СЛОВО К МУДРЫМ 4 страница

Обслуживание многих станков требует высококоординированной 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 ограничения 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 ignoramus не значит ignorabimus" [13, с.241].

Сенсорные коррекции осуществляются в общем случае всеми имеющимися в распоряжении организма рецепторными 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 уровневого 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 стереотипизуется. 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 недостаточность 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 отсутствие 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 транс формированных 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 (исознания), 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 конечном счете представляет собой как бы субстанцию, каркас образа. И если верно положение о том, что деятельность умирает в продукте, то точно так же должно быть справедливо положение о том, что образ умирает, воплощается в деятельности, чтобы возродиться в результате ее завершения.

Именно поэтому образы обладают свойством открытости. Чувственная ткань пространственного образа, связанная по своему происхождению с активными движениями субъекта в окружающем мире, может выступать в качестве регулятора исполнительных действий. Осуществление последних вновь приводит к трансформации биодинамической ткани в чувственную, к расширению и фиксации в образе все новых и новых свойств предметной действительности. Однако сложившийся детальный образ окружения сплошь и рядом оказывается чрезмерно избыточным для решения утилитарных задач регуляции исполнительных актов, хотя он, разумеется, необходим для принятия решения о целесообразности того или иного действия. Средством преодоления избыточности при стереотипизации и стандартизации условий выполнения действия является трансформация пространственного образа, его биодинамической ткани в более или менее автоматизированную схему. В складывающихся в результате такой трансформации схемах, а затем и в символах усиливаются элементы абстрагирования и соответственно уменьшается удельный вес биодинамической и особенно чувственной ткани.

Сказанное выше позволяет прийти к заключению, что образы, равно как и движения, следует рассматривать как функциональные органы регуляции поведения. Подобная трактовка образа как органа индивидуальности вытекает из воззрений А.А.Ухтомского, рассматривавшего доминанту в качестве особого функционального органа. Он писал о ее внешнем и внутреннем выражении [23]. К внешнему выражению доминанты относится стационарно выполняемая работа или рабочая поза организма. К внутреннему выражению относится переживание доминанты в виде сокращенного символа ("психологическое воспоминание"). На эту сторону дела в трудах А.А.Ухтомского обратил внимание Б.Г.Ананьев, который также подчеркивал, что целостный, или интегральный, образ может рассматриваться как своеобразный орган поведения [24]. Подобная единая трактовка движений, образов, установок как функциональных органов индивидуальности облегчает выявление существующих между ними взаимоотношений.

Каждый человек имеет множество образов самых различных пространств: комнаты, улицы, города, любимой картины и т.д. Некоторые из нас свободно ориентируются в микроскопическом пространстве и даже в пространстве космоса, причем несомненна способность легко переходить от работы в одном пространстве к работе в другом пространстве. Образы внешнего окружения, как правило, включают в себя и "схему тела".

Схема тела – это обобщенное представление человека о своем теле: контуре и габаритах, его границах и ориентации и состоянии движения в окружающем пространстве. Ф.Д.Горбов [25] отмечал, что, непрерывно изменяя положение тела, человек одновременно создает и опробует постуральную модель, формирующую схему тела. Воспринимаемые границы схемы тела чрезвычайно подвижны. В схему тела включаются одежда и разнообразные орудия труда (перо, лопата, автомобиль, танкер и т.п.). Ярким примером пространственных свойств образов являются возникающие у ампутированных феномены движений фантомных конечностей, когда культя в действительности не двигается.

Приведенные примеры свидетельствуют о постепенном отодвигании чувствительности индивида во внешнее пространство, о построении индивидом все более адекватных и сложных пространственных образов и моделей реальности. Естественно, что в субъективных образах в зависимости от задач деятельности отражение физического пространства может трансформироваться. Оно может восприниматься в прямой и образной перспективах, намеренно сжиматься или растягиваться, схематизироваться и пр. Описание субъективных образов, представлений и действий в терминах пространственно-временных свойств не более условно, чем описание ДНК в форме двойной спирали. Не случайно специалисты в области психологии труда и эргономики давно работают в таких терминах и понятиях, как пространство моторного поля, пространственно-временные свойства движения и восприятия, наглядно-образные схемы, ориентирующие деятельность человека в рабочем пространстве. Используются и такие термины, как оперативная единица восприятия, образ-манипулятор, который несет в себе и отражение реальности, и ее понимание, и схему действия.

В зрительных образах отражается не только пространство, но и время. В симультанных картинах ("остановленных мгновениях") присутствуют элементы на стоящего, прошлого и будущего. Отражение времени в образах основано как на механизмах восприятия и экстраполяции движений, так и на механизмах, которые подобны полупрозрачной картотеке следов, зафиксированных в разные моменты времени. Это позволяет, с одной стороны, воспринимать мир стабильным, а с другой – учитывать в нем прошлые, текущие и предстоящие изменения. Следовательно, зрительные образы позволяют потенциально и актуально отражать действительность во всем богатстве как видимых, так и скрытых в определенный момент связей между предметами.

Отражение времени в образах представляет собой основу таких явлений, которые описываются терминами "потребное будущее" (Н.А.Бернштейн), "акцептор результатов действия" (П.К.Анохин), "актуальное будущее поле" (Л.С.Выготский).

Создание адекватного концептуального аппарата для описания структурных и функциональных характеристик пространственно-временных схем и конструкций, присутствующих в образах, оказывается чрезвычайно сложным делом, поскольку они, как правило, скрыты не только от внешнего наблюдения, но и от интроспекции. В онтогенезе фундаментальные перцептивные категории, образующие основу предметных значений, практически осваиваются до развития процессов вербального общения, в рамках которого первоначально формируется символическое знание о мире. По мере становления такой мощной системы произвольной регуляции деятельности, какой у взрослого человека является речь, создается впечатление, что процессы наглядно-образного отражения начинают играть подчиненную роль. Следует подчеркнуть, что и на этапе развитого речевого общения восприятие (и содержание образа) неидентично процессу отнесения к тем или иным условным категориям.

В информационном отношении образы представляют собой необычайно емкую форму репрезентации окружающей действительности. В них находит место информация о пространственно-временных, динамических, цветовых и фигуративных характеристиках предметов. Они многомерны, многокатегориальны, а также полимодальны. В образах отражаются не только фундаментальные перцептивные категории, но и взаимоотношения между ними как в рамках одной категории, так и интермодальные. Высказываются предположения о том, что наглядные образы легко трансформируются в амодальные образы, в перцептивные или предметные понятия – комплексы ("размытые понятия") и т.п. Другими словами, образы многослойны и генетически, и функционально, что позволяет человеку как бы перемещаться в мир символических значений и концептов, рефлектировать по поводу верхних слоев построенного им образа мира, сознательно оперировать знаками, символами, словами. Что же касается фундаментальных перцептивных категорий, то, хотя они и служат ориентирами практической деятельности человека, предметом рефлексии становятся редко. Конечно, человек продолжает эффективно использовать наглядно-чувственное, образное отражение предметной действительности, но преимущественно в скрытой, латентной форме.

Подобно тому, как разные стороны сложных двигательных актов обеспечиваются координированной работой различных уровней построения движений, воспринимаемая пространственная локализация объектов и описание их формы, судя по результатам специальных исследований [26], представляют собой продукты переработки информации на различных уровнях построения образа. В восприятии точно так же, как и при регуляции движений, осознается в первую очередь предметное содержание, соответствующее смысловой стороне стоящей перед субъектом задачи. Фоновые координации, реализуемые на более низких уровнях, не представлены в фокальной области сознания, даже если речь идет о таких процессах, как отражение яркостных характеристик или движения предмета. Эта латентность восприятия, полезная для субъекта, не освобождает психологию от ее вполне сознательного учета, от задачи реконструкции этого удивительного мира психической реальности, от поиска и развития объективных и вместе с тем психологических методов его исследования.

Реконструкция фоновых координации, осуществляемых на нижних уровнях процесса формирования предметного образа, особенно актуальна, потому что объекты, ситуации, события представлены в информационных моделях в закодированном виде. Нередки случаи, когда наиболее информативные признаки отображаемых объектов кодируются распределением яркостей, движением, а пространственные характеристики объектов – буквенно-цифровой информацией или точками и линиями на плоскости средств отображения. Операторы в этих случаях должны восстанавливать ситуацию на основании заведомо бедной, а часто и искаженной входной информации. Другими словами, фоновые, неосознаваемые в естественных условиях уровни в деятельности оператора становятся предметом специальных перцептивных действий, на основе которых только и может сформироваться предметный образ отображаемой ситуации.

Исследование работы операторов показывает, что отнесение сведений, получаемых оператором, к реальным объектам, часто выполняется им как вполне сознательное действие, которое вызывает определенные трудности и нелегко поддается упражнению и автоматизации. Об этих трудностях писал М.Л.Галлай:

Я представляю себе, как метался взгляд летчика от прибора к прибору во время этого разворота: крен, перегрузка, скорость, подъем, курс, снова скорость,.. Инерция прижимает тело к креслу... Дрожит от напряжения корабль... За покрытыми испариной стеклами кабины – сплошная молочная мгла, но летчик отработанным за годы полетов внутренним взором видит, какую хитрую, лежащую на самой грани возможного кривую описывает его машина".