Глава 5

Второй подход, называемый «разубеждением», предполагает специальную тренировку человека, принимающего решения, в результате которой он узнает о всех рассмотренных выше склонностях и предубеждениях. Если в результате обучения, например, кто-то осознает, что он склонен игнорировать очевидное, не замечать конкурирующую гипотезу, то тренировка может сделать его более терпеливым при рассмотрении других альтернатив. В ряде случаев этот подход оказался успешным. Например, было обнаружено [70J, что если синоптику предложить найти причины, почему его предсказание погоды может оказаться неправильным, то это уменьшит его уверенность в точности предсказания. Лопес [74] достигла некоторого успеха в том, чтобы отучить испытуемых от «якорных» склонностей при обработке источников информации. Она обратила внимание испытуемых на то, что они «зацепляются» за начальные стимулы, которые могут и не быть информативными, и «закрепила» их на самых информативных источниках. После такой тренировки ошибки, связанные с предубеждениями и склонностями, уменьшились. Тверской и Канеман [139] предложили, чтобы операторам, принимающим решения, преподавали вопросы кодирования событий предпочтительнее на языке вероятности, а не частоты. Это связано с тем, что вероятности внутренне рассматриваются как в качестве событий, которые не произойдут (отрицательные данные), так и в качестве событий, которые реализуются.

Третий подход во многих отношениях похож на «разубеждение». Он состоит в повторении тренировок в процессе принятия решений и может иметь две формы. Первая предполагает тренировку по сущности задачи, что помогает операторам оценивать совпадение событий и корреляцию между величинами симптомов. Натренированный в принятии решений оператор способен опознавать «синдромы» и довольно быстро проводить диагностику для типичных аварий [104, 101]. Однако такая тренировка не обязательно помогает в случаях аварий нового типа. При другом виде тренировки внимание фокусируется в основном на общих способах отыскания и устранения поломок. В таких тренировках применяется тест с устранением половины альтернативных предположений или инструкция по использованию отрицательных данных [111J.

5.4. Процессы реагирования

Мы воспринимаем и действуем. Оператор даже высокоавтоматизированной системы должен быть готов в любой момент вмешаться в ее работу (например, в случае сбоя в работе или при смене технологического режима) и перейти на ручное или рече-

Переработка информации, принятие решения

вое управление. В таких условиях существенно, чтобы действия выбирались быстро и правильно. В данном разделе рассмотрены некоторые из основных характеристик, которые влияют на скорость и точность выполнения действий. Первая часть раздела посвящена факторам, влияющим на скорость правильных ответов, во второй рассматривается природа ошибок при ответах, а заключительная часть касается измерений скорости переработки информации на ее отдельных этапах, представленных на рис. 5.1.

5.4.1. Время реакции выбора

Степень выбора. Если реакция связана с каким-либо событием в окружающей среде, то обычно существует некоторая неопределенность относительно природы события и выбора соответствующего действия. Только в редких случаях бывает лишь один ожидаемый стимул и одна соответствующая реакция. Примем такого отсутствия альтернативных действий — спринтер на линии старта. Однако даже спринтер должен постоянно делать выбор: отвечать или нет, и неправильный выбор может привести к фальстарту. Исследования в последние десятилетия показали, что минимальное время реагирования на стимульные события — время реакции — сильно зависит от величины неопределенности выбора: выполнение одного из двух возможных ответных действий на одно из двух возможных событий быстрее, чем выполнение одного из трех, которое в свою очередь быстрее, чем выполнение одного из четырех, и т. д. Связь между временем реакции (ВР) и степенью выбора довольно хорошо описывается законом Хика — Хаймана [54, 58]:

BP = a + b\g₂N,

где /V — число возможных равновероятных пар стимул — реакция.¹' Поскольку величина ]g?N формально эквивалентна количеству информации в стимуле, измеряемой в битах, закон Хика — Хаймана может быть написан в виде

ВР = a + bH_s,

где H_s — количество информации в стимуле. Данная функция показана на рис. 5.9.

Вероятность и ожидание. На ожидаемые стимулы реагируют быстро, а на неожидаемые — медленно, и иногда реакция бывает ошибочной [42]. Главный источник ожидания—вероят-

¹¹ Точнее количество равновероятных стимулов, или альтернатив выбора. — Прим. ред.

230 Глава 5

ность или частота события. Вероятность может быть представлена в информационном контексте, потому что информация, сообщаемая событием, вероятность которого равна Р, составляет lg2(lAP)- Средняя информация, передаваемая последовательностью событий с различной вероятностью, является взвешенным средним величины информации отдельных событий:

Hc_P = Pi\g₂(\/Pi).

Вероятности событий можно трактовать как абсолютные либо как условные [Р(Х/У), что может быть прочитано как «вероятность X при данном контексте Y»]. Важно различать абсолютную и условую вероятности. Например, в английском алфавите Р(и) довольно мало, a P(u/q) близко к 1,0.

Полезность теории информации при описании процессов переработки информации человеком во время рсгирова-иия доказана, поскольку найдено, что закон Хика — Хай-мана применим как тогда, когда информация меняется путем варьирования вероятности и контекста, так и тогда, когда она определяется числом возможных сочетаний стимул — реакция [58, 42]. В итоге закон Хика—Хай-мана является мощным инструментом для предсказания ла-тентности¹* переработки информации операторами, столкнувшимися с рядом событий, которые могут произойти. Закон Хика — Хаймаиа играет важную роль при проектировании систем, потому что информацию о ряде событий (предупредительные световые сигналы, сообщения и т. п.) выражают важные переменные величины, увеличивающие неопределенность некоторых сообщений, на которые нужно отреагировать. Эти переменные увеличивают объем информации (т. е. увеличивают число возможных сообщений или изменяют их относительную частоту) что ведет к росту нагрузки на оперативную память, возможности ошибок и времени переработки информации.

" Латентность — скрытый период реакции, равный времени от начала предъявления стимула до начала объективного признака ответа (нервного импульса, движения руки, изменения кожного сопротивления и т. л.). —Прим. ред.

Рис. 5.9. Закон Хика—Хаймана •— линейная зависимость между информативностью стимула (Hs^gihl) и временем реакции. Время реакции нельзя точно вычислить без знания значений других переменных (например, совместимости стимула), которые влияют на него.

Переработка информации, принятие решения

Различимость стимула. Если имеющиеся стимулы похожи лруг на друга, то скорость реакции снижается [85J. Иногда проектировщики систем ничего не могут поделать со сходством стимулов, на которые оператор должен реагировать (например, в случае стимулов, обусловленных окружающей средой). Однако, если для представления информации оператору используются искусственные символы или коды, их следует делать как можно более непохожими. Для этого надо добиваться, чтобы отношение числа признаков, по которым отличаются отдельные наборы стимулов, к числу признаков, общему для них, было наиболее близким к 1/2 [138]¹'. Предположим, что два двигателя закодированы как ENG00141A и ENG00142A. Для различения этих двух кодов требуется больше времени, и вероятность их спутать будет больше, чем если бы двигатели были закодированы просто как ENG1A и ENG2A или, еще лучше, как Е1 и Е2. Конечно, иногда необходим дополнительный материал для различения данных единиц информации от других (например, от ENG00142B). Переработка информации заметно облегчается, если исключен лишний дополнительный материал.

Совместимость стимула и реакции. Физическая связь, или совместимость, между набором стимулов и набором ответных реакций mo»-'.v оказывать большое влияние на скорость реакции. Некоторые совместимые связи определены в пространстве. Например, на стимулы, находящиеся справа, нужно реагировать с помощью ответных устройств, также расположенных справа и обладающих прямолинейным движением указателя или его вращением по часовой стрелке [127J. Более того, физическому расположению стимулов в определенной ориентации должна соответствовать та же ориентация и для ответных реакций на них [43J. Если возможно, реакция на стимул должна быть тесно связана физически с самим стимулом.

Как отмечалось в разд. 5.1.3, совместимость индикаторов — особый случай совместимости, определяемой стимулом и реакцией на него. Поэтому важно, чтобы отображаемая величина и ее физическая модель в уме оператора были конгруэнтны, т. е. сравнимы, включая направление изменения этой величины [108, I56J. Так должно быть всегда независимо от того, требуется или нет немедленная реакция на воспринимаемую величину.

Совместимость может также определять отношение между управляющим движением и сигналом обратной связи, который отображается на круговом или линейном индикаторе. Здесь

'> В приводимом ниже примере отношение 1/9(ENG00141A) хуже, чем l/5(ENGlA), и намного хуже, чем 1/2(Е1). — Прим. ред.

238 Глава 5

Рис. 5.10. Отношения между органом управления и индикатором и их стереотипы.

движение указателя в «ожидаемом» направлении быстро подтверждается. Указатель, который движется в направлении, противоположном ожидаемому (т. е. является несовместимым с управляющим движением), может вызвать у оператора непроизвольное изменение направления управляющего движения на противоположное, как если бы он подумал, что его первоначальное действие было неправильным. Рис. 5.10 демонстрирует ряд взаимоотношений между органом управления и индикацией, которые дают представление о стереотипах восприятия, т. е. об ожидаемых связях между управляющим движением и перемещением указателя на индикаторе [75, 156]. Иногда, как в случае, представленном на рис. 5.10, в, эти отношения очевидны, потому что все принципы согласуются между собой. Однако в других случаях панель расположена так, что принципы могут противоречить друг другу. Тогда стереотипы восприятия указывают, какой принцип будет доминировать. Ниже приведено пять общих принципов соответствия между органом управления и индикацией.

1. Стереотип «по ходу часовой стрелки». Доминирует следующая тенденция: для изменения переменной величины нужно вращать ручку по часовой стрелке.

2. Стереотип увеличения по ходу часовой стрелки. Сущест-

Переработка информации, принятие решения

пует такой стереотип: чтобы величина возрастала, нужно вращать ручку по часовой стрелке или передвигать рычаг вверх или направо (рис. 5,10, в и г).

3. Стереотип близости движений. Предполагается, что при любом вращающемся органе управления его часть, расположенная ближе всего к движущемуся указателю на индикаторе, движется в том же направлении, что и указатель. Шкала на рис. 5.10,0 соответствует этому принципу. Шкала на рис. 5.10, г нейтральна, потому что движение самой близкой част» органа управления происходит под прямым углом к движению указателя индикатора. Однако расположение шкалы на рис. 5.10,(3 нарушает этот принцип. Здесь движения ближайшей части ручки управления и указателя индикатора противоположны. Рис. 5.10, д представляет пример конфликтной ситуации. С одной стороны, выдерживается принцип 2 (увеличение— по ходу часовой стрелки), с другой стороны, нарушен принцип 3. В таком случае, как считает Лавлис [75], доминирует принцип 3, т. е. будет лучше, если в устройстве на рис. 5.10,<Э для отображения увеличения параметра использовать движение указателя вниз. Устройство на рис. 5.10, в соответствует обоим принципам и поэтому является наилучшим решением.

4. Соответствие. Как линейные (рис. 5.10, е, но не ж), так и вращательные (рис. 5.10,6 и з) движения органа управления и указателя на индикаторе должны осуществляться в одном направлении. Однако на рис. 5.10, з принцип соответствия входит в противоречие с принципом близости движений 3. Здесь Лавлис [75] считает, что должно доминировать соответствие. Однако в устройстве, показанном на рис. 5.10,6, в котором для отсчета используется только верхняя половина лимба, уст-

. ранена проблема рис. 5.10, з.

5. Соответствие местоположений. ~ Если несколько органов управления и соответствующие им индикаторы не могут быть расположены близко друг к другу, то конфигурация расположения индикаторов должна соответствовать конфигурации расположения органо& управления. Если это не удается осуществить, то происходит нарушение стереотипов популяции. Классический пример — неправильная связь ручек управления и газовых горелок на кухонной плите. В работах [16, 126] показано, что существуют самые разнообразные стереотипы связей между ручками управления и соответствующими горелками.

Вероятно, самой важной информацией, полученной в исследованиях о пространственной совместимости и стереотипах направлений движения, является рекомендация стараться использовать такие конфигурации, в которых все принципы согласуются между собой. Если какие-то принципы противоречат друг

240 Глава 5

другу (даже если один принцип «сильнее» другого), суммарный стереотип движения все же ослабляется, и вероятность непреднамеренной ошибки возрастает. Это особенно справедливо для случаев кризисной или стрессовой ситуации, когда последствия ошибки очень серьезны [75J.

Совместимость может быть также определена на языке модальности входных и выходных данных. Уикенс и др. [156, 158J, например, нашли, что для задач преимущественно пространственных (на языке требований к центральной переработке информации) лучше подходят зрительные входные данные и работа с ручными органами управления, а для задач, которые требуют вербальной деятельности при центральной переработке информации (например, запоминание алфавитно-цифровой информации), лучше подходят слуховые входные данные и речевые ответы. Этот принцип может служить полезным руководством для принятия решения о том, какие задачи наилучшим образом обслуживаются распознаванием речи и синтезаторами человеческого голоса. В частности, для любой задачи, в которой ответы естественно представлены лингвистическими единицами (слова, буквы, цифры), лучше использовать для управления голос, а не клавиатуру. И напротив, задачи, которые требуют присущих им непрерывных пространственно-аналоговых ответов (например, непрерывное управление транспортным средством), лучше управляются с помощью пространственных органов ручного управления.

5.4.2. Темп предъявления стимулов

Иногда человек-оператор должен быстро реагировать на ряд неопределенных стимулов, которые следуют друг за другом. Такова задача сортировщика почты, машинистки и телетайписта. В подобных условиях время между последовательными стимулами и ответными реакциями на них может существенно влиять на эффективность переработки информации.

Скорость обработки информации — преимущество сложности решения. Когда два стимула, каждый из которых требует своей ответной реакции, следуют быстро один за другим, скорость реакции на второй стимул замедляется [66]. Это явление, известное как психологическая рефракторная фаза, распространяется и на те случаи, когда нужно обрабатывать информацию о нескольких быстро чередующихся стимулах [148]. Оно показывает, что существует предел для числа выбираемых ответных реакций, которые могут быть сделаны в единицу времени. Дебекер и Десмедт [29] нашли, что для самой простой из всех возможных альтернатив (1 бит) этот предел равен

Переработка информации, принятие решения

24!

приблизительно 2 решение/с. В то же время существуют очевидные обстоятельства, когда люди могут передавать информацию с большей скоростью. Опытная машинистка может передавать до 8—10 бит/с. Одной из причин такой большой скорости является то, что каждый удар по клавише передает больше, чем минимум 1 бит/реакция.

Различие между тестом на время реакции выбора и работой опытной машинистки иллюстрирует фундаментальный принцип переработки информации, описанный Уикенсом [156J как преимущество сложности решения [1, 13J. Это означает, что человек-оператор может передать больше информации в единицу времени, если эта информация представлена меньшим числом более сложных решений, а не большим числом простых решений. Рост сложности решения замедляет несколько скорость каждого отдельного решения (рис. 5.9). Но это замедление более чем компенсируется за счет увеличения объема информации на одно решение. Таким образом, из двух произведений типа (решение/с) X (информация/решение), всегда больше то, у которого больше второй член.

Преимущество сложности решения имеет отношение к созданию ответных устройств. Эти устройства должны проектироваться так, чтобы собирать максимально большое количество информации на ответ. Голосовая передача явно выполняет это требование, а пишущая машинка дает больше информации на один ответ, чем устройство азбуки Морзе. Скорость переда чи информации через пишущую машинку ограничена ее размером и скоростью движения пальцев от клавиши к клавише [95]. Это ограничение наводит на мысль о преимуществах аккордной клавиатуры, на которой различные комбинации клавиш нажимаются одновременно. Было показано, что такие устройства, применявшиеся для записи стенограмм в суде [118], при сортировке почтовых отправлений [25] и для машинописи (переделанные серийные пишущие машинки) [73, 50], действительно могут использовать преимущество сложности решения, чтобы обеспечить более высокую скорость передачи информации.

Преимущество сложности решения имеет значение и для взаимодействия людей с компьютерными базами данных или иерархическими системами выбора пункта меню. Любая из этих систем может быть описана «шириной» выбора альтернатив, представляемых оператору в каждый момент времени, и его «глубиной», т. е. количеством последовательных выборов, необходимых для достижения дна иерархического меню. Значение преимущества сложности решения, подтвержденное в эксперименте Миллера [83], состоит в том, что при небольшом количестве «широких» уровней («поверхностная» структура)

242 Глава 5

перебор пунктов меню может быть выполнен быстрее, чем при большом количестве узких уровней («глубинная» структура). Конечно, ширина на данном уровне будет зависеть от объема оперативной памяти пользователя-новичка (разд. 5.2).

Стресс скорости в сравнении со стрессом нагрузки. С преимуществом сложности решения тесно связано общее положение, что операторы могут обрабатывать высокоскоростную информацию, исходящую из одного источника, быстрее, чем исходящую с более медленной скоростью из нескольких источников [22, 491. Таким образом, для повышения скорости передачи информации [информация/(с-источник)] X (число источников) следует по возможности увеличивать первый член, а не второй. Эти два члена определяют соответственно стресс скорости и стресс нагрузки. Например, предположим, что контролер качества изделий должен проверять их определенные характеристики по трем различным каналам, показываемым на видеоиндикаторе. Авторы работы [49] показали, что производительность труда контролера будет больше, если отображения всех изделий расположены в одном, а не в трех разных местах.

Предварительный просмотр. Как отмечалось в разд. 5.1.4, предварительный просмотр информации приносит пользу. Это особенно верно с задачах с последовательными реакциями, таких, как печатание на машинке или переписывание [53, 122]. Шаффер [121] в результате кропотливого исследования эффекта предварительного просмотра на производительность труда опытной машинистки показал, что постепенное увеличение количества предварительно просматриваемых знаков неуклонно увеличивает скорость печатания, пока это количество не достигнет приблизительно восьми. Предварительный просмотр большего количества знаков не дает увеличения скорости печатания. Как отмечалось в разд. 5.1.4, преимущества предварительного просмотра не ограничиваются только печатанием на машинке, но очевидны также и в таких задачах, как промышленное планирование, вождение автомашины и пилотирование самолета,

Темп деятельности. Темп деятельности касается режима работы, в котором последовательные стимулы следуют один за другим, и является важным понятием в таких задачах, как сортировка почты, конвейерная сборка или контроль качества. Режим работы можно описать двумя величинами. Одна из них — степень принудительности пли самозадаваемости темпа работы. При принудительном темпе работы последовательные

Переработка информации, принятие решения

стимулы следуют друг за другом через правильные, извне контролируемые межстимульные интервалы. При самозадаваемом темпе распределение работы во времени определяется самим оператором. Самозадаваемый темп работы может быть выполнен по-разному [например, установлением постоянных задержек между реакцией оператора и последующим стимулом (интервал реакция — стимул) или регулировкой межстимульного интервала J. Второй характеристикой как для принудительного, так и для самозадаваемого темпа работы является время между последовательными реакциями (стимулами).

Исследования влияния типа темпа работы на ее производительность при любых обстоятельствах не показали превосходства одного из ннх [115, 23, 156]. В довольно широком диапазоне временных интервалов обнаруживается незначительное различие между ними. При коротких интервалах в лабораторных задачах на время реакции (стресс высокой скорости) отчасти выявляется, что принудительный темп работы дает более точные результаты при равной скорости выходных данных [143]. В то же время обратный результат был получен при слегка замедленной скорости моделируемых промышленных задач [6].

Важно понять, что относительные преимущества самозадаваемого темпа работы будут возрастать в той степени, в какой сложность обработки информации становится более изменчивой для разных стимулов. Изменчивость в свою очередь зависит от изменения качества стимулов или любого фактора, рассмотренного в разд. 5.4.1. При значительной изменчивости латентного периода процесса переработки информации самозадаваемый темп работы позволяет оператору компенсировать длительную реакцию нп некоторый стимул короткой реакцией на другой стимул. При принудительном темпе работы, с другой стороны, проектировщик должен делать выбор: оставлять межстимульный интервал длинным (достаточным, чтобы приспособиться к самым долгим латентным периодам процесса переработки информации) или сделать его коротким. Первый путь ведет к накоплению «мертвого времени» ожидания. Второй создает условия, при которых для переработки некоторых стимулов времени недостаточно, что как следствие приводит к ошибкам.

5.4.3. Ошибки

В предыдущих разделах рассматривались такие характеристики задачи, как совместимость, вероятность и темп выполнения, и их влияние на латентность. Большинство переменных, увели-