análise de comunicação para prever a CS de equipe,^[83] restrições de tempo e limitações tecnológicas (por exemplo, custo e disponibilidade de sistemas de gravação de fala e software de transcrição fala-texto) podem tornar esta abordagem menos prática e viável em operações de ritmo intenso e com pressão do tempo.

As medidas psicofisiológicas também servem como índices de processo de CS do operador, fornecendo uma avaliação da relação entre desempenho humano e uma mudança corrigida na fisiologia do operador.^[84] Em outras palavras, a atividade cognitiva está associada a mudanças nos estados fisiológicos do operador. Por exemplo, o estado funcional geral do operador (como avaliado usando medidas psicofisiológicas, como dados de eletroencefalografia, piscadelas e atividade cardíaca) pode fornecer uma indicação de se o operador está fatigado pelo sono num extremo do contínuo, ou sobrecarregado mentalmente no outro extremo.^[85] Outras medidas psicofisiológicas, como potenciais de eventos relacionados, dessincronização de eventos relacionados, frequência cardíaca transitória e atividade eletrodérmica [en], podem ser úteis para avaliar a percepção do operador de sinais ambientais críticos, ou seja, determinar se o operador detectou e percebeu um estímulo relevante para a tarefa.^[85] Além disso, também é possível usar medidas psicofisiológicas para monitorizar as expetativas ambientais dos operadores, ou seja, as suas respostas fisiológicas a eventos futuros, como medida do seu nível atual de CS.^[85]

A natureza multivariada da CS complica significativamente a sua quantificação e medição, pois é possível que uma métrica capte apenas um aspecto da CS do operador. Além disso, estudos mostraram que diferentes tipos de medidas de CS nem sempre se correlacionam fortemente entre si.^[c] Assim, em vez de depender de uma única abordagem ou métrica, a medição válida e confiável de CS deve utilizar uma bateria de medidas distintas mas relacionadas e que se complementem.^[86] Tal abordagem multifacetada à medição de CS soma as forças de cada medida enquanto minimiza as limitações inerentes a cada uma.

A consciência situacional é limitada pelo estímulo sensorial e pela atenção disponível, pelo conhecimento e experiência do indivíduo, e pela sua capacidade de analisar a informação disponível de forma eficaz. A atenção é um recurso limitado e pode ser reduzida por distrações e pela carga de trabalho. A compreensão da situação e a projeção do estado futuro dependem fortemente de conhecimento relevante, compreensão e experiência em ambientes semelhantes. A CS de equipe é menos limitada por estes fatores, pois há uma base mais ampla de conhecimento e experiência, mas é limitada pela eficácia da comunicação dentro da equipe.^[87]

Seguindo o paradigma de Endsley e com o modelo de gestão de recursos cognitivos^[88] com técnicas de neurofeedback, a pedagoga espanhola María Gabriela López García (2010) implementou e desenvolveu um novo padrão de treino de CS.^[89] A primeira organização a implementar este novo padrão de design de López García é a Força Aérea Espanhola. Ela treinou pilotos de caça EF-18 e bombeiros da Canadair.^[90]

Este treino de consciência situacional visa evitar a perda de CS e fornecer aos pilotos recursos cognitivos para sempre operarem abaixo da carga de trabalho máxima que podem suportar. Isto proporciona não só uma menor probabilidade de incidentes e acidentes por fatores humanos, mas as horas de operação atingem sua eficiência ótima, estendendo a vida operacional de sistemas e operadores.

No treinamento de primeiros socorros fornecido pela Cruz Vermelha dos Estados Unidos [en], a necessidade de estar consciente da situação na área de influência ao aproximar-se de um indivíduo que requer assistência médica é o primeiro aspecto a ser considerado por socorristas.^[91] Examinar a área e estar consciente de perigos potenciais, incluindo os perigos que podem ter causado as lesões a serem tratadas, é um esforço para garantir que os socorristas não se lesionem e precisem de tratamento também.

A consciência situacional para socorristas em situações médicas também inclui avaliar e compreender o que aconteceu^[91] para evitar lesão de socorristas e também fornecer informação a outras agências de resgate que precisem saber qual é a situação via rádio antes da sua chegada ao local.

Num contexto médico, a consciência situacional é aplicada para evitar lesões adicionais a indivíduos já lesionados, evitar lesão a respondedores médicos e informar outros respondedores potenciais de condições perigosas antes da sua chegada.

Uma perda de consciência situacional levou a muitos acidentes de transporte, incluindo a colisão na pista do Aeroporto de Los Angeles em 1991^[92] e o descarrilamento de trem na Filadélfia em 2015.^[93]

No contexto de busca e salvamento, a consciência situacional é aplicada principalmente para evitar lesão às equipas de busca ao estar consciente do ambiente, do terreno e dos muitos outros fatores de influência nos arredores de alguém auxilia na localização de indivíduos lesionados ou desaparecidos.^[94] Agências de segurança pública estão utilizando cada vez mais aplicativos de consciência situacional como o Android Tactical Assault Kit [en] em dispositivos móveis e até robôs para melhorar a consciência situacional.^[95]

No Serviço Florestal dos Estados Unidos, o uso de motosserras e serras transversais [en] requer treino e certificação.^[96] Grande parte desse treino descreve a consciência situacional como uma abordagem à consciência ambiental mas também à autoconsciência,^[97] que inclui estar consciente da própria atitude emocional, cansaço e até ingestão calórica.

A consciência situacional no contexto florestal também inclui avaliar o ambiente e os perigos potenciais de segurança na área de influência de uma equipe de lenhadores. À medida que um lenhador se aproxima de uma tarefa, o solo, vento, cobertura de nuvens, encostas e muitos outros fatores são examinados e considerados proativamente como parte da prática enraizada dos lenhadores treinados.

Árvores mortas ou doentes ao alcance das equipes de serragem são avaliadas, a força e a direção do vento são avaliadas. A disposição das seções de árvores a serem serradas ou a inclinação de uma árvore a ser abatida é avaliada no contexto de uma consciência de onde a árvore cairá ou se moverá quando cortada, onde os outros membros da equipa de lenhadores estão localizados, como estão se movendo, se há caminhantes na área de influência, e se os caminhantes estão parados ou em movimento.

O treino em aplicação da lei inclui estar situacionalmente consciente do que acontece ao redor do agente de polícia antes, durante e após interações com o público em geral,^[98] enquanto este também está totalmente consciente do que acontece ao redor do agente em áreas que não são atualmente o foco de sua tarefa imediata.

Em cibersegurança, a consciência situacional para equipes de operações de mitigação de ameaça é ser capaz de perceber uma atividade de ameaça e vulnerabilidade em contexto para que os seguintes ativos possam ser ativamente defendidos: dados, informação, conhecimento e sabedoria de compromisso. A consciência situacional é alcançada desenvolvendo e usando soluções que frequentemente consomem dados e informações de muitas fontes diferentes. Tecnologia e algoritmos são então usados para aplicar conhecimento e sabedoria para discernir padrões de comportamento que apontam para ameaças possíveis, prováveis e reais.

A consciência situacional para equipes de operações de ameaça em cibersegurança aparece na forma de uma visão condensada, enriquecida, frequentemente gráfica, priorizada e facilmente pesquisável de sistemas que estão dentro ou relacionados com áreas de responsabilidade de segurança (como redes corporativas ou aquelas usadas para interesses de segurança nacional). Diferentes estudos analisaram a percepção de segurança e privacidade no contexto de eHealth,^[99] segurança de rede^[100] ou usando abordagens colaborativas para melhorar a consciência dos usuários.^[101] Há também esforços de pesquisa para automatizar o processamento de informação de redes de comunicação para obter ou melhorar a consciência situacional cibernética.^[102]

À medida que as capacidades de agentes tecnológicos aumentam, torna-se mais importante que as suas ações e a racionalidade subjacente se tornem transparentes. No domínio militar, a transparência de agentes tem sido investigada à medida que veículos não tripulados são empregados com maior frequência. Em 2014, investigadores do Laboratório de Pesquisa do Exército dos Estados Unidos anunciaram a Transparência de Agente Baseada em Consciência Situacional (Situation Awareness-based Agent Transparency - SAT), um modelo projetado para aumentar a transparência através do design de interface do usuário. Quando se trata de automação, seis barreiras foram determinadas para desencorajar "confiança humana em sistemas autônomos, com 'baixa observabilidade, previsibilidade, dirigibilidade e transparência' e 'baixa compreensão mútua de objetivos comuns' estando entre as questões chave".^[103] Os pesquisadores do Laboratório de Pesquisa do Exército projetaram três níveis de transparência de consciência situacional baseados na teoria de percepção, compreensão e projeção de Endsley. Quanto maior o nível de consciência situacional, afirmaram, mais informação o agente transmite ao usuário.^[104]

Uma publicação de 2018 do Laboratório de Pesquisa do Exército dos EUA avaliou como níveis variáveis de transparência no SAT afetam a carga de trabalho do operador e a compreensão humana de quando é necessário intervir na tomada de decisão do agente. Os pesquisadores referem-se a este julgamento de supervisão como calibração. O grupo dividiu a sua investigação do modelo SAT em dois esforços: a Transparência de Agente Inteligente em Transparência Humana-Agente para Gestão Multi-UxV (Intelligent Agent Transparency in Human Agent Transparency for Multi UxV Management - IMPACT) e os projetos de Membro de Esquadrão Autônomo (Autonomous Squad Member - ASM).^[103]

Cientistas formularam três níveis padrão de SAT além de um quarto nível que incluía o nível de incerteza do agente na sua decisão em relação a veículos não tripulados. O objetivo declarado desta investigação era determinar como a mudança nos níveis de SAT afetava o desempenho do operador, a consciência situacional e a confiança no agente. Os cientistas afirmam que seus resultados experimentais apoiam o fato de que uma maior transparência do agente melhorou o desempenho do operador e a confiança humana no agente sem um efeito significativo na carga de trabalho. Quando o agente comunicava níveis de incerteza na tarefa atribuída, os envolvidos na experimentação exibiam mais confiança no agente.^[105]

A pesquisa com ASM foi conduzida fornecendo um jogo de simulação no qual o participante tinha de completar um curso de treino com um ASM, um robô terrestre que se comunica com a infantaria. Os participantes tinham que realizar várias tarefas simultaneamente, avaliando ameaças potenciais enquanto monitoravam as mensagens do ASM na interface. De acordo com esta pesquisa, seus resultados demonstram que uma maior calibração de confiança ocorria quando o agente comunicava informação de todos os três níveis de SAT.^[105] O grupo de cientistas do Laboratório de Pesquisa do Exército dos EUA desenvolveu conceitos de visualização de transparência nos quais os agentes podem comunicar os seus planos, motivações e resultados projetados através de ícones. O agente foi relatado como capaz de relacionar o seu uso de recursos, raciocínio, perda de recursos prevista, progresso rumo à conclusão da tarefa, etc.^[103] Ao contrário da pesquisa com IMPACT, o agente informar o utilizador do seu nível de incerteza na tomada de decisão não resultou em aumento de confiança.^[105]

O crowdsourcing, que se tornou possível pela expansão das redes sociais e do acesso móvel praticamente ubíquo, tem potencial para melhorar consideravelmente a consciência situacional tanto das autoridades responsáveis como dos próprios cidadãos para situações de emergência e crise, empregando "cidadãos enquanto sensores".^{[106][107][108][109][110][111][112][113]} A análise de conteúdos publicados em redes sociais, como Facebook e Twitter, por exemplo, utilizando técnicas de mineração de dados, aprendizagem de máquina e processamento de linguagem natural, pode fornecer informações situacionais.^[113] Uma abordagem de crowdsourcing para detecção, particularmente em crises, é chamada de crowdsensing.^[114] O crowdmapping, um subtipo de crowdsourcing,^[115][116] agrega informações geradas pela multidão, como comunicações captadas e feeds de mídias sociais, combinando-as com dados geográficos para criar um mapa digital o mais atualizado possível.^{[117][118][119][120]} Esse mapa pode melhorar a percepção da situação durante um incidente e ser usado para apoiar uma resposta.^[121]

Um sistema de informação geográfica (SIG) baseado em nuvem com exibição de dados estruturados refere-se a um sistema que utiliza a tecnologia de computação em nuvem para armazenar, gerir, analisar e visualizar dados geográficos em formato estruturado. Esta abordagem oferece várias vantagens, incluindo acessibilidade, escalabilidade e colaboração, em comparação com os sistemas SIG tradicionais instalados localmente.

Segue uma sistematização dos componentes principais.

• O sistema SIG é hospedado em servidores na nuvem [en], permitindo que os utilizadores o acedam através da internet. Isto elimina a necessidade de instalações locais e proporciona flexibilidade em termos de alocação de recursos e escalabilidade.

• O SIG é uma estrutura para capturar, armazenar, analisar e exibir dados espaciais ou geográficos. Envolve o uso de mapas e informação geográfica para compreender relações e padrões.

• Os dados geográficos, como coordenadas, limites e atributos, são armazenados de forma estruturada na nuvem. Isto pode envolver banco de dados ou outras soluções de armazenamento que permitam recuperação e análise eficientes.

• O SIG baseado em nuvem realiza vários processos analíticos nos dados geográficos estruturados. Isto pode incluir análise espacial, operações de sobreposição e cálculos estatísticos para obter informações significativas.

• O sistema inclui ferramentas para visualizar dados geográficos sob a forma de mapas, gráficos e diagramas. Os usuários podem interagir visualmente com os dados, facilitando a compreensão de relações espaciais complexas.

• Os SIGs baseados em nuvem frequentemente facilitam a colaboração entre múltiplos usuários. Os membros da equipe podem acessar e trabalhar nos mesmos dados geográficos simultaneamente, promovendo o trabalho em equipe e a partilha de informações.

• Os sistemas baseados na nuvem permitem atualizações em tempo real dos dados geográficos. À medida que novas informações ficam disponíveis, podem ser integradas perfeitamente ao sistema, garantindo que os usuários tenham sempre acesso aos dados mais atuais.

• Os SIG baseados em nuvem podem integrar-se com outros serviços em nuvem, como armazenamento de dados, processamento e serviços de análise. Esta interoperabilidade melhora as capacidades gerais do sistema.

No geral, um SIG baseado em nuvem com exibição de dados estruturados proporciona uma plataforma dinâmica e eficiente para gerir informação geográfica, tornando-a acessível, escalável e colaborativa para uma ampla gama de aplicações, desde o planejamento urbano e o monitoramento ambiental até à análise de negócios e a resposta a desastres.

Há dois cenários de treinamento projetados para aumentar as habilidades de consciência situacional de profissionais militares e socorristas na polícia e em serviços de emergência. O primeiro, o Jogo de Kim [en], tem um lugar mais comum na escola de atiradores de elite do Corpo de Fuzileiros Navais e academias de polícia. O nome deriva do romance Kim que relaciona o jogo a uma lição de escola de espionagem. Este envolve uma bandeja com vários itens como colheres, lápis, balas e quaisquer outros itens com os quais os soldados estejam familiarizados. Aos participantes é dado um minuto para ver todos estes itens antes de serem cobertos com uma manta. Os participantes listariam então os itens que viram individualmente, e aquele com mais respostas corretas ganharia o jogo. O mesmo jogo é jogado em grupos jovens de escoteiros e guias para ensinar às crianças habilidades de memorização rápida.

O segundo método é uma aplicação militar mais prática do Jogo de Kim. Começa com uma área de campo (selva, arbustos ou floresta) de cerca de cinco metros de largura por 10 metros de profundidade onde vários itens, alguns camuflados e outros não, são localizados na área, no solo e nas árvores ao nível dos olhos. Novamente, estes itens seriam aqueles familiares aos soldados participantes no exercício. A eles seriam dados 10 minutos para observar a área de um lugar específico e tomar nota mental dos itens que viram. Uma vez terminado o tempo, o soldado seria então obrigado a fazer uma repetição de certos exercícios como burpees, projetados para simular o estresse de um ambiente fisicamente exigente. Uma vez completado o exercício pelo participante, este listaria os itens que viu. Os pontos seriam contados no final para encontrar o vencedor.

• Estado de alerta
• Segurança aérea
• Voo Korean Air Lines 007
• Autoconsciência
• Cognição situada
• Sala de crise da Casa Branca
• Desorientação espacial

• Adam, E.C. (1993). Fighter cockpits of the future. Proceedings of 12th IEEE/AIAA Digital Avionics Systems Conference (DASC), 318–323.
• Dominguez, C., Vidulich, M., Vogel, E. & McMillan, G. (1994). Situation awareness: Papers and annotated bibliography. Armstrong Laboratory, Human System Center, ref. AL/CF-TR-1994-0085.
• Endsley, M.R. (1988). Situation awareness global assessment technique (SAGAT). Proceedings of the National Aerospace and Electronics Conference (NAECON), 789–795. New York: IEEE.
• Jeannot, E., Kelly, C. & Thompson, D. (2003). The development of situation awareness measures in ATM systems. Brussels: Eurocontrol.
• Moray, N. (2004). Ou sont les neiges d'antan? ("Where are the snows of yesteryear?"). In D.A. Vincenzi, M. Mouloua & P.A. Hancock (Eds), Human performance, situation awareness and automation: Current research and trends (pp. 1–31). Mahwah: LEA.

• Página COP da FDSE