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 ignoramus не 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.

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

 

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].