92
средств индикации, даже самые оптимальные решения еще не определяют полностью надежность восприятия оператором информации. Как и
другие виды восприятия, звуковое зависит, в значительной мере, от установки оператора на получение определенного сигнала, готовности к нему, степени утомляемости, а также от характера деятельности, распределения внимания и т.д. Эти «человеческие» факторы должны быть учтены и проанализированы при выборе конструкции звукового индикатора и его характеристик. Помимо сигнального значения, звуки оказывают определенное воздействие на общее состояние организма человека. Они могут снижать, либо повышать его работоспособность. Особо сильное воздействие оказывают звуки, меняющиеся по частоте, силе,
либо прерывистые. Звуковые восприятия зависят от сигналов, поступающих по другим «входным» каналам. При определенных условиях могут возникать иллюзии слухового восприятия. Например, при наличии равномерного звукового сигнала и появлении на экране вспышек света, в момент вспышки меняется сила звука, он становится громче, может появиться ощущение прерывистости. Наоборот, при действии переменного звука ровный свет воспринимается, как мелькающий. Сочетание при использовании свето- и звукоиндикаторов весьма полезно в отдельных случаях, но иногда указанные иллюзии могут быть причиной неверной оценки оператором ситуации. Значительную часть сигналов об окружающей среде человек может получать по другим каналам. Таким важным каналом является вестибулярный аппарат, состоящий, как и другие анализаторы из рецепторов, проводящего пути и центров. Вестибулярный аппарат тесно связан с мозжечком и другими нервными центрами, обеспечивающими рефлекторно поддержание позы и координацию движений. Вестибулярный аппарат обеспечивает восприятие человеком положение своего тела в пространстве. Его рецепторы
расположены в лабиринте височной кости, примыкающем к улитке (рис. 6.2). 92 93
Рис Вестибулярный аппарат В трех полукружный каналах лабиринта, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, содержится жидкость, а в сети клеток заложены камешки отолиты. При изменении положения головы отолиты (благодаря действию силы тяжести) смещаются и раздражают окончание рецепторов, расположенных в лабиринте. Эти рецепторы совершенно не адаптируются. В раздражаемом рецепторе генерируется биопотенциал и сигналы в мозговых центрах формируют ощущение положения тела (верх, низ и т. д.). Эти же рецепторы реагируют на ускорение (смещение жидкости за счет инерции).
При равномерном движении (при отсутствии вибрации и т. д.) ощущений никаких не возникает. Таким образом, вестибулярный аппарат реагирует на наклоны,
вибрацию, укачивание, ускорение. Еще раз подчеркнем, что изменение положения головы, ускорения, укачивания, вызывают постоянное ощущение, несмотря на отсутствие градиента 93 94
силы воздействий, что отличает вестибулярный аппарат от других анализаторов. Пороговые значения наклонов головы, ощущаемые человеком,
составляют вперед 1º, назад 2º, но при сопутствующей вибрации вперед 5º и назад 10º, т. е. I min увеличивается. Ускорение ощущается при α > 0,02 0,2 м/с 2, а для вращения 0,2 3º/с 2. Указанные особенности необходимо учитывать при конструировании транспортных и транспортно-подъемных машин. При раздражении вестибулярного аппарата (длительное воздействие) возникает комплекс побочных явлений. В их числе: дрожание (нистагм) глазных яблок и головы, что в свою очередь резко ухудшает точность восприятия зрительной информации (ошибки в считывании показания приборов и т. д.). Кроме этого резко повышается тонус мышц шеи, туловища и конечностей, вплоть до «сковывания», что ухудшает точность управляющих операций и, наконец, возникает головокружение, слабость и иногда потеря сознания. Сигналы вестибулярного аппарата «подкрепляются» зрением. В замкнутом пространстве, при отсутствии зрительных сигналов (например, «слепой» полет) возникают иллюзии положения. Такие же иллюзии могут быть при наблюдении за вращающимися предметами и в состоянии невесомости. По сигналам вестибулярного аппарата оператор может пассивно воспринимать информацию о состоянии и положении транспортного средства и т. д.
Следует еще раз подчеркнуть, что в правильной оценке ситуации приоритетность принадлежит зрительному каналу. При отсутствии зрительных сигналов у оператора может возникать чувство «раздвоенности» недоверие индикаторам, т. е. человек неверно оценивает положение
«верха и низа». Иллюзии «пространства» в темноте, у летчиков, а также у водолазов в воде весьма частое явление. 94 95
Примерно у 83% пилотов в условиях «слепого» полета возникают такие явления, при этом кромка облаков может быть принята за линию горизонта,
возникают ощущения крена, полета вверх ногами и т. д. В состоянии невесомости могут отмечаться явления «сдвига» приборов (щитов) и т. д. В последнем случае причина заключается в том, что при перегрузке (выход на орбиту) резко повышается тонус скелетных мышц, в особенности спины, который сохраняется некоторое время после окончания перегрузки, и за счет тонуса искажается восприятие (взаимодействие в центрах). При «отключении» зрительного канала правильная ориентация сохраняется 2 5" (следовая ориентировка), а затем могут наступать искажения. Такие же иллюзии могут быть при наблюдении за вращающимися предметами. Длительное наблюдение может вызвать полный комплекс побочных явлений, о которых говорилось выше. Одним из ведущих проявлений в состоянии невесомости является «отключение» вестибулярного аппарата, что, естественно, приводит к иллюзиям положения, нарушениям координации и сопутствующим нарушениям состояния организма. Как упоминалось, вестибулярный аппарат не адаптируется, но путем специальных тренировок можно повысить порог чувствительности человека (I min ) к этому фактору. Двигательный анализатор обеспечивает восприятие человеком,
положения частей тела в пространстве, степень напряжения мышц т. д. Состоит он из рецепторных приборов (проприорецепторы), проводящих путей и центра в коре мозга. Проприоцепторы (глубокие рецепторы) расположены в мышцах, связках, суставах и сигнализируют мозг о положении частей тела в пространстве.
Проприорецепторы обеспечивают обратную связь в контуре регулирования движением у человека. По этой системе оператор получает информацию о положении органов управления, усилиях к ним прилагаемых, диапазоне изменений положения и т. д. Подробней о закономерностях функционирования дви- 95 96
гательного анализатора будет сказано при обсуждении моторной деятельности человека-оператора. Кожные системы сигнализации. В коже человека имеется большое количество разнообразных рецепторов: тактильных (осязательных), барорецепторов, температурных, виброрецепторов, болевых. Тактильные
рецепторы рассеяны по всей поверхности кожи, реагируют на прикосновение и давление. Эти рецепторы очень быстро адаптируются. Рис Схема сегментарных рефлекторных дуг: 1 интероцептор; 2 экстероцептор; 3 проприоцепторы; 4 спинномозговой узел; 5 задний корешок; б передний корешок; 7 ствол спинномозгового нерва; 8 симпатический ствол; 9 периферический нерв; 10 задний рог; 11 передний рог; 12 симпатическая клетка бокового рога; 13
мотонейрон переднего рога; 14 спиноталамический путь; 15 пути глубокой чувствительности; 16 задний спинномозжечковый путь 96 97
Временный порог (латентный период) составляет 130 мс. Тактильные рецепторы обеспечивают обратную связь при выполнении управляющих действий, и особенно велика их роль при недостаточном подкреплении со стороны зрения. В последние годы появились попытки использовать тактильный канал для ввода информации человеку. Установлено, что по величине дифференциального порога тактильный анализатор превосходит зрение. І Іфон Для слуха І Іфон =
0,06, кожи 0,08 и зрения 0,10. Кожа воспринимает и электрические раздражения. Наиболее приемлемым с физиологической точки зрения является механическое раздражение кожи. В США ведутся интенсивные исследования в области использования тактильной рецепции для подачи сигналов оператором,
обслуживающим ракетные установки. Создана установка из 96 стимуляторов, расположенных по 12 в восьми зонах тела. При этом % ошибок в восприятии 8
команд меньше, чем в случае использования зрительного или слухового канала. Удается различать до 35 пятизначных слов в I I. Это быстрее, чем расшифровка телеграфных знаков, но медленнее речи в 5 раз. Ведутся также попытки трансформировать речь в тактильные сигналы. Если человеческую речь записать на магнитофонную ленту и преобразовать в низкочастотные колебания (в 8 раз медленнее), а последние в механические, то пластинка, соприкасающаяся с кожей,
даст сигналы, позволяющие при определенной тренированности различать ряд звуков, команд и т. д. 97 98
Ведутся также работы в области «протезирования» зрения или слуха через кожный канал. Может быть разработана система «видения» в тумане, темноте с помощью локатора и инфракрасного излучателя с преобразованием на матрице из фотоэлементов в механические колебания пластин на коже лба. Однако,
существующие системы кожного механического ввода информации еще технически несовершенны (громоздкость, инерционность и т. д.), в связи, с чем чаще используют электрическое раздражение. С этой целью применяют прямоугольные импульсы различной амплитуды. Например, при раздражении кожи ладони информация воспринимается без искажений на протяжении нескольких часов, кроме этого, пороги во времени и на различных участках кожи практически не меняются. Величина порога повышается с возрастом. Однако, практически кожный ввод почти не используется. В то же время, этот канал может найти применение при невозможности использовать зрительный и слуховой каналы (недостаточная освещенность, шум и т. д.), а также в качестве сигнала для обнаружения (например, перевод взгляда в нужную сторону после слабого удара тока с соответствующей стороны). Полагают, что в коже существуют специальные виброрецепторы. Вибрация воспринимается человеком либо контактно, либо через среду. Различают общую и локальную вибрацию. Общая вибрация вызывается сотрясением всего тела (пол, через части машин), локальная только через часть тела (рукоятки). 98 99
Рис Рецепторы кожи воспринимают давление, прикосновение, тепло, холод, боль. При вибрации с частотой менее 12 Гц человек ощущает отдельные толчки, а при частоте более чем 12 Гц сотрясение. При частоте свыше Гц прикосновение. В последние годы пытаются использовать виброрецепторы как дополнительный канал ввода информации. Так, Джеллард применил вибраторы, крепящиеся на груди у летчиков для передачи сообщений. При установке их на
8 точках кожи удалось заменить этими сигналами ряд акустических и зрительных индикаторов. При сравнении зрительного,
слухового и вибрационного каналов оказалось, что в 85% случаев время простой сенсомоторной реакции на вибрацию короче всего, особенно, когда на человека дополнительно
Скачать 1.6 Mb.