
- •Предмет и задачи инженерной психологии
- •1.1. Предмет инженерной псннологни
- •1 .2. История развития инженерной и психологии
- •1.3. Задачи инженерной психологии
- •1.4. Методологические принципы и системный подход в инженерной психологии
- •1.5. Связь инженерной психологии с другими науками
- •Глава II инфо0рмационное взаимодействие между человеком и мишиной
- •1 2.1. Общие понятия об информации
- •2.2. Основные свойства и характеристики информации
- •2.3. Система переработки информации человеком
- •2.4. Обеспечение информационный процессов
- •2.5. Воспроизведение информации в системе «чешек-машина»
- •Система «человек - машина»
- •1 3.1. Особенности n классификация счм
- •Содержание инженерно-психологического обеспечения счм
- •3.2. Показатели качества систем «человек-машина»
- •3.3. Основные концепции анализа и проектирования систем «человек-машина»
- •3.4. Конфликты в системе «человек-машина» и способы их решения
- •Деятельность оператора в системе «человек - машина»
- •4.1. Понятие о профессии оператора
- •4.2.Оператор в системе «человек-машина»
- •Этапы деятельности человека-оператора
- •4.3. Психические явления в деятельности оператора
- •4.4. Психологическая характеристика деятельности оператора
- •4.5. Физиологическая характеристикадеятельности оператора
- •4.6. Деятельность оператора в особых условиях
- •4.7. Деятельность оператора в условиях потока сигналов
- •Общая характеристики методов
- •5.1. Классификация методов
- •5.2. Методы описания и анализа деятельности оператора
- •Многоуровневое описание операторской деятельности
- •1 5.3. Моделирование в инженерной психологии
- •Психологические методы
- •6.1. Опрос, наблюдение, эксперимент
- •6.2. Физическое моделирование деятельности оператора
- •6.3. Психологическое тестирование
- •6.4. Личностные методы
- •Объективные методы оценки свойств темперамента
- •6.5. Самонаблюдение, самооценка, самоотчет
- •Физиологические методы
- •7.1. Основные физиологические показатели оператора
- •7.2. Методы получения и обработки физиологической информации
- •Математические методы
- •8.1. Математическая обработка экспериментальных данных
- •8.2. Возможности формализации деятельности оператора
- •8.3. Математическое моделирование деятельности оператора: модели задачи
- •8.4. Математическое моделирование деятельности оператора: модели оператора
- •Имитационные методы
- •9.1. Физическая (психологическая) имитация деятельности оператора
- •9.2. Цифровая (статистическая) имитация деятельности оператора
- •Техническое обеспечение инженерно-психологических исследований
- •10.1. Приборы и аппаратура для инженерно психологических исследований
- •10.2. Применение эвм и автоматизация инженерно психологическим исследований
- •10.3. Теоретические основы психологических измерений
- •10.4. Методы регистрации и измерения показателей деятельности оператора
- •Прием информации оператором
- •11.1. Психофиологическая характеристика процесса приема информации
- •11.2. Энергетические и информационные карактеристики зрительного анализатора
- •Значения коэффициента отражения
- •Значения слепящей яркости для различных уровней адаптации
- •11.3. Пространственные и временные характеристики зрительного анализатора
- •11.4. Характеристики слухового анализатора
- •Нормы разборчивости речи
- •11.5. Характеристики кожного и других анализаторов
- •11.6. Взаимодействие анализаторов при приеме информации
- •Объем кратковременной памяти (количество запоминаемых символов) при мономодальном и полимодальном предъявлениях информации
- •Хранение и переработка информации оператором
- •12.1. Процессы памяти
- •Характеристика блоков хранения информации в трехкомпонентной модели памяти
- •12.2. Характеристики оперативной памяти
- •Зависимость продуктивности памяти от вероятности появления символов
- •12.3. Оперативное мышление
- •12.4. Моделирование мыслительных процессов
- •Принятие решения в деятельности оператора
- •13.1. Психологические аспекты проблемы принятия решения
- •13.2. Информационная подготовка решения
- •Характеристика процессов принятия решения
- •13.3. Принятие решения на перцептивно-опознавательном уровне
- •Вероятность опознавания фотоизображения объектов
- •13.4. Особенности принятия решения на речемыслительном уровне
- •13.5. Групповое принятие решений
- •Управляющие действия оператора
- •14.1. Рабочие движения человека-оператора
- •Скоростные характеристики движений рук
- •Размеры зон досягаемости человека, мм
- •Усилия которые могут развить руки человека, н
- •Рекомендуемые усилия на органы управления
- •14.2. Психомоторика оператора
- •Зависимость ошибочных реакций от вида движения
- •14.3 Антропометрические характеристики
- •Амплитуда движений различных частей тела
- •Антропометрические характеристики взрослого населения России, см
- •Исходные данные для выбора диапазона изменения антропометрических характеристик
- •Поправки на одежду и обувь для некоторых размеров тела
- •14.4. Физические качества, энерготраты и тяжесть труда оператора
- •14.5. Речевой ответ оператора
- •Функциональные состояния оператора
- •15.1. Общая характеристика функциональных состояний
- •Признаки функциональных состояний оператора
- •15.2. Эмоциональные состояния оператора
- •15.3. Утомление оператора
- •15.4. Контроль функционального состояния оператора
- •Возможности различных методов контроля
- •Требования к различным видам контроля
- •Оглавление
11.5. Характеристики кожного и других анализаторов
Большую часть информации оператор получает с помощью зрительного и слухового анализаторов. Другие анализаторы используются значительно реже, поэтому им дадим лишь краткую и наиболее общую характеристику.
Кожный анализатор обеспечивает восприятие прикосновения (слабого давления), боли, тепла, холода и вибрации. Для каждого из этих анализаторов в коже имеются специфические рецепторы либо их роль выполняют свободные нервные окончания. Каждый микроучасток кожи обладает наибольшей чувствительностью к тем раздражителям (участкам), для которых на этом участке имеется наибольшая концентрация соответствующих рецепторов. Поэтому можно выделить на коже точки и участки с избирательной чувствительностью к прикосновению, боли, теплу, холоду (табл. 11.6).
Таблица 11.6
Число чувствительных точек на квадратный сантиметр
Участок кожи |
Чувствительные точки |
|||
болевые |
осязательные |
холодовые |
тепловые |
|
Лоб |
184 |
50 |
8 |
0,6 |
Кончик носа |
44 |
100 |
13 |
1,0 |
Грудная клетка |
196 |
29 |
9 |
0,3 |
Ладонная сторона предплечья |
203 |
15 |
6 |
0,4 |
Тыл кости |
188 |
14 |
7 |
0,5 |
Мякоть большого пальца |
60 |
120 |
— |
— |
Воздействие в этих точках даже неспецифическим, но достаточно сильным раздражителем независимо от его характера вызывает специфическое ощущение, обусловленное типом рецептора. Например, интенсивный тепловой луч, попадая в точку боли вызывает ощущение боли, а не тепла. В то же время благодаря взаимосвязи между нервными окончаниями в коже повышение интенсивности раздражителя в одном месте вызывает распространение раздражителя и может вызвать реакцию других, менее чувствительных мест. При этом наряду с первоначальным ощущением в данной точке возникают и другие ощущения.
Среди различных видов кожной чувствительности в деятельности оператора наибольшее значение имеет тактильная чувствительность, или осязание (чувствительность к прикосновению или слабому давлению), которая проявляется при деформации кожи под влиянием внешнего воздействия. Ощущение возникает только в момент деформации, то есть при движении раздражителя и исчезает, как только скорость падает до нуля;
Абсолютный
порог к силе раздражителя зависит от
места его приложения, скорости движения,
функционального состояния рецептора.
Ощущение прикосновения возникает
при деформации хотя бы одного волоска.
При непосредственном действии на кожу
порог измеряется в единицах давления
(Па). Наибольшую чувствительность имеют
кончик языка
и кончики пальцев
,
наименьшую — поясница и предплечья
.
Чувствительность тактильных рецепторов
непостоянно во времени, наблюдается
«мерцание», то есть спонтанные изменения
порога.
Абсолютный порог пространственной чувствительности (разрешающая способность) в основном определяется плотностью рецепторов на том или ином участке кожной поверхности (см. табл. 11.6). Эти пороги минимальны на кончиках пальцев, губах и языке (1...2,5 мм) и максимальны на бедре, плече и спине (свыше 60 мм).
При
ритмичных последовательных прикосновениях
к коже каждое из них воспринимается как
раздельное, пока не будет достигнута
критическая частота fкp,
при которой ощущение последовательных
прикосновений переходит в специфическое
ощущение вибрации. В зависимости от
условий и места раздражения
. При
от
анализа собственно тактильной
чувствительности переходят к анализу
вибрационной.
Вибрационная чувствительность, как правило, обусловлена теми же рецепторами, что и тактильная, поэтому топография распределения вибрационной чувствительности по поверхности тела аналогична тактильной. Частотный диапазон вибрационной чувствительности 5...12000 Гц. Максимальная чувствительность наблюдается при f, равной 200...300 Гц. В этом случае пороговая амплитуда вибрации минимальна и равна 1 мкм. При больших и меньших частотах пороговая амплитуда увеличивается, т. е. чувствительность уменьшается (рис. 11.10). Дифференциальный порог различения частоты вибрации составляет 5... 10%. субъективная оценка воздействия частоты вибрации представлена на рис. 11.11. [цит. по 173].
Тактильный и вибрационный анализаторы используются для передачи информации оператору крайне редко. Однако в некоторых случаях использование тактильно-вибрационной чувствительности может способствовать повышению эффективности деятельности оператора. Так, применение «тактильного кода» позволяет повысить скорость и точность действий оператора при работе с клавишными устройствами (простые геометрические фигуры укреплены на клавишах). Тактильные стимуляторы используются также как вспомогательное средство для управления самолетом (для передачи летчику сигналов о тангаже и угле крена). Тактильный и вибрационный анализаторы в ряде случаев могут быть эффективными для передачи информации о положении объекта в пространстве, а также при оценке временных интервалов [15]. Описаны случаи передачи информации по тактильному каналу при компенсирующем слежении [17, 18].
Рис. 11.10. Зависимость порога вибрационной
чувствительности от частоты.
Рис. 11.11. Графики субъективной оценки вибрационных
воздействий: 1 — воздействия не ощущаются; 2 — ощущаются; 3 — беспокоят; 4 — вызывают боль.
Остальные виды кожной чувствительности для передачи информации оператору практически не используются. Представляется возможным лишь использование болевой чувствительности для передачи аварийных сигналов, однако этот вопрос требует дополнительного изучения. Более подробная характеристика различных видов кожной чувствительности приводится в [173].
Вестибулярный анализатор воспринимает изменение положения головы и тела в пространстве, а также направление движения тела. Вестибулярный анализатор обеспечивает сохранение равновесия и участвует в коррекции направления взора при изменении положения головы.
Рецепторы вестибулярного анализатора расположены в полости уха, они возбуждаются центробежными ускорениями, возникающими при повороте головы, а также при прямолинейном ускорении или замедлении движения. Порогом вестибулярной чувствительности называется наименьшая величина раздражителя (например, ускорения), вызывающая какой-либо эффект в реакциях организма. Раздражения, лежащие ниже пороговой величины, человеком не воспринимаются. Порог различения при прямолинейном движении равен 2...20 см/с2. Порог различения наклона головы в сторону составляет около 1°, вперед и назад — около 1,5...2°. Порог различения вращения равен в среднем 2...3°/с. Пороговая величина чувствительности к наличию поля тяготения составляет 0,01 д. Абсолютный порог вибрационной чувствительности лежит в пределах 0,1. ..0,12 м/с2 при прямолинейном движении и 0,2...2,4% при вращении [107].
При более сильных раздражениях вестибулярного анализатора (например, вследствие качки) у человека могут наблюдаться физиологические расстройства: головокружения, нарушения сердечной и дыхательной деятельности, тошнота и др. Улучшение деятельности анализатора достигается специальной тренировкой. Особую роль она играет в подготовке человека к деятельности в особых условиях: у летчиков, космонавтов, водолазов, высотников и т. п. Для этих категорий устойчивость вестибулярного анализатора является профессионально важным качеством, поэтому для представителей этих профессий необходим профессиональный отбор.
Нарушения работы вестибулярного анализатора могут иметь и психологические проявления. Например, в деятельности летчика они могут проявляться в возникновении иллюзий, в частности, иллюзии нарушения пространственного положения. Для их предотвращения рекомендуется, чтобы перерывы в контроле летчиком своего положения в пространстве не были слишком большими. Другим средством предотвращения иллюзий является дублирование полетной информации [38].
Кинестезический анализатор (от греч. kineo — двигаюсь и aisthesis — ощущение) обеспечивает ощущения движения, положения частей собственного тела и прилагаемых мышечных усилий. При специальной тренировке кинестезическая чувствительность используется как сознательный контроль за движениями (их силой, скоростью, размахом, ритмом и последовательностью). Кинестезические ощущения возникают в результате раздражения проприоцентров — специальных рецепторов, расположенных в мышцах, сухожилиях, суставах и связках.
Кинестезическая чувствительность легко вступает в связь с другими видами чувствительности — кожной, вестибулярной, слуховой и зрительной. Этим определяется большая роль кинестезической чувствительности как базы формирования межсенсорных связей (например, зрительно-двигательных — в процессе пространственного зрения, кожно-кинестезических — при осязании, слуховых и двигательных — при чтении и письме и т. д.). Чувствительность кинестезического анализатора в должной мере пока еще не изучена.
Кинестезический анализатор участвует в поддержании постоянного тонуса (напряжения) мышц тела и координации движений. Он моделирует движение, создает как бы образ движения, которое предстоит совершить, и постоянно контролирует реальный поток афферентных импульсов от движения мышц с заранее созданным его образом. Поэтому кинестезический анализатор называют также двигательным анализатором.
Обонятельный анализатор предназначен для восприятия человеком различных запахов (их диапазон насчитывает около 400 наименований). Его рецепторы расположены на слизистой оболочке носа. Анализатор характеризуется очень высокой чувствительностью к различным запахам, адаптация анализатора происходит сравнительно быстро. Дифференциальный порог составляет 15...50% от исходной концентрации. В деятельности оператора самостоятельного значения не имеет, хотя в ряде случаев выделяемые при работе аппаратуры запахи несут дополнительную информацию о ее состоянии. Кроме того, различного рода запахи могут влиять на чувствительность других анализаторов.
Вкусовой анализатор обеспечивает различение вкуса веществ, попадающих в полость рта. Основные вкусовые ощущения: кислое, соленое, сладкое, горькое. Эти четыре ощущения считают первичными, все остальные обусловлены их сочетаниями. В деятельности оператора вкусовой анализатор практически не используется.