"Отдайте же человеку человеческое, а вычислительной машине – машинное. В этом и должна, по-видимому, заключаться разумная линия поведения при организации совместных действий людей и машин"

Н. Винер.

"...Сила любых исследований в органическом сочетании способностей человека и возможностей автоматики. Этот вывод подсказывает весь ход развития науки …, когда одной из величайших сил прогресса стала совместная работа человеческого разума и автоматических средств. Здесь важно разделить, что следует делать человеческому разуму и что мы можем поручить автоматике...”

М.В. Келдыш

Глава 7. Системные аспекты работы исследователя.

7.1. Место и роль исследователя в структуре медико-биологических исследований

Как было показано в главе 5, при изучении общей структуры медико-биологических исследований (см. рис. ), биологический объект может занимать не только место объекта исследования. Другим его положением является место исследователя (Исс), формирующего и осуществляющего (по крайней мере, контролирующего) программу исследований.

Обычно исследователю приписывают следующие функции для реализации программы исследований:

– анализ и отбор поступающей информации;

– фильтрация избыточной и устаревшей информации;

– опознавание и обобщение информации;

– оценка степени приоритета тех или иных данных, их сопоставление и прогнозирование изменений;

– уточнение и получение недостающих данных путем планирования специальных дополнительных исследований;

– принятие решений по тактике проведения управляющих мероприятий;

– реализация принятых решений путем передачи команд в исполнительные устройства;

– установка параметров и контроль работы аппаратуры и ряд других более частных задач.

Из этого перечня следует, что основой вовлечения человека в активную работу являются его интеллектуальные возможности, ряд его преимуществ перед техническими системами, достижение которых недоступно современной технике.

Главными достоинствами человека как управляющего звена являются способность принимать правильные решения при дефиците информации, накапливать, обобщать и использовать предыдущий опыт, находить и применять нестандартные, творческие решения. Очень большое значение имеет его мотивация к работе, заинтересованность в результатах, ответственность за порученную работу, которая позволяет человеку преодолевать трудности, превозмогать утомление, искать решения задачи даже, касалось бы, в безнадежных ситуациях.

В то же время машина обладает преимуществами перед человеком при выполнении многих операций, требующих от человека усилий, которые он выполнить не в состоянии. Особенно это касается выполнения больших объемов вычислений с высокой скоростью, точных и однообразных движений, в том числе и с применением больших усилий. Разработаны технические комплексы, которые работают в условиях, не совместимых с жизнью человека. Машина способна обнаруживать сигналы, модальность которых лежит за пределами восприятий органов чувств человека.

Сравнительная оценка возможностей человека и машины [ ] показывает, что основой создания высокоэффективных исследовательских систем является оптимальное разделение функций человека и машины при решении практических задач, взаимное дополнение и использование преимуществ каждого из разнородных по физической природе элементов.

Эта же проблема решается и при организации медико-биологического исследования, при этом место исследователя занимает специалист, подготовленный для решения задач биологии, медицины и экологии, – биолог, терапевт, хирург, психолог, эколог и т.п. Для успешного выполнения программ исследований необходимо также и его активное участие по управлению техническими средствами. Он ставит программу исследований и выполняет ее, по своему усмотрению применяя разные технические средства исходя из своего опыта и подготовки. Программа эксперимента, отдельные этапы ее выполнения, конкретные приемы работы с исследуемым объектом, т.е. содержательная сторона работы исследователя, для разных медико-биологических задач могут существенно отличаться. Однако формальные рабочие функции такого специалиста, связанные с управлением техническим подсистемами (установка режимов работы, параметров измерительных комплексов, подключение при необходимости дополнительных устройств и тому подобные действия), практически совпадают с функциями человека-оператора (ЧО) биотехнических систем (БТС), отвечающего за работу технической части БТС. Поэтому для характеристики проблем, связанных с обеспечением условий работы исследователя, и поиска путей их разрешения можно воспользоваться известными результатами по синтезу этого класса систем.

Исследованию факторов, влияющих на деятельность ЧО, посвящены многочисленнее исследования [ , , ]. Известно даже несколько научных направлений, изучающих разные стороны деятельности человека-оператора. С их помощью показано, что результативность выполнения функций ЧО зависит от многих факторов: функционального состояния систем его организма (в особенности сенсорных эффекторных систем), условий работы, уровня подготовки и т.д. При этом особое значение обращается на способы повышения качества и эффективности работы ЧО при одновременном создании таких условий работы, которые обеспечивают сохранение здоровья и гармоническое развитие личности в процессе трудовой деятельности.

Одной из главных становится задача обеспечения согласования характеристик разнородных по физической природе элементов в рамках одной исследовательской системы и формирование единой информационной среды, в которой работают технические устройства и человек. При этом трудности такого согласования связаны не только с совершенствованием технических звеньев систем, с помощью которых осуществляется информационный обмен между этими элементами, но и с разработкой методов подготовки человека к работе со сложными информационными образами. На их основании разработаны рекомендации по режимам труда и отдыха человека, организации его рабочего места, способам представления необходимой информации, методикам обучения навыкам работы и принятия управленческих решений. Результаты этих исследований можно легко применить и к обсуждаемым проблемам организации деятельности исследователя при проведении медико-биологических экспериментов, поэтому эти проблемы далее подробно не обсуждаются.

Как показывает практика проведения медико-биологических исследований, при организации изучения живых систем хорошо проявляется тенденция освобождения человека от рутинной работы и передача ее автоматическим устройствам. Однако не все функции можно передать техническим устройствам, так как есть такие задачи, которые не могут быть выполнены ими. В то же время для этого вида исследований свойственна особая роль тех представлений о состоянии объекта исследований, которые строит для себя специалист на основании совокупности всех данных об этом объекте – данных, которые получены с помощью технических средств, и данных личного общения с пациентом. Они становится основой для формирования окончательного заключения о состоянии объекта (совокупность суждений {F_ОИ}_Исс).

Изучение информационных образов типично для любых исследовательских задач, но для биомедицинского специалиста, особенно для медицинской практики, эта задача приобретает особое значение. На основании такого заключения принимаются управленческие решения – о применении лечебного (корректирующего) воздействия, прерывании программы эксперимента, введении дополнительных диагностических процедур и т.п. Исследователю предстоит сформулировать это заключение и взять на себя ответственность за последствия от принятого решения. Этим можно объяснить стремление специалиста как можно более полно “видеть” объект изучения. Все имеющиеся знания и данные о нем он старается объединить в единую “картину” – информационный образ, на основании которого можно получить более убедительное заключение о состоянии здоровья пациента, что позволяет сделать обоснованным выбор дальнейших действий.

Аналогическая задача стоит перед биологом и экологом, только объект их интересов другой – либо разные виды биологических организмов (в том числе и человек, но как объект научных, а не медицинских исследований), либо объекты из Окружающей Среды. И в том и в другом вариантах исследователь имеет дело с живыми системами, поэтому все проблемы, связанные как с оценкой их состояния, так и с управлением изменившемся под влиянием каких-либо факторов состоянием, сводятся к изучению образа состояния этой системы и составлению заключения о дальнейших действиях. Основой для подробного обобщения является вся имеющаяся в его распоряжении информация.

Возрастающая интеллектуализация труда резко увеличивает нагрузку на нервную систему человека, что приводит к утомлению и другим изменениям физиологического состояния человека, влечет за собой увеличение ошибочных решений и действий, выполнение которых приводит к непредсказуемым последствиям. Ошибки в управлении сложной медицинской техникой могут обернуться трагедией для пациента. В этом плане исключительно важны исследования взаимодействия человека и сложной техники и, прежде всего, аспектов, относящихся к инженерной психологии и эргономики.