Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика. Программа книгоиздания России

• Название: Программа книгоиздания России
• Анкор: Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика.docx
• Дата: 14.05.2017
• Размер: 4.12 Mb.
• Имя файла: Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика.docx
• Тип: Программа; #7546
• страница: 15 из 64

81

задержка соответствующих эволюции корабля после осуществления управляющего действия исчисляется несколькими минутами. Появление целого ряда сравнительно новых видов деятельности, связанных с управлением космическими кораблями и станциями, дистанционным исследованием планет, манипуляциями радиоактивными элементами, управлением разнообразными движущимися объектами, в том числе и роботами, привело к тому, что в эргономике в качестве специального объекта исследования выделилась деятельность оператора-манипулятора. В этом виде деятельности главенствующую роль играют перцептивно-моторные координации и взаимодействия, хотя, разумеется, значительную роль играет также аппарат образного и понятийного мышления. Исполнительные действия оператора-манипулятора реализуются посредством так называемых регламентированных движений, требующих высокой не только пространственной, но и временной точности. Это означает, что с точки зрения эффективности их выполнения информативным показателем являются, наряду с конечным ре-зультом действия (как в случае нажатия на кнопку, клавишу, тумблер), также текущие характеристики движений, определяющие динамику объекта управления.

Совершенные перцептивно — моторные координации необходимы и для выполнения многих технологических процессов. Ярким примером является деятельность по изготовлению и эксплуатации микроустройств. Размеры микрообъектов и необходимая плотность их компоновки предъявляют такие высокие требования к технологии их изготовления, что производство приборов на их основе стало ювелирной работой. Трудовая деятельность человека, занятого в сфере сборки, например интегральных схем, осуществляется в условиях постоянного зрительного контроля, повышенной напряженности, обусловленной необходимостью выполнять высокоточные и тонкокоординированные, прецизионные двигательные акты. Влияние этих факторов усугубляется еще и тем, что размеры микроустройств находятся на грани видимости невооруженным глазом и визуальный контроль технологических операций возможен лишь при применении увеличивающих оптических приборов. Хорошо известно, что их использование имеет в качестве следствий закре-пощенность позы, гипокинезию, суженное поле зрения и т.п.

Обслуживание многих станков требует высококо-ординированной работы обеих рук при непрерывном зрительном контроле. Временной интервал, в течение которого должны быть осуществлены координированные движения, в отдельных случаях не должен превышать 60 — 80 мс. Необходимость оптимизации подобных видов деятельности привела к выделению в качестве специального объекта эргономического исследования деятельности оператора-технолога.

Двигательные акты, исполнительные действия вплетаются в ткань более широких структур деятельности, и успешность исполнительных действий должна оцениваться не сама по себе, а в контексте этих структур. Она зависит от того, насколько верно человек сориентировался в ситуации, т.е. построил ли он правильный образ этой ситуации и нашел ли порой единственно возможный способ действия.
3.3.2. Формирование структурного, целостного подхода к изучению исполнительных действий
Формирование образа ситуации, создание программы разумных действий, их точная и своевременная реализация, контроль за их эффективностью — вот проблемы, которые возникли перед современной эргономикой, как и перед комплексом смежных с ней наук: биомеханикой, физиологией и психологией, которые издавна изучали организацию, построение, управление движением и действиями человека.

Как практические задачи, возникшие перед этими науками, так и логика их собственного развития обусловили разработку новых подходов к изучению исполнительных действий. В противовес атомарно-рефлекторным подходам, ориентированным^ на задание, результат, эффект и т.п., исследователи разрабатывают структурный, целостный, деятельностный подход, ориентированный не только на усвоение, но и на построение движений, действий, моторных программ и схем.

Тщательный анализ рисунка даже многократно повторяющихся в одной и той же ситуации движений свидетельствует об их уникальности и своеобразии. Детальный анализ моторного акта показывает, что его биодинамическая ткань неповторима, как отпечаток пальца. Это означает, что строятся не только образ ситуации и адекватная ей моторная схема, но что на основе этой схемы строится (а не просто повторяется) каждый живой моторный акт.

Двигательное действие, рассматриваемое как необходимый компонент деятельности, должно обязательно соотноситься с ее когнитивными и личностными компонентами, такими, например, как образ и цель. При этом, как указывалось выше, и сама деятельность в целом, и все ее компоненты обязательно характеризуются предметно-смысловыми чертами и пространственно-временной определенностью.

Анализируя строение анатомического аппарата, обеспечивающего движения высших животных и человека, А.А.Ухтомский отмечает его своеобразие по сравнению с искусственными механическими устройствами, характеризующееся значительно большим количеством степеней свободы. Ни костно-мышечный аппарат в целом, ни какая-либо его часть не составляют готового механизма для выполнения какого-либо определенного целесообразного акта. Это лишь совокупность известных анатомических компонентов, необходимых для создания такового. Особенности строения опорно-двигательного аппарата обусловливают пластичность поведения высших животных и человека и вместе с тем делают задачу управления этим поведением необычайно сложной и трудной. Поскольку управление предполагает ограничение степеней свободы, а в самом устройстве исполнительных механизмов у живых организмов такого рода огра-

82

ничения практически отсутствуют, то функции регуляции выполняемых действий должны взять на себя центральные механизмы.
3.3.3. Преодоление альтернативы между концепциями открытого и закрытого контуров управления движениями
Первоначально предполагалось, что центральные механизмы могут выполнить эту функцию, используя жесткие шаблоны, которые заранее предопределяют характер и последовательность требуемых движений. Р.Вудвортс [11] для такого способа построения движений ввел термин "центральное", или "моторное" программирование. Он доказывал наличие моторных программ, изучая быстрые произвольные движения человека.

Анализ кинематических характеристик точных движений руки привел его к заключению, что существует фаза движения, независимая от зрительной обратной связи, фаза, определяемая первоначальной программой. Наряду с этой фазой существует и вторая фаза, совершаемая с учетом зрительной обратной связи и обеспечивающая точностные характеристики движения. Таким образом, Вудвортс описал способы управления движением, получившие позже наименование управления по открытому и закрытому контурам регулирования.

Имеется большое число работ, в которых преодолевается альтернатива между концепциями открытого и закрытого контуров и делаются попытки соединить сильные стороны обеих концепций: построение программы и коррекция движений по ходу их реализации с помощью каналов обратной связи.

В теории Н.А.Бернштейна удачно сочетаются концепции открытого и закрытого контуров, т.е. он ввел в свою модель построения движений как программу, так и обратную связь. На рис. 3-5, 3-6, 3-7 и 3-8 показано, как на основе исследований строился и строится концептуальный аппарат для описания работы по построению движений, как предложенное Н.А.Бернштейном взамен рефлекторной дуги рефлекторное кольцо заполнялось внутренним содержанием, трансформировалось в модель произвольного действия. Аналогичная попытка соединения двух концепций, но с учетом последних достижений в теории и практике изучения движений была выполнена Р.Шмидтом [12].

Рассматривая функции "задающего" элемента, Бернштейн совершенно справедливо ставит вопрос о происхождении макропрограммы целевого действия и о связи ее с двигательной задачей. Последняя прямо или косвенно определяется ситуацией, сложившейся к данному моменту. В качестве определяющего фактора в возникновении и формировании макропрограммы двигательного акта в теории Бернштейна выступает образ, или представление результата действия (конечного или поэтапного). "Привлечение мной для характеристики ведущего звена двигательного акта понятия образа или представления результата действия, принадлежащего к области психологии, с подчеркиванием того факта, что мы еще не умеем назвать в настоящий момент физиологический механизм, лежащий в его основе, никак не может означать непризнания существования этого последнего или выключения его из поля нашего внимания. В неразрывном психофизиологическом единстве процессов планирования и координации мы в состоянии в настоящее время нащупать и назвать определенным термином психологический аспект искомого ведущего фактора, в то время как физиология, может быть, в силу отставания ее на фронте изучения движений... еще не сумела вскрыть его физиологического аспекта. Однако ignoramusне значит ignorabimus" [13, с.241].

Сенсорные коррекции осуществляются в общем случае всеми имеющимися в распоряжении организма ре-цепторными аппаратами. В частных случаях некоторые из обратных связей могут не участвовать в управлении движением. Первичные сигналы рецепторов предварительно подвергаются сложной обработке и "перешифровке", необходимой, например, для того, чтобы их можно было сличить с проектом движения, построенным на языке пространственно-кинетических представлений. Полученные в результате обработки "синтезы", составленные из сигналов всех видов обратных связей, участвующих в управлении данным движением, служат для сенсорных коррекций.

Понятие о сенсорном синтезе играет в модели Бернштейна фундаментальную роль. Состав образующих его афферентаций, т.е. обратных связей, и принцип их объединения служат главным критерием, отличающим один уровень построения движения от другого.

83

Каждая двигательная задача находит себе в зависимости от своего содержания и смысловой структуры тот или иной ведущий уровень. Уровни различаются между собой не только видом сенсорного синтеза, но и анатомическим субстратом, т.е. совокупностью органов нервной системы, без которых осуществление функции этого уровня невозможно.

В зависимости от цели и смыслового содержания двигательного акта один из уровней берет на себя роль ведущего, координирующего действия нижележащих фоновых уровней. Во всяком движении осознается только ведущий уровень. Выработка двигательного навыка — это процесс формирования в ходе обучения и тренировки уровне-вого состава движения, выделения ведущего уровня и срабатывания между собой всех вовлеченных в управление уровней.

Предложено большое число разнообразных вариантов теорий закрытого контура регулирования, описывающих более или менее сложные акты человеческого поведения и деятельности. Эти теории относятся к таким процессам, как дискретные и непрерывные двигательные процессы, перцептивно-моторные навыки, речевое поведение и т.д. Общие черты этих теорий состоят в том, что закрытый контур предполагает знание субъектом хода осуществления движения. Это знание получается посредством обратной связи от движения и направляется на управление движением. Закрытый контур основывается на контроле за информацией от элементов системы, "подсчете" и учете ошибок, указывающих на направление или степень отклонения выхода системы за пределы заданного, а также исправлении этих ошибок. Основная функция систем закрытого контура состоит в минимизации ошибок.

Для понимания процесса превращения человеческой руки в "орудие орудий" необходима иная теоретико-методологическая ориентация исследований исполнительной деятельности. Движения живого органа должны быть не только

84
поняты, но и раскрыты как своего рода морфологические объекты, функциональные органы. Функциональным органом "является всякое временное сочетание сил, способное осуществить определенное достижение". Аналогия между движениями живого органа и анатомическими органами или тканями убедительно обосновывалась двумя главнейшими его свойствами: "...во-первых, живое движение реагирует, во-вторых, оно закономерно эволюционирует и инволюционирует" [13, с. 178]. Подобная трактовка живого движения, выделение в качестве объекта исследования его "биодинамической ткани" задает новую стратегию его научного изучения и практической организации. В частности, она означает и то, что движение, моторная схема, навык не могут быть усвоены — они должны быть построены субъектом. "Упражнение — это повторение без повторений" [13].

Известно, что по мере овладения человеком определенной системой движений, последняя стереотипизует-ся. Но далее "...эта система, бывшая раньше чем-то внешним, являвшаяся объектом усвоения, превращается постепенно в своеобразный орган индивидуальности, в средство выражения и реализации отношения человека к действительности" [14, с.394]. Современную эргономику все в большей мере интересует строение этого "органа индивидуальности", понимание и предвидение того, что может быть реализовано с его помощью.
3.4. Функциональная структура познавательных действий
Трактовка психических процессов как специальных познавательных действий, формирующихся в онтогенетическом и функциональном развитии, с каждым годом получает все новые и новые экспериментальные подтверждения, находя практическое приложение в эргономике. Специализация и дифференциация трудовой деятельности привели к тому, что функции работающего нередко ограничиваются преимущественно сферой восприятия, в результате чего процессы обнаружения, идентификации, опознания, информационного поиска, перекодирования, кратковременного хранения и передачи информации, принятия решений выступают в трудовой деятельности как самостоятельные целенаправленные действия. Естественно, что каждое такое действие завершается определенным исполнительным актом, т.е. входит в более широкую структуру деятельности, но поскольку эти исполнительные акты зачастую достаточно элементарны, профессиональное мастерство может определяться перцептивными или интеллектуальными компонентами. Поэтому эргономика все чаще обращается к общей, экспериментальной и даже генетической психологии, активно ставит и решает новые проблемы, которые входят в компетенцию этих разделов психологии.

В настоящем разделе представлена лишь общая характеристика важнейших когнитивных процессов, играющих ведущую роль в трудовой деятельности, и приведены материалы, которые могут быть полезны при решении проектировочных задач эргономики. Специальное внимание при этом уделено огромным резервам, имеющимся в человеческом восприятии, памяти, резервам, рациональное использование которых может существенно облегчить решение сложных технических задач. В предыдущем разделе было показано значение образа ситуации и образа действий, которые должны быть выполнены в этой ситуации для формирования навыков. Исследования образов и соответственно особенностей их формирования стали центральными и в когнитивной психологии [15, 16].

3.4.1. Характеристика зрительных образов
Понятие образа играет все более заметную роль в эргономических исследованиях. Информационная модель реальной обстановки в системах "человек — машина" должна быть предварительно проанализирована оператором, он должен построить собственную образно-концептуальную модель ситуации, принять решение и лишь затем осуществить исполнительное действие. В этом случае особенно отчетливо выступает недостаточ-

85

ность объяснительных стимульно-реактивных схем. Между воздействием и ответным действием в деятельности оператора находится двойное уподобление реальности, или два образа, две модели реальности. Каждая из них требует от оператора специфических познавательных действий, осуществляющихся как во внешнем, так и во внутреннем плане. В интервале между воздействием и ответным действием имеются повторение и преобразование явлений в информационной модели, достигаемые техническими средствами, и повторение и преобразование явлений в образно-концептуальной модели, достигаемые психологическими средствами.

Информационные и образно-концептуальные модели выступают как искусственные образования, открывающие человеку пространство доступного для понимания и действия мира. Разумеется, образно-концептуальные и информационные модели нетождественны, но описание их в близких терминах существенно облегчает решение задачи синтеза систем "человек—машина ".

Для понимания процессов формирования образно-концептуальных моделей, а также процессов преобразования, осуществляемых с целью информационной подготовки и принятия решения, полезно рассмотреть наиболее общие свойства зрительных образов.

Образы представляют собой субъективные феномены, возникающие в результате предметно-практической, сенсорно-перцептивной и мыслительной деятельности как при наличии адекватной сенсорной стимуляции, так и в ее отсутствие. Образ — это целостное, интегральное отражение действительности, в котором одновременно представлены основные перцептивные категории (пространство, движение, цвет, форма, фактура и т.д.), причем, как хорошо известно из психологии восприятия, воздействие этих категорий на наблюдателя не является независимым.

Важнейшей функцией образа является регуляция исполнительных актов. Логично представить себе регулятор не менее реальным, чем исполнительный механизм, и обладающим такими же свойствами, как объект регулирования. В предыдущем разделе приведены аргументы в пользу рассмотрения живого движения как особого функционального органа, обладающего по аналогии с морфологическими органами свойствами реактивности, чувствительности, подчиняющегося законам эволюции и инволюции.

Нетрудно обнаружить аналогичные свойства и у когнитивных процессов. Восприятие, память, мышление также представляют собой действия (или системы действий), каждое из которых реактивно эволюционирует и инволюционирует [17 — 19]. Результаты этих действий фиксируются прежде всего в образах (двигательных, перцептивных, мнемических, мысленных), которые в свою очередь выполняют регулятивные функции по отношению к дальнейшему развертыванию когнитивных и исполнительных актов. Образы реальных предметов всегда локализуются нами во внешнем пространстве там, где находятся предметы восприятия или действия.

Это же относится и к визуализированным образам, представлениям, которые наблюдатель видит в отсутст-

вие объекта наблюдения. Вне процесса объективации, экстериоризации не существует и образа как некоторой субъективной данности. Благодаря локализации образа во внешнем трехмерном пространстве (в том числе и в трансформированных субъектом его аналогах [20, 21]) возможно регулирование исполнительных действий, осуществляемых во внешнем плане. Другими словами, регуляция исполнительных актов возможна лишь через предметную среду, отображенную в объективированном образе.

В зрительном восприятии выделяют два типа структур: пространственную, связанную с локализацией в координатах трехмерного пространства окружающего мира, и проксимальной стимуляции, соотносимую с анатомическими координатами сетчатки. В специальных исследованиях возможна демонстрация относительной независимости этих структур друг от друга, хотя в реальном акте восприятия они взаимосвязаны. Обе структуры характеризуются и определенными иконическими (картинными) свойствами [22]. Иконические свойства этих структур составляют чувственную ткань образа {и сознания), которая, как правило, слита с предметным содержанием воспринимаемой действительности [3], т.е. локализуется во внешнем трехмерном пространстве. Дальнейшее обсуждение свойств образа целесообразно проводить в терминах биодинамической и чувственной тканей, хотя их разделение не может быть абсолютным, поскольку и в биодинамической ткани движения присутствуют иконические, чувственные свойства. Пространственная структура образа складывается в результате предметных действий субъекта, благодаря преобразованию биодинамической ткани движения в чувственную ткань пространственного образа. Это относится не только к процессу формирования образа, но и к сформированному образу: ведь остановка может рассматриваться как накопленное движение, его симультанный слепок. В снятом виде биодинамическая ткань движения присутствует и в порожденном и в воплощенном образе.

По мере формирования пространственного образа он наполняется предметными свойствами, облекается чувственной тканью и совместно с ней локализуется во внешнем пространстве. Сказанное справедливо как по отношению к чувственной ткани, связанной по своему происхождению с биодинамической тканью, так и по отношению к чувственной ткани, связанной с иконическими свойствами проксимальной стимуляции. Последняя также экстериоризуется и сливается с пространственной структурой образа. После такого слияния образ выступает в качестве интегрального, неразложимого целого.

Следовательно, в сформировавшемся образе биодинамическая и чувственная ткани представляют как бы две стороны одного и того же целого. Более того, они становятся обратимыми. При формировании пространственного образа ведущую роль играет биодинамическая ткань движения, действия. В сформированном образе ведущее положение занимает чувственная ткань, в том числе и имеющая своим источником проксимальную ситуацию. При построении движения осуществляется обратный перевод, т.е. чувственная ткань образа трансформируется в биодинамическую ткань движения. Движение в