Fit for Flight - How competencies, technical, and organisational support can prepare remote pilots for safe drone operations and their perception of drone swarms
2026 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
The rapid growth of Unmanned Aircraft Systems (UASs) brings new opportunities, but also safety risks, especially as operations move into uncontrolled airspace and involve autonomous swarms. Although UAS operate without a pilot on board, accident statistics indicate that their accident rates are higher than those of manned aviation. Research shows that UAS-related accidents are most often caused by human factors, such as poor situational awareness and flawed decision-making by the remote pilot. The rise of UAS swarms also introduces concerns about coordination and trust in automation. Despite these issues, there is limited research on Swedish civilian remote pilots’ views of their skills, the organisational and technological support available to them, and their perceptions of using swarms in their future work activities.
This case study explores three main questions: (1) the key competencies and cognitive skills UAS remote pilots use for safe operations, (2) how technology and organisational supportfacilitate safe UAS activities, and (3) remote pilots’ perceptions on the opportunities and challenges of UAS swarms. Through semi-structured interviews with 12 Swedish civilian UAS remote pilots from various sectors, such as rescue services, police, and education, this study employed thematic analysis to identify key themes within the data. The Human-TechnologyOrganisation (HTO) framework, together with knowledge from the fields of Human Factors (HF) and Executive Functions (EFs), was used to analyse the results.
The findings revealed nine key themes across the three research questions. The remote pilots highlighted that situational awareness, attention regulation, and cognitive flexibility were the main competencies used for safe operations. Organisational support and technological tools support safety by promoting a strong safety culture, facilitating regulatory compliance, and offering user-friendly interfaces and automated safety features.Regarding UAS swarms, remote pilots recognize efficiency gains in specific tasks yet harbourconcerns regarding increased automation, coordination challenges, and public acceptance issues. For successful implementation, increasing autonomy, providing more training, and fostering public trust are crucial to ensuring acceptance from both remote UAS pilots and the general public.
The study emphasizes that the safe operation of UASs depends on aligning human cognitive needs, technological support, and organisational culture. The results may provide guidance for training, safety measures, and regulation, highlighting the importance of trust, transparency, and adaptability as UAS technology evolves. Future research might examine standardized Levels of Automation (LOA), simulated swarm scenarios, and methods to increase trust among the public and operators in autonomous UAS swarms.
Abstract [sv]
Den snabba tillväxten av obemannade luftfartssystem (UASs) medför både möjligheter men även säkerhetsrisker, särskilt när verksamheten expanderar till okontrollerat luftrum och inkluderar autonoma drönarsvärmar. Trots att obemannade luftfartssystem saknar pilot ombord, visar statistik att olycksfrekvensen är högre för dessa system jämfört med bemannad flygverksamhet. Forskning visar att UAS-relaterade olyckor ofta orsakas av mänskliga faktorer, såsom bristande situationsmedvetenhet och felaktigt beslutsfattande från fjärrpilotens sida. Introduktionen av UAS-svärmar väcker även frågor om samordningoch tillit till automation. Trots dessa utmaningar är forskningen begränsad vad gäller svenska civila fjärrpiloters syn på sina färdigheter, det organisatoriska och tekniska stöd som finns tillgängligt, samt deras uppfattningar om att använda drönarsvärmar i framtida arbetsuppgifter.
Denna fallstudie undersöker tre centrala frågor: (1) Vilka nyckelkompetenser och kognitiva färdigheter som UAS-fjärrpiloter använder för att säkerställa säkra operationer, (2) Hur teknologi och organisatoriska medel bidrar till att underlätta säkra UAS-aktiviteter, samt (3) fjärrpiloters uppfattningar om möjligheter och utmaningar med UAS-svärmar. Genom semistrukturerade intervjuer med 12 svenska civila UAS-fjärrpiloter från olika sektorer, såsom räddningstjänst, polis och utbildning, tillämpades en tematisk analys för att identifiera nyckelteman inom dessa områden. Ramverket Människa-Teknologi-Organisation (MTO) och relaterad kunskap inom Human Factors (HF) och Exekutiva Funktioner (EFs) användes för att analysera resultaten.
Analysen resulterade i nio teman fördelade på de tre forskningsfrågorna. För säkra operationer betonade piloterna betydelsen av situationsmedvetenhet, uppmärksamhetsreglering och kognitiv flexibilitet. Stöd från organisationer och teknik stärkte säkerheten genom att främja en stark säkerhetskultur, säkerställa efterlevnad av regler och tillhandahålla intuitiva gränssnitt samt automatiserade säkerhetsfunktioner. När det gäller UAS-svärmar såg piloterna deras potential att förbättra effektiviteten inom vissa uppgifter, såsom räddningsinsatser, men uttryckte oro för tillit till automation, samordningskomplexitet och bristande allmän acceptans. För en framgångsrik implementering ansågs ökad autonomi, ytterligare utbildning och att bygga förtroende hos allmänheten vara avgörande för att främja acceptans bland såväl fjärrpiloter som allmänheten.
Studien betonar att säker användning av UAS är beroende av att anpassa mänskliga kognitiva behov, tekniskt stöd och organisatorisk kultur. Resultaten tillhandahåller vägledning för utbildning, säkerhetsåtgärder och regelverk samt framhäver vikten av tillit, transparens och anpassningsförmåga i takt med att UAS-tekniken utvecklas. Vidare kan framtida forskning utforska standardiserade autonominivåer, simulerade svärmscenarier och metoder för att stärka förtroendet bland allmänheten och operatörerna för autonoma UAS-svärmar.
Place, publisher, year, edition, pages
2026.
Series
TRITA-CBH-GRU ; 2026:024
Keywords [en]
Unmanned Aircraft System (UAS), Unmanned Aerial Vehicle (UAV), Remote pilot, Drone swarms, UAS safety, Human-Technology-Organisation (HTO), Levels of Automation (LOA)
Keywords [sv]
Obemannade flygsystem (UAS), Obemannad luftfarkost (UAV), Fjärrpilot, Drönarsvärmar, UAS säkerhet, Människa-Teknik-Organisation (MTO), Autonominivåer (LOA)
National Category
Other Health Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-376475OAI: oai:DiVA.org:kth-376475DiVA, id: diva2:2036236
Subject / course
Ergonomics
Educational program
Master of Science - Technology, Work and Health
Supervisors
Examiners
2026-02-062026-02-062026-02-06Bibliographically approved