книги / Эргономика и инженерная психология
..pdfОтведение каждому пользователю отдельного помещения изолирует его от посторонних помех и позволяет вести конфиденциальные перегово ры с заказчиком. Недостатками такой планировки являются возникновение у пользователя чувства изоляции от сослуживцев и трудности контроля за деятельностью каждого из членов коллектива.
Рис. 10.2. Варианты расположения рабочих мест с персональными компьютерами: а - рекомендуемое; б - нерекомендуемое
Общие рабочие помещения имеют противоположные достоинства и недостатки. Размещение рабочих мест на общих площадях должно преду
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.