Человеко-машинное взаимодействие. ЧМВ Лекция 1 русс. Информационное взаимодействие. Взаимодействие человека и машины Человекомашинное взаимодействие
 Скачать 1.51 Mb.
|
|
Информационное взаимодействие. Взаимодействие человека и машины Человеко-машинное взаимодействие Как бы ни была совершенна техника, ее эффективное и безопасное применение в конечном итоге зависит от того, насколько полно согласованы конструктивные параметры с оптимальными условиями работы человека, с его психофизиологическими возможностями и особенностями. Поэтому и возникает необходимость изучения работы машин (систем) и деятельности операторов в едином комплексе «человек-техника-среда». По имеющимся данным на долю человеческого фактора сейчас приходится от 40 до 70 % всех отказов технически сложных систем. В соответствии с мировой статистикой 80 % катастроф в авиации и 64 % на морском флоте происходят в результате ошибок, называемых логическими и моральными. О высоких нагрузках на психику и общее состояние операторов сложных систем свидетельствуют такие данные. Из приведенных примеров видно, что как бы ни была совершена техника, ее эффективное и безопасное применение в конечном итоге зависит от того, насколько полно согласованы конструктивные параметры с оптимальными условиями работы человека, с его психофизиологическими возможностями и особенностями. Поэтому и возникает необходимость изучения работы машин (систем) и деятельности операторов в едином комплексе «человек-техника-среда». Изучением вопросов, связанных с человеческим фактором, занимаются такие научные дисциплины, как инженерная психология и эргономика, а также сравнительно новая «Интерфейсная теория». Система "человек-машина" (Man-machine system) система, в которой человек-оператор или группа операторов взаимодействует с техническим устройством в процессе производства материальных ценностей, управления, обработки информации. Инженерная психология научная дисциплина, изучающая объективные закономерности процессов информационного взаимодействия человека и техники для использования их в практике проектирования. Основные задачи инженерной психологии: 1. анализ функций человека в системах обработки информации, определение его места и роли в системе, изучение структуры и классификации деятельности операторов. 2. изучение процессов преобразования информации операторов при ее приеме и переработке, принятие решений о выполнении управляющих воздействий. 3. Разработка принципов построения рабочих мест операторов 4. изучение влияния психологических факторов на эффективность, оптимизацию взаимодействия человека с техническими средствами 5. Разработка принципов и методов проф. подготовки оператора с помощью проф. отбора, обучения, формирование коллектива и тренировки 6. Разработка теории инженерной психологии, ее проектирование и использование при разработке систем человек-машина, исследование и определение экономического эффекта инженерно – экономических разработок. Эргономика это наука, изучающая проблемы, возникающие в системе «человек-техника-среда», с целью оптимизации трудовой деятельности оператора, создания для него комфортных и безопасных условий, повышения за счет этого его производительности, сохранения здоровья и работоспособности. Для рационального проектирования человеко-машинных систем необходимо знать 1. психофизиологические характеристики оператора 2. средства и способы, обеспечивающие оптимизацию взаимодействия человека и техники Микроэргономика, занимающаяся исследованием и проектированием систем "человек-машина": аппаратные интерфейсы программные (пользовательские интерфейсы) Пользовательский интерфейс часто понимают только как внешний вид программы. · набор задач пользователя, которые он решает при помощи системы · используемая системой метафора (например, рабочий стол в MS Windows и т.п.) · элементы управления системой · навигация между блоками системы · визуальный (и не только) дизайн экранов программы. Информационное взаимодействие Слово информация вошло в постоянное употребление не так давно, в середине двадцатого века, с подачи Клода Шеннона. Он ввел этот термин в узком техническом смысле, применительно к теории связи или передачи кодов (которая получила название "Теория информации"). Информация сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний. Данные, это информация, выраженная при помощи материальных носителей, т.е. это форма, в которую заключен смысл, содержание. В общем случае процесс сопоставления информации с материальными носителями называется кодированием (не путать с шифрацией и криптографией), а сами материальные носители (некоторые формы вещества и энергии) – информационными кодами. Информация между объектами переносится с помощью обмена веществом или энергией, являющихся в данном случае информационными кодами. Информация, выраженная в виде информационных кодов – данные. Прием информационных кодов вызывает изменение состояния объекта. Одним из важнейших свойств информационного взаимодействия, отличающих его от симметричных физических взаимодействий, является то, что информация не теряется при передаче. Информационное взаимодействие может происходить только при определенном взаимном соответствии свойств объектов. От свойств принимающего объекта зависит в конечном итоге то, какую информацию он принимает, получая конкретный набор кодов. Один из видов информационного взаимодействия – взаимодействие человека и машины Однако, в силу своих специфических особенностей, человек не может напрямую общаться с машиной, в самом деле, не может он воспринимать, предположим, электрические сигналы, с помощью которых передают информацию машины. Иными словами требуется согласовать их аппараты интерпретации. Необходимо использовать такие устройства, которые бы представляли машинные сигналы в виде, удобном для восприятия человеком, устройства индикации. В настоящее время чаще всего используются визуальные (зрительные – световое отображение на экране), звуковые тактильные (осязательные) устройства индикации. На устройствах индикации формируется так называемая динамическая информационная модель (ИМ) – объективный образ реального мира, полученный в соответствии с определенными правилами, множество сигналов от машины, несущих информацию оператору. Динамическая информационная модель постоянно изменяется в соответствии с изменениями, происходящими в объекте наблюдения (машине). Оператор принимает информацию, содержащуюся в динамической модели, при помощи рецепторов. Полученная информация затем обрабатывается некоторым образом в центральной нервной системе. На основе восприятия динамической информационной модели в сознании человека создается представление (концепция) о состоянии реального объекта, машины. Такая модель называется концептуальной (образно-концептуальной) или психической. Образно-концептуальная модель совокупность представлений оператора о реальном и прогнозируемом состоянии объекта деятельности, о целях и способах реализации своей деятельности. Различают постоянные и переменные (оперативные) компоненты образно-концептуальной модели. Первые включают: общее представление оператора о времени и пространстве, о стратегических целях деятельности, систему ценностей и оценок, представление о стандартных способах реагирования на изменения ситуации. Переменные компоненты являются результатом анализа потока информации о машине, передаваемого информационной моделью. Выявленные изменения приводят к модификации концептуальной модели, оцениваются и актуализируют соответствующие способы реагирования. Образно-концептуальная модель имеет сложный полимодальный характер, может содержать зрительные, слуховые, тактильные, а в некоторых видах деятельности – обонятельные, и другие составляющие. В результате анализа концептуальной модели, человек принимает решение, которое реализует с помощью эффекторов. Для преобразования команд человека в машинные сигналы служат специальные устройства ввода (в настоящее время в качестве устройств ввода наибольшее распространение получили различные виды клавиатур). Воздействуя на устройства ввода, оператор осуществляет целенаправленную деятельность в соответствии с задачами всей системы. Функции оператора в эргономической системе · прием информации · хранение информации · переработка информации · принятие решения · осуществление управляющих воздействий С психологической точки зрения прием и обработка информации основываются на следующих процессах: · ощущение · восприятие · представление · мышление Ощущение — построение образов отдельных свойств предметов окружающего мира при непосредственном взаимодействии с ними. Существуют различные виды ощущений. По модальности выделяют зрительные, вкусовые, слуховые, осязательные и другие ощущения. Восприятие — процесс формирования при помощи активных действий образа предмета в целом. В отличие от ощущений, отражающих лишь отдельные свойства предметов, в образе восприятия представлен весь предмет, в совокупности его различных свойств. Принимая информацию, оператор анализирует и преобразует ее. Экспериментально установлено, что различение признаков визуальных сигналов осуществляется в определенной последовательности: первоначально различается положение отметки, затем ее яркость и лишь после этого размер и форма. Основными свойствами восприятия · влияние на восприятие предметов окружающего мира предшествующего опыта и установок индивида · способность к выделению в воспринимаемом пространстве определенных областей, имеющих более или менее очерченные и устойчивые границы,т.е. отнесение объекта к определенной категории. При этом четкость данных границ тесно связана с перцептивными задачами, решаемыми индивидом. · относительная устойчивость воспринимаемых признаков предметов при изменении условий восприятия · преимущественное выделение одних объектов по сравнению с другими Представление — наглядный образ предмета, воспроизведенный по памяти в воображении. Образы представлений, как правило, менее ярки и менее детальны, чем образы восприятия, но в них находит отражение самое характерное для данного предмета. Представление и есть рассмотренная выше концептуальная модель. Мышление – наиболее сложный из психологических процессов приема и обработки информации. Можно отметить, что в процессе мышления присутствуют такие операции, как анализ, синтез, абстрагирование, обобщение и т.д. В сложных ситуациях оператор последовательно должен выполнить : 1. осмыслить ситуацию, т.е. выяснить проблему 2. выяснить конкретную задачу, т.е. к чему сводится задание 3. найти пути решения задачи в условиях дефицита времени Оперативное мышление включает: 1. выявление проблемной ситуации 2. систематизация мысленных и практических преобразований ситуаций, т.е. алгоритм действий. Основные составляющие оперативного мышления: 1. структурирование - структурирование проявляется в связывании элементов ситуации между собой. 2. динамическое узнавание – основывается на определении частей конечной ситуации в исходной проблемной ситуации 3. формирование алгоритма Для процессов мышления важную роль играет память человека. Основные формы памяти: 1. кратковременная 2. долговременная Кратковременная память в свою очередь подразделяется на: 1. непосредственная 2. оперативная В непосредственной памяти хранится почти вся поступающая информация, но время ее хранения не превышает нескольких секунд. В оперативной памяти сохраняется необходимая текущая информация в течение времени, требуемого для выполнения определенного действия (максимум несколько минут). Затем важная для информация переводится из кратковременной памяти в долговременную память. При этом происходит селекция и реорганизация информации (временное хранение в долговременное – дни, месяцы, годы) |