книги / Эргономика и инженерная психология

сматривать минимальное влияние работающих друг на друга и обеспече­ ние удобных общих проходов. На рис. 10.2 представлены рациональный и нерациональный варианты размещения рабочих мест [8].

Частичной изоляции рабочих мест на общей площади можно достичь путем использования передвигаемых перегородок, в том числе и искрив­ ленной формы. Тем самым обеспечивается легкая перепланировка поме­ щений. Однако при таких вариантах часто возникают трудности простран­ ственной ориентации сотрудников и посетителей, возможность создания неоправданных тупиков. В этом случае в проходах целесообразно поме­ щать различные указатели.

На трудоспособность пользователей, большую часть смены эксплуа­ тирующих компьютеры, положительно влияет чередование периодов труда и отдыха. Установлено, что частые, но короткие паузы отдыха предпочти­ тельнее, чем редкие, но длительные.

10.4. Средства мультимедиа

Для получения с помощью компьютера желаемых видеозвуковых воспроизведений и эффектов используются специальные средства мульти­ медиа. Мультимедийные документы (носители) в отличие от обычных, со­ держащих текстовую и графическую информацию, могут включать в себя музыкальные записи, мультипликационную анимированную 1рафику, раз­ личные видеофрагменты. Информация на них (дисках), как правило, пред­ ставляется в цифровой форме большого объема.

Мультимедийное программное обеспечение служит для создания и воспроизведения мультимедийных объектов (образов).

В базовый мультимедийный комплект аппаратного обеспечения вхо­ дит звуковая плата (звуковая карта). Она подключается к основной (мате­

ринской) плате компьютера и служит для образования звуковой информа­ ции (речи, музыки). К выходу звуковой карты подключаются звуковые ко­ лонки. В состав звуковой платы входит синтезатор звука. Существуют синтезаторы, основанные на воспроизведении звучания музыкальных ин­ струментов.

В базовое аппаратное обеспечение включаются также дисководы СД-ROM, которые позволяют не только считывать соответствующие про­ граммы, но и прослушивать содержание звуковых компакт-дисков.

Помимо того, мультимедийная аппаратура может содержать микро­ фоны для ввода в компьютер информации от различных источников звука, в том числе и в стереоформе. Для индивидуального прослушивания звуко­ вой информации применяются наушники.

Средства мультимедиа позволяют получать как статические, так и динамические изображения объектов. Специальные программные средства используются для просмотра изображений и для их редактирования.

Необходимость быстрой смены большого объема информации при изображении подвижных образов требует использования в персональных компьютерах дополнительных технических и программных средств. Ими являются жесткие диски большой емкости, специальные дисководы, а так­ же алгоритмы и устройства сжатия видеоизображений с последующим их восстановлением.

Возможности быстро развивающейся вычислительной техники по­ зволили приступить к созданию образов, воспринимаемых человеком, как отражение свойств реального мира. Такую образную информацию, на­ правленную на восприятие различными анализаторами человека, принято называть виртуальной реальностью или виртуальными мирами. Для их создания помимо специальных программ используются различные техни­ ческие средства. С целью получения трехмерного, объемного изображения

применяются дисплеи с высокой частотой вертикальной развертки луча в сочетании со специальными очками пользователя. Другой способ основан на принципе одновременного восприятия изображения отдельно левым и правым глазом. Для подвода изображения к каждому глазу используются два световода [10].

Известно, что при восприятии свойств многих предметов человек широко использует тактильную информацию. Для создания тактильных ощущений в виртуальных системах применяются специальные перчатки с изменяющимся давлением на поверхность рук. Модели виртуального мира могут воздействовать на все анализаторы человека. Средства моделирова­ ния виртуального мира могут быть использованы не только в развлека­ тельных целях.

Комбинированное имитационное моделирование сложных систем человек - машина - среда, а также сконструированные кафедрой ВТАУ ПГТУ и другими организациями электронные тренажеры свидетельствуют о том, что творческое использование виртуальных моделей открывает но­ вые возможности учета человеческого фактора в эргономике [10, 16]. Осо­ бенно перспективно применение виртуальных моделей среды при исследо­ вании и разработке систем, в которых человек оценивает текущую ситуа­ цию не через состояние информационной модели, а путем непосредствен­ ного восприятия реальных объектов, несущих ему важные сигналы раз­ личной модальности.

Трудно переоценить возможности использования виртуальных моде­ лей в дизайне, которые позволяют с максимальной адекватностью на этапе проектирования изделия или предметной среды оценивать не только их функциональные, но и эстетические качества, легко изменять свойства мо­ делей различных объектов и условия их восприятия человеком. Также этот метод открывает новые возможности в области образования, психотера­ пии, отдыха.

В то же время непрофессиональное применение виртуальных моде­ лей мира может наносить вред психическому и физическому здоровью че­ ловека. Пребывание и «деятельность» человека в виртуальном мире прин­ ципиально отличаются от его взаимоотношений с реальной материальной и социальной действительностью. В искусственном мире на возможности человека не накладывается никаких офаничений, существующих в пред­ метном мире. При этом реализация любых целей не сопровождается адек­ ватными интеллектуальными и физическими затратами, что искажает есте­ ственное развитие способностей человека, так нужных для успешной дея­ тельности в реальном мире. В этих условиях человек может испытывать сильнейшие положительные эмоции без оплаты их соответствующим тру­ дом. Длительное или частое пребывание человека в виртуальном мире компенсирует дефицит в межличностных отношениях, что ведет к потере навыков общения с другими людьми и к все меньшей потребности к тако­ му общению. Причиной этих явлений является отсутствие или дефицит предметности в свойствах виртуального мира.

Все указанные выше негативные явления уже подтверждены много­ численными фактами. Особую опасность эти средства представляют для детей и лиц юношеского возраста, особенно в те уже недалекие времена, когда их широко примут на вооружение средства массовой информации, нередко преследующие чисто коммерческие цели.

Возможности современной науки о человеке и технике позволяют минимизировать указанные нежелательные явления, хотя свести их к нулю невозможно. В каждом случае для реализации этих возможностей требует­ ся творческий подход к конкретным условиям и задачам использования моделей виртуального мира, совместная деятельность специалистов высо­ кой морали и квалификации различного профиля, обладающих широким кругозором.

Контрольные вопросы

1.Основные эргономические принципы проектирования пользова­ тельского интерфейса.

2.Эргономические требования, предъявляемые к клавиатуре ком­

пьютера.

3.Преимущества и недостатки мыши как средства ввода информа­

ции.

4.Эргономические показатели джойстика.

5.Эргономическая характеристика сканеров, графических планше­ тов, окулометрических средств ввода информации.

6.Эргономические требования, предъявляемые к дисплеям.

7.Сравнительная эргономическая характеристика принтеров раз­ личных конструкций.

8.Перспектива речевого общения человека с ЭВМ.

9.Эргономические требования к условиям деятельности пользова­ теля ЭВМ.

10.Оценка компьютера как средства мультимедиа.

И.Возможности компьютера как средства формирования виртуаль­ ных миров и перспективы их применения в дизайне и других сферах дея­ тельности человека.

12.Негативные последствия широкого и непродуманного внедрения средств формирования виртуальных миров.

11. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЭРГОНОМИКЕ

Эргатическая (человеко-машинная) система включает в себя элемен­ ты или подсистемы (человек, технические средства), характеризующиеся сугубо различными формами существования материи. Вполне естественно, что методы исследования человека и техники традиционно развивались различными путями.

Особой сложностью отличается проблема исследования человека. Методы, имеющие целью определить состояние физиологических систем человека, используются для определения степени его утомления, возбуж­ дения, физических и психических нагрузок и т.д.

Другие методы применяются для определения возможностей челове­ ка по приему й переработке информации и реализации результатов этой переработки в форме управляющих действий.

Техническая часть эргатической системы исследуется методами со­ ответствующих прикладных наук. Наиболее сложным и ответственным этапом является исследование всей эргатической системы в целом. При этом для ее полной характеристики должны учитываться еще технологиче­ ские свойства среды, с которой взаимодействует система. Основная про­ блема при исследовании эргатической системы заключается в необходи­ мости описания функционирования взаимодействующих между собой че­ ловека, техники и среды на одном, общем языке. Ясно, что методологиче­ ской базой создания такого метода должны стать системный подход и сис­ темный анализ.

Современный специалист по эргономике должен ориентироваться в многочисленных современных методах исследования, знать их сильные и слабые стороны, уметь творчески использовать их для конкретных усло­ вий.

При современном состоянии науки основой физиологических, пси­ хологических и эргономических исследований является натурный экспе­ римент, позволяющий комплексно учесть все факторы, влияющие на функционирование конкретной эргатической системы в данных условиях.

Натурный эксперимент применяется на предпроектном этапе разра­ ботки новой системы, для чего этим методом исследуется ближайший дей­ ствующий ее прототип. При этом основной задачей является максимальное выявление всех резервов повышения эффективности системы. Эти резервы закладываются в техническое задание на проектирование нового образца.

Недостатком натурного эксперимента является трудность выявления отдельных факторов, влияющих на эффективность системы, невозмож­ ность их изменения и стабилизации (технических параметров, свойств сре­ ды и т.д.).

Натурный эксперимент обычно предполагает наблюдение исследова­ теля за функционирующей системой. Основным объектом наблюдения яв­ ляется человек-оператор или ЛПР. Наблюдение опытных экспертов за процессом поиска информации человеком, его позой, работоспособностью и т.д., наряду с фиксацией показателей эффективности всей системы, по­ зволяет выдвинуть гипотезы о путях повышения качества деятельности.

Одним из промежуточных методов проверки этих гипотез является организация и анализ результатов собеседования с операторами или ЛПР и их анкетирования. Первый из них имеет преимущество в гибкости процес­ са получения информации, а второй - в меньшей трудоемкости. Может быть использован дополнительно и трудовой метод, заключающийся в оценке системы самим исследователем, исполняющим роль оператора или ЛПР. При этом следует иметь в виду субъективность получаемых резуль­

татов. Для оценки резервов системы целесообразно использовать также экспертные методы.

Более объективную проверку гипотез о возможных путях повышения эффективности системы может дать лабораторный эксперимент. Он позво­ ляет выявить влияние на эффективность всей системы какого-либо факто­ ра (средств отображения информации, органов управления, динамических свойств объекта управления и т.д.), абстрагируясь от других, легко автома­ тизировать статистическую обработку результатов эксперимента. Недоста­ ток лабораторного эксперимента заключается в невозможности комплекс­ ного учета всех факторов, влияющих на системы в реальных условиях, на­ пример в невозможности применения для оценки эргатических систем ме­ тода наложения результатов влияния различных факторов.

11.2. Физиологические и психологические методы

Наиболее распространенными физиологическими методами являют­ ся электроэнцефалография (ЭЭГ), кожно-гальваническая реакция (КГР), пневмография, электромиография (ЭМГ), определение артериального дав­ ления и частоты сердечных сокращений. Каждый из этих методов требует использования специальной аппаратуры.

Метод ЭЭГ основан на том, что некоторые изменения физиологи­ ческого состояния человека отражаются на ряде параметров электрических потенциалов коры головного мозга, имеющих волновой характер. При этом рассматриваются колебания потенциалов в характерных диапазонах частот. Так, например, составляющее в диапазоне 8-13 Гц (a-ритм) позво­ ляет судить об изменении внимания и психического напряжения человека. Повышение утомления приводит к снижению амплитуды a -ритма и его относительной продолжительности. Эмоциональное возбуждение сопро-

вождается увеличением амплитуд колебаний с частотами 4-8 Гц (тетаритм) и 15-30 Гц (бета-ритм).

Метод КГР основан на изменении разности электрических потенциа­ лов между различными участками кожи и изменении электрического со­ противления между ними при вариациях физиологического состояния че­ ловека.

Возрастание сопротивления кожи свидетельствует о психическом утомлении, а падение - об увеличении психического напряжения, возбуж­ дения, о наступлении предстрессового или стрессового состояний. Психи­ ческое напряжение и стресс приводят к повышению разности потенциалов.

Под влиянием психического напряжения и наступления состояния тревожности возрастает на 30 % и более частота дыхательного ритма, со­ провождаемая уменьшением глубины дыхания.

Изменение напряжения мышц сопровождается колебаниями их элек­ трического потенциала. С помощью ЭМГ можно судить об удобстве крес­ ла оператора и эргономических свойствах органов управления.

Оценивать качество систем отображения информации (СОИ) и осу­ ществлять анализ самого процесса информационного поиска человека можно методом электроокулографии. Он позволяет вести графическую фиксацию траекторий взора человека.

Среди психологических методов отметим использование показателей психомоторики: латентный период и реакция на движущийся объект. В процессе деятельности латентный период может возрастать до 50 % и бо­ лее, а коэффициент его вариации - более чем на 16 %.

При утомлении и возрастании эмоционального напряжения полезно использовать явление снижения критической частоты мельканий.