Эргономика Березкина 2013

На уровне системы «человек-машина-среда» человече­ ские факторы представляют собой интегральные характери­ стики связи человека, машины, предмета деятельности и сре­ ды, проявляющиеся при их взаимодействии в системе. В по­ нятии человеческих факторов фиксируются не отдельные при­ знаки компонентов системы, а ее совокупные качества. По отношению к свойствам ее компонентов человеческие факто­ ры представляют собой своего рода качества второго порядка, возникающие как результат интеграции, воплощения в единое целое природных качеств, характеризующих среду, предмет­ ных качеств, свойственных машине и предмету деятельности, а также социальных качеств, присущих человеку.

Присутствие человека в системе «человек-машина-среда» не означает, что человеческие факторы изначально заданы. В каждой конкретной системе человеческие факторы определя­ ются на основе предварительного анализа задач данной систе­ мы, функций человека в ней, типа и характера его деятельности.

Поскольку с усложнением техники управляющая роль че­ ловека ограничивается, в рамках принципа функционального подхода человеческие факторы представляют собой свойства системы «человек-машина-среда», обусловленные положени­ ем и ролью в ней человека, т. е. совокупность антропометри­ ческих, психофизиологических и психологических свойств и особенностей, определяющих взаимную адаптацию человека с машиной и окружающей средой.

Эти свойства и особенности могут быть выявлены при на­ личии фундаментальных знаний о характеристиках и возмож­ ностях человека.

В качестве основных рассматриваются следующие харак­ теристики человека:

-психические функции;

-психофизиологические характеристики (возможности анализаторов, сенсомоторные процессы, вегетативные ре­ акции);

-антропометрические (силовые, масса, размеры тела);

-гигиенические (восприятие факторов окружающей среды).

Психика есть свойство высокоорганизованной материи, за­ ключающееся в активном отражении субъектом объективного мира, в построении субъектом неотчуждаемой картины этого мира и саморегуляции на этой основе своего поведения и дея­ тельности (Психология. Словарь / под общ. ред. А.В. Петровского,

51

М. Г. Ярошевского. М., 1990). Сложность процессов переработки информации в современных системах «человек-машина-среда» обусловливает необходимость изучения психических функций, описывающих интеллектуальную деятельность человека.

Психические функции - функции деятельности мозга чело­ века. Изучению мозга - центрального отдела нервной системы человека и животных - посвящено огромное количество науч­ ных исследований, использующих, в частности, методы срав­ нительного анализа. Результаты этих исследований представ­ ляют определенный интерес.

Известно, что по составу и количеству структурных эле­ ментов наша ДНК отличается от ДНК шимпанзе всего на не­ сколько процентов. Это подтверждает вывод о том, что мы один род (даже не вид) животных. При этом мозг современно­ го шимпанзе имеет массу 350-400 г, а принятая минимальная норма для человека составляет 1300-1400 г. Неандертальцы имели такой же мозг, как кроманьонцы (а в некоторых случаях и больше), и пользовались такими же орудиями труда. Продол­ жительность жизни неандертальцев составляла примерно 2023 года, кроманьонцев - до 26 лет. Возникает вопрос: почему именно кроманьонцы стали нашими предками?

Сегодня рассматривают две теории их превращения в чело­ века. По Макиавелли, интеллект появился для повышения ста­ туса человека в группе. По другой теории - полового отбора - интеллект развился как средство привлечения половых партне­ ров. Обе теории дополняют друг друга: процесс очеловечива­ ния связан с особой структурой семейных отношений. Пример­ но 4,5 млн лет назад у наших предков стала формироваться со­ циальная моногамия. Возникли постоянные семейные пары, в которых самцы снабжали самок едой по системе - секс в об­ мен на пищу. Сегодня этот механизм хорошо проявляется в «статусном» потреблении. Когда в рекламе Реггагх мы видим обнаженную девушку - это отсыл к поведенческому коду, воз­ никшему задолго до возникновения человека.

Чтобы повысить свой статус в группе, надо было быть ум­ нее, хитрее остальных. Уже через несколько поколений сред­ ний уровень социального интеллекта популяции повышался. Причем первыми развивались социальные способности, а по­ том уже все остальные. Преимуществом одного человека пе­ ред другим было стремление понимать мотивы соплеменни­ ков, предвидеть их реакцию и умение выполнять желаемое. В результате увеличивается размер мозга, а поведение стано­

52

вится все более сложным. В конце концов появляется культу­ ра, и уже она превращается в дополнительный фактор эволю­ ции. Если у общества есть свои законы, ритуалы, традиции, то шансы на продолжение рода существуют только у них, людей, чей мозг породил свою культуру.

Первый качественный скачок, связанный с массой мозга человека, произошел около 2,5 млн лет назад вследствие пе­ рехода на прямохождение и изменения центра тяжести в орга­ низме. При прямохождении снизилась нагрузка на излом по­ звоночника, что позволило утяжелить голову. Масса мозга уве­ личилась, когда с переходом на всеядность и менее грубую пищу (зачастую подвергнутую термической обработке) умень­ шились зубы. В конце раннего верхнего палеолита мозг пере­ стал расти, а около 10 тысяч лет назад (в начале периода по­ следнего потепления) и вовсе стал проявлять тенденцию к уменьшению вследствие усложнения его структуры на кле­ точном уровне. Наиболее активно увеличивалась лобная доля, ответственная за память, сознание, социальные взаимоотно­ шения. Помимо памяти у человека она отвечает и за другие высшие функции, например за способность к абстракциям и состраданию.

Смомента освоения человеком равнинных пространств и до конца XVIII в. продолжительность жизни человека состав­ ляла 30-39 лет (табл. 2.1). При этом женщины жили на 5 лет меньше мужчин.

Сначалом промышленной революции (конец XVIII в.) средняя продолжительность жизни человека увеличилась, причем женщины стали жить дольше мужчин.

Таблица 2.1. Продолжительность жизни человека в отдельные периоды цивилизации.

Продолжительность жизни

Объем мозга прямо пропорционален росту и независим от массы тела. В настоящее время не выявлено влияние массы

53

мозга на умственные способности человека. Приведем приме­ ры массы мозга великих людей:

-Владимир Ильич Ленин - 1340 г;

-Иван Сергеевич Тургенев - 2012 г;

-Жорж Ноэл Гордон Байрон - 1800 г;

-Альберт Эйнштейн - 1230 г;

-Анатоль Франс - 1100 г (после инсульта, поразившего по­ ловину мозга, он еще долго писал);

-Рабиндранат Тагор - 980 г.

Вгоспитале Святого Винсента в Нью-Йорке в 1935 г. ро­ дился ребенок, у которого полностью отсутствовал мозг. Тем не менее в течение 27 дней он жил, ел и кричал, как это дела­ ют все новорожденные. Поведение ребенка было абсолютно нормальным, и о том, что у него нет мозга, до вскрытия никто даже не подозревал.

В.И. Ленин умер в 1924 г. Политбюро решило изучить его мозг и вызвало из Германии профессора Оскара Фогта. Была создана лаборатория по изучению его мозга, а в 1928 г. она преобразована в Институт мозга, в котором был создан музей (сейчас - Научный центр неврологии РАМН и Музей эволю­ ции мозга). О. Фогт, возглавлявший до этого Нейробиологический институт в Берлине, произвел в исследовательских целях 34 тыс. спилов мозга Ленина и на основании этого исследовал структуру его клеток. Он руководил Институтом мозга до 1937 г. Мозг Ленина сравнивали с мозгом других известных деятелей страны. Отмечено, что у него был более высокий процент борозд лобной доли по сравнению с мозгом Куйбы­ шева, Луначарского, Менжинского, Богданова, Мичурина, Ма­ яковского, Циолковского.

Аналогичную работу проделал доктор Т. Гарви, когда уда­ лил мозг Эйнштейна с целью спасти его от кремации. Хирур­ гическим ножом он выделил 170 фрагментов мозга. Из них он тоже произвел сверхтонкие срезы, которые поместил на слай­ ды для микроскопа, создав 12 наборов. Два набора он оставил себе, остальные раздал знакомым исследователям. Семья Эйн­ штейна об этом ничего не знала. Когда слухи о срезах просо­ чились, семью убедили, что они будут использоваться только для научной работы и для публикации в научных журналах, но ни в коем случае не для сенсаций.

Значительную роль в мыслительной деятельности играет кора головного мозга. Кора не имеет четкой локализации функций - когда разрушается один участок мозга, соседние

54

берут на себя часть утерянных функций. Различные нервные центры определяются по извилинам.

Умственные способности могут изменяться. Их можно це­ ленаправленно увеличивать, если последовательно трениро­ вать свой мозг. Диета, образ жизни и специальные упражне­ ния - это те факторы, которые в состоянии помочь человеку повысить уровень КЗ как минимум на 20%. Физические упражнения улучшают кровообращение головного мозга, до­ ставляя кислород и питательные вещества к его клеткам, а по­ стоянное общение с разными людьми помогает развивать вер­ бальные аспекты работы мышления, приводит к увеличению объема и плотности серого вещества.

Функциональная асимметрия головного мозга - распреде­ ление психических функций между левым и правым полуша­ риями. Установлено, что функцией левого полушария являет­ ся оперирование вербально-знаковой информацией, а также чтение и счет, тогда как функция правого - оперирование об­ разами. У всех людей одно из полушарий доминирует (чаще правое; левшей около 12%).

Впервые асимметрия головного мозга была замечена в пер­ вой половине XIX в. при наблюдении больных с различными отклонениями в функциях мозга. Люди с доминированием ле­ вого полушария имеют следующие характерные признаки:

-чаще правши;

-обладают логическим и аналитическим мышлением (рас­ четливость, рациональность);

-хорошо воспринимают и запоминают вербальные сиг­ налы;

-имеют развитую речь, быстро читают и пишут;

-регулируют произвольное поведение;

-используют чужой опыт;

-уверены в себе;

-имеют способности к обучению иностранным языкам;

-обладают логической памятью.

Люди с доминированием правого полушария имеют следу­ ющие характерные признаки:

-чаще левши;

-имеют склонность к иммунным заболеваниям;

-хорошо воспринимают и запоминают невербальные сиг­ налы (музыку, зрительные образы, материал, цвет);

-обладают способностью к зрительно-пространственной ориентации;

55

-умеют распознавать сложные объекты (в частности, че­ ловеческие лица);

-могут продуцировать сновидения;

-регулируют непроизвольное поведение;

-больше, чем правши, страдают от различных психологиче­ ских комплексов - в частности, от комплекса неполноценности;

-имеют низкую реактивность, медлительны, речь с оста­ новками (часто используются слова-паразиты);

-труднообучаемы иностранным языкам;

-используют личный опыт.

Правое полушарие связано с негативными эмоциями (при ослаблении левого полушария у больных проявляются песси­ мизм, беспокойство, плаксивость). При снижении активности правого полушария возникают беспричинная эйфория, индиф­ ферентное настроение, частый смех.

Левополушарные люди чаще встречаются в западных стра­ нах, особенно в Германии, правополушарные - на Востоке и в Африке, а также среди островных народов (англичане, япон­ цы, ирландцы, США).

У женщин асимметрия выражена в меньшей степени, чем у мужчин.

Предпосылки к становлению функциональной асимметрии мозга передаются генетически, но сама ассиметрия оконча­ тельно формируется лишь при социальном общении (у негра­ мотных людей асимметрия проявляется реже, чем у грамот­ ных) и закрепляется в 10-14 лет. Правополушарные дети поз­ же взрослеют, но среди взрослых людей с доминированием правого полушария насчитывается большее количество вели­ ких деятелей искусства.

Правое и левое полушария работают на разной частоте. В момент засыпания и просыпания частота синхронизируется и мозг человека в эти моменты обладает максимальными воз­ можностями к действию.

Основное различие полушарий определяется не столько особенностями используемого материала (вербального или образного), сколько способами его организации, характером переработки информации, т. е. типом мышления. Левополу­ шарное мышление является дискретным и аналитическим, по­ скольку с его помощью осуществляется ряд последовательных операций, обеспечивающих логически непротиворечивый анализ предметов и явлений по определенному числу призна­ ков. Благодаря такой способности левого полушария формиру­

56

ется внутренне непротиворечивая модель мира, которую мож­

но закрепить и однозначно выразить в словах или в других ус­ ловных знаках, что является обязательным условиям социаль­ ного общения. Правополушарное мышление является симультанным (одновременным) и синтетическим, поскольку создает возможность одномоментного считывания многочис­ ленных свойств объекта в их взаимосвязи, а также во взаимо­ действии со свойствами других объектов, что обеспечивает целостность восприятия образа. Благодаря такому взаимодей­ ствию образов (сразу в нескольких смысловых плоскостях) они приобретают свойство многозначности. Эта многознач­ ность лежит, с одной стороны, в основе творчества, но с дру­ гой - затрудняет выражение связей между предметами и явле­ ниями в логически упорядоченной форме и даже может пре­ пятствовать их осознанию. В целом полушария мозга, допол­ няя друг друга, обеспечивают регуляцию целостного поведения человека.

Асимметрия правого и левого полушария мозга имеет выра­ жение в приоритетности различных видов деятельности чело­ века и является основой многих положений так называемой «договорной эргономики». Это выражается, например, в том, что на Земле преобладают правостороннее движение транспор­ та; кухонная посуда, расположение выключателей освещения, установка дверей, окон рассчитаны на праворуких пользовате­ лей; кран горячей воды на кухонной мойке расположен слева; турка для кофе приспособлена для правой руки. Военные носят медали на левой стороне груди, сабля слева, на лошадь садятся слева и шагают, начиная с левой ноги, так как щит в давние вре­ мена защищал левую ногу, а в правой находилось оружие. Все это удобнее для праворуких, которых большинство. Примеча­ тельно, что в Японии и Великобритании, где правополушарных людей больше, левостороннее движение.

К основным психическим функциям относятся:

•внимание;

•память;

•мышление;

•восприятие.

Внимание и память как психические процессы связаны с нервной деятельностью и являются фундаментальными про­ цессами. Мышление завершает цепь обработки информации. Восприятие - сложный психический процесс, который опре­ деляется конкретными сочетаниями и взаимодействиями раз­

57

личных ощущений, что в свою очередь зависит от своеобразия связей и отношений свойств, качеств, сторон предметов и яв­ лений.

Психофизиологические характеристики рассматривают­ ся с целью определения функциональных возможностей кана­ лов приема и обработки информации человеком, когда в каче­ стве носителей информации выступают сигналы самых раз­ ных модальностей. Целесообразная деятельность человека основывается на постоянном приеме и анализе информации о характеристиках внешней среды и внутренних систем орга­ низма. Этот процесс осуществляется с помощью анализато­ ров - подсистем центральной нервной системы (ЦНС), обе­ спечивающих прием и первичный анализ сигналов.

Сенсомоторные процессы управляются головным и спин­ ным мозгом. Измерение времени простой сенсомоторной ре­ акции (процесса) позволяет определить быстроту и ста­ бильность сенсомоторного реагирования. В качестве стиму­ лов используют световые и звуковые сигналы различной ин­ тенсивности.

Время простой сенсомоторной реакции (ПСР) состоит из латентного (внешне не проявляющегося) (ЛП) и моторного пе­ риодов (МП). Простая сенсомоторная реакция на световой раздражитель начинается через 0,15-0,30 с (реакция на звуко­ вой или осязательный - несколько быстрее). Время, необходи­ мое для перенесения руки или ноги на расстояние 25 см, со­ ставляет 0,5 с (соотношение расстояния и времени выполне­ ния движения определяется логарифмической зависимостью).

В сложной сенсомоторной реакции (ССР) рассматривается несколько сигналов или их видов, а моторное действие может производиться несколькими способами.

Эти характеристики являются, природными и мало подда­ ются тренировке, ослабевают при усталости и с возрастом. На скорость реакции могут влиять некоторые раздражители - например, запахи: приятные - положительно, а неприятные - отрицательно.

Вегетативная нервная система координирует функции многих органов и систем организма (сердце, пищевод, желу­ док, печень, кишечник, почки и т.п.), изменяет их деятель­ ность, регулируя частоту сердечных сокращений, перераспре­ деляя потоки крови, расширяя сосуды, стимулируя работу же­ лудочных желез, сокращая и расслабляя мускулатуру.

58

Центры вегетативной нервной системы расположены в ос­ новном в спинном мозге и подчиняются высшим вегетатив­ ным центрам, расположенным в промежуточном мозге - гипо­ таламусе и полосатом теле.

Антропометрические характеристики определяют ус­ ловия оптимального функционирования физиологических си­ стем человека. Данные о строении тела человека, размеров тела в целом и его частей, возрастных, половых, этнических, профессиональных и социальных факторов, влияющих на ан­ тропометрические признаки, изучаются для решения широко­ го круга задач при проектировании и оценке качества не толь­ ко технических средств, но и мебели, интерьеров и изделий культурно-бытового назначения.

Функциональное состояние, возникающее у человека в процессе деятельности, характеризуется степенью актуально­ сти психофизиологических ресурсов индивида, потребовав­ шихся для выполнения стоящих перед ним задач. Изучение функционального состояния человека необходимо для реше­ ния возникающих в процессе проектирования системы «чело- век-машина-среда» проблем, касающихся оптимальной орга­ низации процесса деятельности, разработки режимов труда и отдыха, нормирования труда и определения допустимых зон воздействия нагрузок, оптимизации процесса профессиональ­ ного обучения, подбора кадров и формирования коллективов.

При изучении функционального состояния особое внима­ ние уделяется эмоциям и мотивациям.

Эмоция - это реакция на удовлетворение или неудовлетво­ рение какой-либо потребности (интерес, радость, удивление, горе, отвращение, презрение, страх, стыд, вина). Эмоции ча­ сто свойственны как человеку, так и животным.

Эмоциональное возбуждение сопровождается усилением деятельности кишечника и мочевого пузыря, сердцебиением, потоотделением. Гнев и ярость вызывают напряжение мышц тела, а приятные эмоции наоборот их расслабляют.

Поскольку вегетативные реакции мало подвластны само­ управлению, считается, что они способны выступать в качестве критериев измерения эмоционального состояния организма - это частота сердечных сокращений, частота дыхания, тремор, критическая частота слияния мельканий, кожно-гальваническая реакция, выделение пота, слюны, желудочного сока и т.п.

По названным критериям может оцениваться функцио­ нальное состояние организма оператора. Эти принципы ис­

59

пользованы в детекторе лжи. В судопроизводстве Древнего Китая во время речи обвинителя подозреваемому клали в рот горсть сухого риса. Если после окончания речи зерна остава­ лись сухими и подозреваемый не мог выплюнуть всю горсть, то он превращался в обвиняемого. Отсутствие слюны и су­ хость во рту свидетельствовали о повышенной нервозности, а раз человек волнуется, значит он лжет.

Мотивация - побуждение к деятельности, связанное с удовлетворением определенных потребностей. Имеются три группы мотивации:

•биологическая (формируется на основе биологических по­ требностей организма - голод, жажда, половое влечение и т.п.);

•социальная (потребность в общении, стремление к доми­ нированию, агрессивность);

•духовная (творческие, эстетические потребности, жела­ ние самосовершенствоваться).

Контрольные вопросы

1.В чем проявляется противоречивость научно-технического прогресса?

2.Каковы особенности философского анализа техники М. Хай­ деггера, К. Ясперса, А. Тоффлера и других философов XX в.?

3.Какие существуют принципы построения системы «человек- машина-среда»?

4.Какой принцип построения системы «человек-машина-сре- да» является своеобразным фундаментом эргономики?

5.Какие примеры функциональности организации системы «че- ловек-машина-среда» вы можете привести?

6.Какой принцип используется на начальных этапах построения систем?

7.В чем заключается принцип непрерывности формирования системы «человек-машина-среда» ?

8.Что представляют собой эргономические требования?

9.Какие общие эргономические требования вы знаете?

10.В каком виде могут задаваться частные эргономические тре­ бования?

11.Какова структура и номенклатура требований по эргономике?

12.Чем обусловлена необходимость изучения психических функ­ ций человека?

13.В чем заключается функциональная асимметрия головного мозга?

60