Эргономика: человекоориентированное проектирование техники, программных средств и среды 9 страница

Рис. 2-7. Функциональная модель предметного действия:

А— афферентатор полимодальный; П— схемы памяти; О_д— образ действия; О_с— образ ситуации; ИП — интегральная программа, план действия; М — моторный компонент; ДП — дифференциальная программа; К — контроль и коррекция;

1 — предметная ситуация (двигательная задача,

мотив);

2 — установочный сигнал;

3 — текущие и экстренные сигналы;

4— текущие и экстренные команды;

5— изменение предметной ситуации;

6 — информация из окружающей среды;

7 — информация из схем памяти;

8 — актуализация образа;

9— информация, релевантная двигательной задаче;

10 —формирование программы, плана действия;

11 — схема действия;

12 — детализация программ действия;

13 —моторные команды;

14— текущая информация от движения;

15— текущий коррекционный сигнал;

16— упреждающая обратная связь;

17— коррекционные моторные команды;

18— конечная информация от движения;

19— изменение предметной ситуации

(информация для образа ситуации и образа действия);

20— изменение предметной ситуации

(информация для полимодального

афферентатора);

21 — конечный результат;

22— информация в схемы памяти.

Основная функция дифференциальных программ состоит в декомпозиции плана целостного действия. Ин­формация из дифференциальных программ также идет по двум каналам: по каналу прямой связи она попадает в блок коррекций и контроля, а затем — в моторный компонент действия. Таким образом, в блоке контроля и коррекций еще до начала моторного ответа имеются общее представление о схеме действия и начальные условия — детали требуемого действия.

Решение о необходимости корректировки действия вырабатывается на основе сличения информации о на­чальных условиях, хранящейся в блоке контроля и кор­рекций, и текущей информации о движении, поступаю­щей из моторного компонента. В результате вырабатыва­ется коррекционный сигнал, который после переработки в блоке дифференциальных программ преобразуется в коррекционные моторные команды. Последние в виде" текущей информации вновь поступают в блок контроля и коррекций, где процесс сличения повторяется. В случае сложного движения процесс может повторяться много­кратно. Решение об окончании действия принимается на основе сопоставления информации о движении и инфор­мации о схеме действия. Эта информация поступает в интегральную программу, где она сравнивается с инфор­мацией об изменениях, внесенных моторным актом в предметную ситуацию. При их несовпадении план кор­ректируется, а в случае совпадения принимается оконча­тельное решение о выполнении действия и эта информа­ция поступает в схемы памяти и там хранится.

Сформировавшаяся система предметного действия может функционировать на разных уровнях: ее свойства удовлетворяют требованиям, предъявляемым к жестким, самонастраивающимся и самоорганизующимся систе­мам. Предложенная модель пригодна для описания раз­нообразных видов и форм человеческого действия: это дискретное и непрерывное слежение, медленное и бал­листическое, формирующееся и заученное, исполнитель­ное и пробующе-перцептивное, планируемое и экстрен­ное действия. В осуществлении любого из перечислен­ных действий принимает участие специфический для него набор компонентов и связей между ними.

2.5.2. Общая характеристика математических моделей в эргономике

 

В проектной практике эргономики большое внима­ние уделяется развитию математических моделей. Основ­ное преимущество этих моделей состоит в том, что они позволяют рассматривать эргономические проблемы уже с момента зарождения программы, разработки, а не на предпоследнем этапе только для того, чтобы как-то вклю­чить человека в систему. Будучи вовлеченными в проект­ную деятельность с первоначального ее этапа, эргономис­ты оказываются перед необходимостью кардинального, а не частичного решения проблем человеческого фактора в технике, что, в свою очередь, стимулирует инноваци­онную деятельность по созданию изделий, рабочих мест и систем. Не менее существенно и то, что эргономические проектные решения в таких случаях, как правило, наиболее экономичные.

Кроме традиционных преимуществ, имеются допол­нительные аргументы в пользу использования математи­ческих моделей в эргономике [23]. Первый состоит в том, что эргономисты совместно с проектировщиками, инже­нерами, системотехниками участвуют в создании техни­ки и технологии. А партнеры эргономистов привыкли иметь дело с количественными показателями. Второй аргумент в пользу математических моделей в эргономике обусловливается ее тесным взаимодействием с общей теорией систем, которая открывает широкие возможнос­ти для применения математических методов. Суть третье­го в том, что математическое моделирование является важным средством развития эргономики как научной дисциплины. Четвертый аргумент: математическое моде­лирование применяется для изучения такого сложного явления, как деятельность человека. Пятый довод: мате­матические модели требуют определенной системы и способствуют повышению культуры в сборе данных. Шестой аргумент в пользу применения математических моделей в эргономике — они позволяют нередко осу­ществлять синтез там, где раньше он был невозможен.

Важно знать не только доводы в пользу применения математических моделей в эргономике, но и те ограниче­ния и подводные камни, которые с этим связаны.

1. Возможности моделей ограничены и они могут неаде­кватно отражать деятельность человека.

2. Модели могут давать повод для необоснованных экстра­поляции. Например, сервомеханическая модель предла­галась для применения в эргономике. Вначале эта мо­дель касалась лишь деятельности оператора при выпол­нении задачи компенсаторного слежения. Затем пред­принимались попытки использовать ее для изучения деятельности, в которой определяющее значение при­обретают такие факторы, как память и способность прогнозирования. Однако сервомеханические модели теряют свою эффективность при их экстраполяции на эту область.

3. Модели могут отрицательно влиять на проектирование работы. Существует опасность, что проектировщики, используя математические модели, будут видеть в рабо­чем месте интеграцию отдельных задач, количественно выражаемых, и не будут обращать внимание на соци­альный аспект деятельности.

4. Модели могут толкать на упрощенные эксперименты. В то же время могут создаваться модели на основе упро­щенных экспериментов.

5. Даже простые описательные модели могут иметь свои внутренние проблемы. Тем более это относится к слож­ным математическим моделям. Многие модели, особен­но касающиеся когнитивных процессов, настолько слож­ны, что даже трудно представить возможность их про­верки, разве только на очень глобальном уровне.

6. В некоторых случаях модели превращаются в самоцель. Устанавливаются взаимосвязи, которые не имеют прак­тической ценности. Поскольку практическая пригодность модели редко бывает видна в самом начале работы над нею, то значительные потери времени без практическо­го эффекта — вещь неизбежная.

Выделяют три типа эргономических моделей:

1. Модели, которые позволяют прогнозировать деятель­ность и работоспособность человека, но которые слабо или совсем не учитывают характеристики оборудования. " 2. Модели, позволяющие прогнозировать функционирова­ние системы, но которые мало или совсем не учитывают характеристик человека и его деятельности, разве что косвенно.

3. Модели, включающие как свойства человека и характе­ристики деятельности, так и параметры оборудования, т.е. деятельность человека с оборудованием и влияние функционирования оборудования на человека в той форме, в какой они сказываются на эффективности функционирования системы [24].

Математическое моделирование в эргономике соче­тается с использованием других методов, что характерно не только для этой дисциплины. "Необходимо сочетать моделирование с профессиональным чутьем, расчетами на бумаге, экспертными оценками и достижениями мно­гих других наук. Ни один из методов математического моделирования также не способен родить мудрого реше­ния, окажись он в руках глупца" [25].

Трудности, испытываемые разработчиками моделей, в первую очередь относятся к алгоритмам и вводимой информации. Наиболее трудно поддающиеся определе­нию классы переменных — мотивационные и когнитив­ные. Когда специалисты по эргономике вводят в свою модель такую переменную, как мотивация, они часто определяют ее в таких терминах, как высокая, средняя и низкая. Здесь сразу же напрашивается вопрос: высокое, среднее или низкое — что? Переменная, лишенная объ­ективного содержания, добавляет еще один неизвестный элемент во включающее ее уравнение. Многие модели содержат переменные именно этого типа. В результате большинство из них остаются мертворожденными, так как не основываются на достаточных эмпирических дан­ных. Сбор и подготовка информации в целях моделиро­вания представляет трудоемкую задачу. Приходится за­бираться далеко вглубь, что отнюдь не так интересно, как само создание модели. По этой причине эргономисты иногда экономят на информационной базе при разработ­ке моделей. Это существенно снижает полезность выпол­ненной работы [24].