Міністерство освіти РФ
Північно-Кавказький державний технічний університет
РЕФЕРАТ
з інженерної психології
на тему: Взаємодія аналізаторів при прийомі інформації людиною
Виконала: Чапліна Г.В.
Перевірив: Мухін М.М.
Ставрополь 2002
Зміст
Введення. 3
Психофізіологічна характеристика процесу прийому інформації. 3
Сприйняття інформації зоровим і слуховим аналізаторами. 7
Взаємодія аналізаторів. 10
Висновок. 13
Література. 15
Виявлення - стадія сприйняття, на якій спостерігач виділяє об'єкт з фону, але ще не може судити про його форму і ознаки.
Розрізнення - стадія сприйняття, на якій спостерігач здатний роздільно сприймати два об'єкти, розташованих поруч (або два стани одного об'єкта), виділяти деталі об'єктів.
Впізнання - стадія сприйняття, на якій спостерігач виділяє істотні ознаки об'єкта і відносить його до певного класу.
Тривалість цих стадій залежить від складності сприйманого сигналу. Знання послідовності розрізнення ознак сигналу та динаміки становлення його образу важливо для вирішення таких інженерно-психологічних завдань, як вибір оптимального накреслення знаків, визначення числа рядків у телевізійному зображенні, швидкості передачі сигналів і зміни кадрів в проекційних системах відображення і т.п. У зв'язку з цим виникає також проблема «завадостійкості» сприйняття, тобто можливості людини відновлювати сигнали, частково зруйновані перешкодами.
Сприйняття як основа процесу прийому інформації оператором характеризується такими властивостями, як цілісність, осмисленість, вибірковість, константність. Цілісність сприйняття виникає в результаті аналізу і синтезу комплексних подразників у процесі діяльності оператора. Осмисленість полягає в тому, що сприймається об'єкт відноситься до певної категорії.
Сприйняття має також вибірковістю, яка полягає в переважному виділення одних об'єктів у порівнянні з іншими. Вибірковість сприйняття є вираженням певного відношення оператора до впливу на нього предметів і явищ зовнішнього середовища.
Константность сприйняття називається відносне сталість деяких сприйманих властивостей предметів при зміні умов сприймання. Наприклад, при зоровому сприйнятті має місце константність кольору, величини і форми предметів. Константність сприйняття кольору полягає у відносній незмінності видимого кольору при зміні освітлення. Відносне сталість видимої величини предметів при їх різної віддаленості називається константність сприйняття величини. Константність сприйняття форми предметів полягає у відносній незмінності сприйняття форми предмета при зміні положення його по відношенню до лінії погляду оператора. Константне сприйняття пов'язане із сприйняттям предмета або предметної ситуації як єдиного цілого.
Перераховані властивості сприйняття становлять певний інтерес у плані інженерної психології в тому сенсі, що вони не є початковими властивостями перцептивного образу, а формуються в процесі його становлення. Цей факт має велике значення для правильної побудови засобів відображення інформації, для організації професійного відбору та навчання операторів.
Фізіологічною основою формування перцептивного образу є робота аналізаторів. Аналізаторами називаються нервові «прилади», за допомогою яких людина здійснює аналіз подразнень. Будь-який аналізатор складається з трьох основних частин: рецептора, провідних нервових шляхів та центру в корі великих півкуль головного мозку.
Основною функцією рецептора є перетворення енергії чинного подразника в нервовий процес. Вхід рецептора пристосований до прийому сигналів певної модальності (виду) - світлових, звукових та ін Однак його вихід посилає сигнали, за своєю природою єдині для будь-якого входу нервової системи. Це дозволяє розглядати рецептори як пристрої кодування ін формації.
Провідні нервові шляхи здійснюють передачу нервових імпульсів в кору головного мозку. Ці імпульси, досягнувши кори головного мозку, піддаються там певній обробці і знову повертаються в рецептори. Тільки в цьому процесі взаємодії рецепторів і цент рів в корі великих півкуль відбувається формування перцептивного образу.
У залежності від модальності сигналу, розрізняють види аналізаторів. Найбільше значення для діяльності оператора мають зоровий аналізатор, за ним слідують слуховий і тактильний аналізатори. Участь інших аналізаторів у діяльності оператора невелика.
Основними характеристиками будь-якого аналізатора є пороги - абсолютний (верхній і нижній), диференціальний і оперативний. Поняття кожного з цих порогів може бути введено по відношенню до енергетичних (інтенсивність), просторових (розмір) і тимчасовим (тривалість впливу) характеристик сигналу.
Мінімальна величина подразника, що викликає ледь помітне відчуття, носить назву нижнього абсолютного порогу чутливості, а максимально допустима величина - назва верхнього порогу чутливості (це поняття вводиться по відношенню лише до енергетичних характеристик). Сигнали, величина яких менше нижнього порога, людиною не сприймаються. Збільшення ж інтенсивності сигналу понад верхнього порогу викликає в людини болюче відчуття (сверхгромкую звук, сліпуча яскравість і т. д.). Інтервал між нижнім і верхнім порогами носить назву діапазону чутливості аналізатора. Зразкові значення основних характеристик різних аналізаторів наводяться в табл. 1.
Таблиця 4.1
Порівняльна характеристика деяких типів аналізаторів
Розглянуті характеристики і пристрій аналізаторів дозволяють сформулювати загальні вимоги до сигналів-подразників, адресований-ним оператору:
- Інтенсивність сигналів повинна відповідати середнім значенням діапазону чутливості аналізаторів, яка забезпечує оптимальні умови для прийому і переробки інформації;
- Для того щоб оператор міг стежити за зміною сигналів, порівнювати їх між собою за інтенсивністю, тривалості, просторовому положенню, необхідно забезпечити відмінність між сигналами, що перевищує оперативний поріг розрізнення;
- Перепади між сигналами не повинні значно перевищувати оперативний поріг, тому що при великих перепадах виникає стомлення; отже, існують не тільки оптимальні пороги, а й оптимальні зони, в яких розрізнення сигналів здійснюється з найбільшою швидкістю і точністю;
- Найбільш важливі й відповідальні сигнали слід розташовувати вважати в тих зонах сенсорного поля, які відповідають ділянкам рецепторній поверхні з найбільшою чутливістю;
- При конструюванні індикаторних пристроїв необхідно правильно вибрати вид сигналу, а отже, і модальність аналізатора (зоровий, слуховий, тактильний і т. д.).
Можливість зорового сприйняття визначається енергетичними, просторовими, часовими та інформаційними характеристиками сигналів, що надходять до оператора. Сукупність цих характеристик і їх чисельні значення визначають видимість об'єкта (сигналу) для ока.
Енергетичні характеристики зорового аналізатора визначаються-ються потужністю (інтенсивністю) світлових сигналів, що сприймаються оком. До них відносяться: діапазон яркостей, контраст, кольоровідчуття.
Основний інформаційної характеристикою зорового аналізатора є пропускна здатність, тобто то кількість інформації, яке аналізатор здатний сприйняти в одиницю часу.
Просторові характеристики зорового аналізатора визначаються сприймаються оком розмірами предметів та їх розташуванням у просторі. До них відносяться: гострота зору, поле зору, обсяг зорового сприйняття.
До тимчасових характеристиках зорового аналізатора відносяться: латентний період реакції, тривалість інерції відчуття, критична частота мигтіння, час адаптації, тривалість інформаційного пошуку.
Велику роль у процесі зорового сприйняття мають руху очей: пошукові (настановні) і гностичні (пізнавальні).
У системах управління значна частина інформації надходить до людини у формі звукових сигналів. Відбивні ці сигнали відчуття викликаються дією звукової енергії на слуховий аналізатор. Слуховий аналізатор дозволяє диференціювати звукові подразнення і визначати напрям звуку, а також віддаленість його джерела. Джерелом звукових хвиль може бути будь-який процес, що викликає місцеву зміну тиску або механічні напруги в середовищі.
У реальних умовах діяльності людині доводиться сприймати звукові сигнали на тому чи іншому тлі. При цьому фон може маскувати корисний сигнал, що ускладнює його виявлення. При розробці і конструюванні акустичних індикаторів завдання боротьби з ефектом маскування та пошуків оптимального відношення інтенсивності корисного сигналу до інтенсивності шуму (фону) є однією з найважливіших.
Одним з найбільш ефективних історично сформованих засобів передачі інформації людині є мова. Питання про характеристики мовних сигналів перш за все виникає при розробці апаратури, призначеної для передачі інформації від людини до людини. Проте цим його значення не обмежується. У зв'язку з розвитком синтетичної телефонії відкриваються можливості використання мовних сигналів також при обміні інформацією між людиною і машиною.
Проблема мовлення має кардинальне значення в психології. Вона виступає в тій чи іншій формі при вивченні сенсорних процесів, пам'яті, розумових дій, рухових навичок, властивостей особистості і т. д. Дані, накопичені в експериментальній психології, дозволили розкрити ряд істотних аспектів механізмів сприйняття мови і мовотворення. Вони послужили основою для постановки проблеми мовної комунікації у плані інженерної психології.
Завдання техніки зв'язку зажадали вивчення залежності сприйняття мовних сигналів від їх акустичних характеристик, визначення розбірливий-вості мовлення в умовах шуму, пошуку шляхів підвищення чіткості і т. п.
Дослідження показали, що важливою умовою сприйняття мови є розрізнення тривалості проголошення окремих звуків та їх комбінацій, розрізнення інтервалів між словами або групами слів, темп їх передачі.
Мова має не тільки акустичними, але і деякими іншими специфічними характеристиками. Слово має певний фонетичес-кий, фонематичний, складовий, морфологічний склад, є визначеної частиною мови, несе певне смислове навантаження. Важливим фактором, що впливає на впізнання слів, є їх частотна характеристика. Чим частіше зустрічається слово, тим при більш низькому відношенні мови до шуму воно розпізнається.
Наведені дані показують, що аудіювання є багаторівневий процес, в якому поєднуються фонетичний, синтакси-ний і семантичний рівні. При цьому вищерозміщені рівні відіграють провідну роль, визначаючи хід всього процесу аудіювання, що необхідно мати на увазі при організації мовних повідомлень.
При розгляді процесів сприйняття необхідно зазначити наступне. При конструюванні індикаторів крім вивчення можливостей тільки відповідного аналізатора слід врахувати міжаналізаторні зв'язку, що формуються функціональні системи і ті загальні умови, в яких буде працювати людина оператор. Визначаючи оптимальний спосіб сигналізації про керовані об'єкти, необхідно по можливості враховувати всю систему подразників, що діють на всі аналізатори людини. Для цього необхідно вивчити взаємодію аналізаторів при прийомі інформації.
Взаємодія аналізаторів необхідно враховувати також при пред'явленні людині полімодальних сигналів, тобто сигналів, адресованих різним аналізаторах. Один з видів полімодальних сигналів - дублювання одного сигналу в різних модальності, іншими словами, одночасна посилка його різним аналізаторах. У ряді випадків дублювання сигналів є засобом підвищення надійності передачі інформації оператору, його особливо доцільно застосовувати при передачі сигналів про малоймовірних події. Дублювання сигналів є також одним із способів збільшення обсягу короткочасної пам'яті оператора, що підтверджується даними досліджень (табл. 2.).
Таблиця 2
Обсяг короткочасної пам'яті (кількість запам'ятовуються символів)
при мономодальні і полімодальні пред'явленнях інформації
Проте позитивний ефект дублювання проявляється далеко не у всіх випадках. Так, при вирішенні оператором складних завдань, особливо якщо він не має достатнього тренування, дублювання сигналів може викликати додаткові труднощі в роботі. Аналогічно якщо необхідна для вирішення задачі інформація забезпечується повністю роботою одного з аналізаторів, то підключення іншого або нічого не дає для поліпшення результатів роботи, або навіть погіршує їх.
Іншим способом використання полімодальних сигналів є розподіл надходить до оператора інформації між різними аналізаторами. Оскільки більшу частину інформації оператор отримує за допомогою зору, то розподіл інформації є одним із способів запобігання перевантаження зорового аналізатора. Однак при цьому потрібно враховувати можливості кожного з аналізаторів.
Чутка має переваги в прийомі безперервних сигналів, зір - у прийомі дискретних. Час реакції на слух коротше, ніж на світ, проте сама коротка реакція на тактильний (шкірний) подразник. Це властивість дотику можна використовувати для подачі сигналів, що вимагають екстрених дій (наприклад, сигналів небезпеки). Слуховий і зоровий аналізатори приймають інформацію перебуваючи на відстані від джерела, а тактильний - при безпосередньому впливі (дотику). Розподіл інформації є основою для побудови полісенсорна (полімодальних) інформаційних моделей.
Дослідженнями встановлено, що розподіл інформації є хорошим засобом підвищення ефективності її прийому. Це зумовлено двома причинами: по-перше, за рахунок підвищення загального функціонального стану аналізаторів та активізації нервової системи, так як полімодальний система прийому інформації дозволяє подавати (в сумі) сигнали більшої інтенсивності, ніж мономодальні, по-друге, внаслідок підвищення інформаційної пропускної здатності оператора , оскільки людина в багатьох випадках здатний одночасно (паралельно) переробляти інформацію, що надходить до різних аналізаторах. І хоча при цьому пропускна здатність кожного з аналізаторів дещо знижується в порівнянні з прийомом мономодальні сигналів, загальна пропускна здатність всієї анализаторной системи збільшується. Так, при розподілі інформації одночасно між трьома аналізаторами (зір, слух, дотик) можливо майже дворазове збільшення пропускної здатності в порівнянні з мономодальні пред'явленням.
І, нарешті, ще одним із способів використання полімодальних сигналів є їх перемикання з однієї модальності в іншу. На відміну від попереднього в даному випадку різні аналізаторние системи працюють не паралельно, а послідовно. Даний спосіб може застосовуватися для боротьби з розвиваються стомленням (зоровим або слуховим), що виникає в результаті тривалої або напруженої роботи. При такому перемиканні показники функцій, активних у даній діяльності, знижуються, а неактивних, навпаки, підвищуються. Переключення модальності сигналів слід проводити при перших ознаках втоми працюючого аналізатора. У проведених 3-6-7-годинних дослідах, в яких інформація подавалася оператору по черзі по зоровому, слуховому і тактильному каналах, отримано збільшення продуктивності роботи оператора на 30-40% в порівнянні з пред'явленням тієї ж інформації тільки по зоровому каналу.
Таким чином, вивчення відносної ролі і послідовності включення аналізаторів у діяльність з прийому сигналів є передумовою ефективної розробки засобів відображення. Одночасно з цим врахування особливостей взаємодії аналізаторів необхідний для визначення методів навчання операторів і конструювання учбової техніки.
В разлічних відах операторского труда (работа авіадіспетчера, судоводітеля, летчіка, оператора пульта управленія і др.) передача інформаціі людині осуществляется по разлічним сенсорним каналам, чем достігается расшіреніе сенсорного входа.
Важливо відзначити також, що в процесі управління оператор восприни-мает не тільки сигнали, що надходять від приладів (інструментальні сигнали), але і сигнали, що виникають при безпосередньому впливі тих чи інших параметрів керованого процесу (неінструментальние сигнали). Наприклад, при керуванні літаком льотчик сприймає вібрацію літака, крен, зміни сили тяжіння, оскільки його тіло фізично піддається цим впливам. Одночасно він стежить за параметрами польоту за показниками приладів і за вказівкою диспетчера, тобто в управлінні задіяно відразу кілька типів аналізаторів.
Зазвичай основний канал, найчастіше зоровий, дублюється в роботі іншим каналом. Одночасний прийом разномодальних сигналів, що несуть одну і ту ж інформацію, може здійснюватися або протягом усього періоду прийому і переробки інформації, або тільки на певних етапах цього процесу. Однак нерідко сигнали, розраховані на прийом декількома аналізаторами, несуть різну за змістом інформацію.
Застосування для передачі інформації людині в АСУ сигналів різної модальності може бути вимушеним з технічних причин, але може використовуватися й спеціально. В останньому випадку метою є підвищення ефективності обробки інформації; підвищення надійності прийому інформації при її дублювання; збільшення обсягу інформації при її пред'явленні з різних сенсорних каналах і т.п.
2. Гайда В.К. Використання акустичних сигналів для підвищення ефективності прийому інформації від візуальних контрольно-вимірювальних приладів / / Практикум з інженерної психології та психології праці / Відп. ред. А.А. Крилов. - Л.: Вид-во Ленінгр. ун-ту, 1983. - С. 68-72.
3. Зінченко Т.П., Ільченко О.А. Впізнання та ідентифікація разномодальних сигналів / / Практикум з інженерної психології та психології праці / Відп. ред. А.А. Крилов. - Л.: Вид-во Ленінгр. ун-ту, 1983. - С. 63-67.
4. Основи інженерної психології / За ред. Б.Ф. Ломова. - М.: Вищ. шк., 1986. - С. 84-110.
Північно-Кавказький державний технічний університет
РЕФЕРАТ
з інженерної психології
на тему: Взаємодія аналізаторів при прийомі інформації людиною
Виконала: Чапліна Г.В.
Перевірив: Мухін М.М.
Ставрополь 2002
Зміст
Введення. 3
Психофізіологічна характеристика процесу прийому інформації. 3
Сприйняття інформації зоровим і слуховим аналізаторами. 7
Взаємодія аналізаторів. 10
Висновок. 13
Література. 15
Введення
Найважливішою складовою діяльності оператора в системі «людина - машина» є прийом осведомітельной інформації про об'єкт управління. Прийом сигналів різної модальності здійснюється за допомогою аналізаторів (зорового, слухового, тактильного і т.д.). Підвищення ефективності прийому інформації людиною здійснюється шляхом взаємодії різних аналізаторів.Психофізіологічна характеристика процесу прийому інформації
Основними психічними процесами, які беруть участь у прийомі інформації, є відчуття, сприйняття, уявлення і мислення. Аналіз цих процесів, розкриття їх природи і закономірностей необхідні для вирішення задачі оптимальної побудови інформаційної моделі реальної обстановки. Прийом інформації людиною-оператором необхідно розглядати як процес формування перцептивного (чуттєвого) образу. Під ним розуміється суб'єктивне відображення в свідомості людини властивостей діє на нього об'єкта. Дослідження, проведені в психології, показують, що формування перцептивного образу є фазним процесом. Воно включає кілька стадій: виявлення, розрізнення і розпізнання.Виявлення - стадія сприйняття, на якій спостерігач виділяє об'єкт з фону, але ще не може судити про його форму і ознаки.
Розрізнення - стадія сприйняття, на якій спостерігач здатний роздільно сприймати два об'єкти, розташованих поруч (або два стани одного об'єкта), виділяти деталі об'єктів.
Впізнання - стадія сприйняття, на якій спостерігач виділяє істотні ознаки об'єкта і відносить його до певного класу.
Тривалість цих стадій залежить від складності сприйманого сигналу. Знання послідовності розрізнення ознак сигналу та динаміки становлення його образу важливо для вирішення таких інженерно-психологічних завдань, як вибір оптимального накреслення знаків, визначення числа рядків у телевізійному зображенні, швидкості передачі сигналів і зміни кадрів в проекційних системах відображення і т.п. У зв'язку з цим виникає також проблема «завадостійкості» сприйняття, тобто можливості людини відновлювати сигнали, частково зруйновані перешкодами.
Сприйняття як основа процесу прийому інформації оператором характеризується такими властивостями, як цілісність, осмисленість, вибірковість, константність. Цілісність сприйняття виникає в результаті аналізу і синтезу комплексних подразників у процесі діяльності оператора. Осмисленість полягає в тому, що сприймається об'єкт відноситься до певної категорії.
Сприйняття має також вибірковістю, яка полягає в переважному виділення одних об'єктів у порівнянні з іншими. Вибірковість сприйняття є вираженням певного відношення оператора до впливу на нього предметів і явищ зовнішнього середовища.
Константность сприйняття називається відносне сталість деяких сприйманих властивостей предметів при зміні умов сприймання. Наприклад, при зоровому сприйнятті має місце константність кольору, величини і форми предметів. Константність сприйняття кольору полягає у відносній незмінності видимого кольору при зміні освітлення. Відносне сталість видимої величини предметів при їх різної віддаленості називається константність сприйняття величини. Константність сприйняття форми предметів полягає у відносній незмінності сприйняття форми предмета при зміні положення його по відношенню до лінії погляду оператора. Константне сприйняття пов'язане із сприйняттям предмета або предметної ситуації як єдиного цілого.
Перераховані властивості сприйняття становлять певний інтерес у плані інженерної психології в тому сенсі, що вони не є початковими властивостями перцептивного образу, а формуються в процесі його становлення. Цей факт має велике значення для правильної побудови засобів відображення інформації, для організації професійного відбору та навчання операторів.
Фізіологічною основою формування перцептивного образу є робота аналізаторів. Аналізаторами називаються нервові «прилади», за допомогою яких людина здійснює аналіз подразнень. Будь-який аналізатор складається з трьох основних частин: рецептора, провідних нервових шляхів та центру в корі великих півкуль головного мозку.
Основною функцією рецептора є перетворення енергії чинного подразника в нервовий процес. Вхід рецептора пристосований до прийому сигналів певної модальності (виду) - світлових, звукових та ін Однак його вихід посилає сигнали, за своєю природою єдині для будь-якого входу нервової системи. Це дозволяє розглядати рецептори як пристрої кодування ін формації.
Провідні нервові шляхи здійснюють передачу нервових імпульсів в кору головного мозку. Ці імпульси, досягнувши кори головного мозку, піддаються там певній обробці і знову повертаються в рецептори. Тільки в цьому процесі взаємодії рецепторів і цент рів в корі великих півкуль відбувається формування перцептивного образу.
У залежності від модальності сигналу, розрізняють види аналізаторів. Найбільше значення для діяльності оператора мають зоровий аналізатор, за ним слідують слуховий і тактильний аналізатори. Участь інших аналізаторів у діяльності оператора невелика.
Основними характеристиками будь-якого аналізатора є пороги - абсолютний (верхній і нижній), диференціальний і оперативний. Поняття кожного з цих порогів може бути введено по відношенню до енергетичних (інтенсивність), просторових (розмір) і тимчасовим (тривалість впливу) характеристик сигналу.
Мінімальна величина подразника, що викликає ледь помітне відчуття, носить назву нижнього абсолютного порогу чутливості, а максимально допустима величина - назва верхнього порогу чутливості (це поняття вводиться по відношенню лише до енергетичних характеристик). Сигнали, величина яких менше нижнього порога, людиною не сприймаються. Збільшення ж інтенсивності сигналу понад верхнього порогу викликає в людини болюче відчуття (сверхгромкую звук, сліпуча яскравість і т. д.). Інтервал між нижнім і верхнім порогами носить назву діапазону чутливості аналізатора. Зразкові значення основних характеристик різних аналізаторів наводяться в табл. 1.
Таблиця 4.1
Порівняльна характеристика деяких типів аналізаторів
| Аналізатор | Абсолютний поріг | Диференціальний поріг | Ступінь використання в технічних системах,% | ||
| одиниці виміру | приблизна величина | одиниці виміру | приблизна величина | ||
| Зоровий (постійний точковий світловий сигнал) | лк | 4 × 10 -9 Ч10 -3 | лк кут. хв | 1% від початкової інтенсивності 0,6 ч1, 5 | 90 9 |
| Слуховий | довжина / см 2 | 0,0002 | дБ | 0,3 ч0, 7 | 1 |
| Тактильний | мг / мм 2 | 3ч300 | мг / мм 2 | 1% від початкової інтенсивності | |
| Смаковий | мг / л | 10ч10000 | мг / л | 20% від початкової концентрації | Вкрай незначні |
| Нюховий | мг / л | 0,001 год 1 | мг / л | 16ч50% від вихідної концентрації | |
| Кинестетический | кГ | - | кГ | 2,5 ч9% від вихідної величини | |
| Температурний | З про | 0,2 год 0,4 | З про | ||
| Вестибулярний (прискорення при обертанні і прямолінійному русі) | м / с 2 | 0,1 год 0,12 | - | ||
- Інтенсивність сигналів повинна відповідати середнім значенням діапазону чутливості аналізаторів, яка забезпечує оптимальні умови для прийому і переробки інформації;
- Для того щоб оператор міг стежити за зміною сигналів, порівнювати їх між собою за інтенсивністю, тривалості, просторовому положенню, необхідно забезпечити відмінність між сигналами, що перевищує оперативний поріг розрізнення;
- Перепади між сигналами не повинні значно перевищувати оперативний поріг, тому що при великих перепадах виникає стомлення; отже, існують не тільки оптимальні пороги, а й оптимальні зони, в яких розрізнення сигналів здійснюється з найбільшою швидкістю і точністю;
- Найбільш важливі й відповідальні сигнали слід розташовувати вважати в тих зонах сенсорного поля, які відповідають ділянкам рецепторній поверхні з найбільшою чутливістю;
- При конструюванні індикаторних пристроїв необхідно правильно вибрати вид сигналу, а отже, і модальність аналізатора (зоровий, слуховий, тактильний і т. д.).
Сприйняття інформації зоровим і слуховим аналізаторами
Людина-оператор близько 90% всієї інформації отримує через зоровий аналізатор. Зір дозволяє сприймати форму, колір, яскравість і рух предметів.Можливість зорового сприйняття визначається енергетичними, просторовими, часовими та інформаційними характеристиками сигналів, що надходять до оператора. Сукупність цих характеристик і їх чисельні значення визначають видимість об'єкта (сигналу) для ока.
Енергетичні характеристики зорового аналізатора визначаються-ються потужністю (інтенсивністю) світлових сигналів, що сприймаються оком. До них відносяться: діапазон яркостей, контраст, кольоровідчуття.
Основний інформаційної характеристикою зорового аналізатора є пропускна здатність, тобто то кількість інформації, яке аналізатор здатний сприйняти в одиницю часу.
Просторові характеристики зорового аналізатора визначаються сприймаються оком розмірами предметів та їх розташуванням у просторі. До них відносяться: гострота зору, поле зору, обсяг зорового сприйняття.
До тимчасових характеристиках зорового аналізатора відносяться: латентний період реакції, тривалість інерції відчуття, критична частота мигтіння, час адаптації, тривалість інформаційного пошуку.
Велику роль у процесі зорового сприйняття мають руху очей: пошукові (настановні) і гностичні (пізнавальні).
У системах управління значна частина інформації надходить до людини у формі звукових сигналів. Відбивні ці сигнали відчуття викликаються дією звукової енергії на слуховий аналізатор. Слуховий аналізатор дозволяє диференціювати звукові подразнення і визначати напрям звуку, а також віддаленість його джерела. Джерелом звукових хвиль може бути будь-який процес, що викликає місцеву зміну тиску або механічні напруги в середовищі.
У реальних умовах діяльності людині доводиться сприймати звукові сигнали на тому чи іншому тлі. При цьому фон може маскувати корисний сигнал, що ускладнює його виявлення. При розробці і конструюванні акустичних індикаторів завдання боротьби з ефектом маскування та пошуків оптимального відношення інтенсивності корисного сигналу до інтенсивності шуму (фону) є однією з найважливіших.
Одним з найбільш ефективних історично сформованих засобів передачі інформації людині є мова. Питання про характеристики мовних сигналів перш за все виникає при розробці апаратури, призначеної для передачі інформації від людини до людини. Проте цим його значення не обмежується. У зв'язку з розвитком синтетичної телефонії відкриваються можливості використання мовних сигналів також при обміні інформацією між людиною і машиною.
Проблема мовлення має кардинальне значення в психології. Вона виступає в тій чи іншій формі при вивченні сенсорних процесів, пам'яті, розумових дій, рухових навичок, властивостей особистості і т. д. Дані, накопичені в експериментальній психології, дозволили розкрити ряд істотних аспектів механізмів сприйняття мови і мовотворення. Вони послужили основою для постановки проблеми мовної комунікації у плані інженерної психології.
Завдання техніки зв'язку зажадали вивчення залежності сприйняття мовних сигналів від їх акустичних характеристик, визначення розбірливий-вості мовлення в умовах шуму, пошуку шляхів підвищення чіткості і т. п.
Дослідження показали, що важливою умовою сприйняття мови є розрізнення тривалості проголошення окремих звуків та їх комбінацій, розрізнення інтервалів між словами або групами слів, темп їх передачі.
Мова має не тільки акустичними, але і деякими іншими специфічними характеристиками. Слово має певний фонетичес-кий, фонематичний, складовий, морфологічний склад, є визначеної частиною мови, несе певне смислове навантаження. Важливим фактором, що впливає на впізнання слів, є їх частотна характеристика. Чим частіше зустрічається слово, тим при більш низькому відношенні мови до шуму воно розпізнається.
Наведені дані показують, що аудіювання є багаторівневий процес, в якому поєднуються фонетичний, синтакси-ний і семантичний рівні. При цьому вищерозміщені рівні відіграють провідну роль, визначаючи хід всього процесу аудіювання, що необхідно мати на увазі при організації мовних повідомлень.
При розгляді процесів сприйняття необхідно зазначити наступне. При конструюванні індикаторів крім вивчення можливостей тільки відповідного аналізатора слід врахувати міжаналізаторні зв'язку, що формуються функціональні системи і ті загальні умови, в яких буде працювати людина оператор. Визначаючи оптимальний спосіб сигналізації про керовані об'єкти, необхідно по можливості враховувати всю систему подразників, що діють на всі аналізатори людини. Для цього необхідно вивчити взаємодію аналізаторів при прийомі інформації.
Взаємодія аналізаторів
Взаємодія аналізаторів проявляється насамперед у тому, що надходження сигналу по одному каналу або зміна стану окремого аналізатора під впливом зовнішніх факторів призводять до зміни характеристик інших аналізаторів. Так, чутливість зорового аналізатора може змінюватися під впливом цілого ряду факторів. Багато запахи, смак солодкого, зручне сидяче положення призводять до підвищення чутливості периферичного зору. Гучні звуки, смак гіркого, стояче положення, підвищення атмосферного тиску, опромінення шкіри різними променями знижують чутливість периферичного зору. Чутливість центрального зору змінюється під впливом гучних звуків. Є дані щодо зміни та інших характеристик зорового аналізатора.Взаємодія аналізаторів необхідно враховувати також при пред'явленні людині полімодальних сигналів, тобто сигналів, адресованих різним аналізаторах. Один з видів полімодальних сигналів - дублювання одного сигналу в різних модальності, іншими словами, одночасна посилка його різним аналізаторах. У ряді випадків дублювання сигналів є засобом підвищення надійності передачі інформації оператору, його особливо доцільно застосовувати при передачі сигналів про малоймовірних події. Дублювання сигналів є також одним із способів збільшення обсягу короткочасної пам'яті оператора, що підтверджується даними досліджень (табл. 2.).
Таблиця 2
Обсяг короткочасної пам'яті (кількість запам'ятовуються символів)
при мономодальні і полімодальні пред'явленнях інформації
| Символи | Канал | ||
| Зір | Чутка | Дублювання | |
| Букви Цифри | 6,92 6,30 | 6,55 7,10 | 7,92 7,72 |
Проте позитивний ефект дублювання проявляється далеко не у всіх випадках. Так, при вирішенні оператором складних завдань, особливо якщо він не має достатнього тренування, дублювання сигналів може викликати додаткові труднощі в роботі. Аналогічно якщо необхідна для вирішення задачі інформація забезпечується повністю роботою одного з аналізаторів, то підключення іншого або нічого не дає для поліпшення результатів роботи, або навіть погіршує їх.
Іншим способом використання полімодальних сигналів є розподіл надходить до оператора інформації між різними аналізаторами. Оскільки більшу частину інформації оператор отримує за допомогою зору, то розподіл інформації є одним із способів запобігання перевантаження зорового аналізатора. Однак при цьому потрібно враховувати можливості кожного з аналізаторів.
Чутка має переваги в прийомі безперервних сигналів, зір - у прийомі дискретних. Час реакції на слух коротше, ніж на світ, проте сама коротка реакція на тактильний (шкірний) подразник. Це властивість дотику можна використовувати для подачі сигналів, що вимагають екстрених дій (наприклад, сигналів небезпеки). Слуховий і зоровий аналізатори приймають інформацію перебуваючи на відстані від джерела, а тактильний - при безпосередньому впливі (дотику). Розподіл інформації є основою для побудови полісенсорна (полімодальних) інформаційних моделей.
Дослідженнями встановлено, що розподіл інформації є хорошим засобом підвищення ефективності її прийому. Це зумовлено двома причинами: по-перше, за рахунок підвищення загального функціонального стану аналізаторів та активізації нервової системи, так як полімодальний система прийому інформації дозволяє подавати (в сумі) сигнали більшої інтенсивності, ніж мономодальні, по-друге, внаслідок підвищення інформаційної пропускної здатності оператора , оскільки людина в багатьох випадках здатний одночасно (паралельно) переробляти інформацію, що надходить до різних аналізаторах. І хоча при цьому пропускна здатність кожного з аналізаторів дещо знижується в порівнянні з прийомом мономодальні сигналів, загальна пропускна здатність всієї анализаторной системи збільшується. Так, при розподілі інформації одночасно між трьома аналізаторами (зір, слух, дотик) можливо майже дворазове збільшення пропускної здатності в порівнянні з мономодальні пред'явленням.
І, нарешті, ще одним із способів використання полімодальних сигналів є їх перемикання з однієї модальності в іншу. На відміну від попереднього в даному випадку різні аналізаторние системи працюють не паралельно, а послідовно. Даний спосіб може застосовуватися для боротьби з розвиваються стомленням (зоровим або слуховим), що виникає в результаті тривалої або напруженої роботи. При такому перемиканні показники функцій, активних у даній діяльності, знижуються, а неактивних, навпаки, підвищуються. Переключення модальності сигналів слід проводити при перших ознаках втоми працюючого аналізатора. У проведених 3-6-7-годинних дослідах, в яких інформація подавалася оператору по черзі по зоровому, слуховому і тактильному каналах, отримано збільшення продуктивності роботи оператора на 30-40% в порівнянні з пред'явленням тієї ж інформації тільки по зоровому каналу.
Таким чином, вивчення відносної ролі і послідовності включення аналізаторів у діяльність з прийому сигналів є передумовою ефективної розробки засобів відображення. Одночасно з цим врахування особливостей взаємодії аналізаторів необхідний для визначення методів навчання операторів і конструювання учбової техніки.
Висновок
Органи чуття (аналізатори) людини функціонують як єдина система. Цілісне чуттєве відображення предметів і явищ, навколишнього щих людини, формується в результаті взаємодії аналізаторів, тобто на основі сенсорного синтезу.В разлічних відах операторского труда (работа авіадіспетчера, судоводітеля, летчіка, оператора пульта управленія і др.) передача інформаціі людині осуществляется по разлічним сенсорним каналам, чем достігается расшіреніе сенсорного входа.
Важливо відзначити також, що в процесі управління оператор восприни-мает не тільки сигнали, що надходять від приладів (інструментальні сигнали), але і сигнали, що виникають при безпосередньому впливі тих чи інших параметрів керованого процесу (неінструментальние сигнали). Наприклад, при керуванні літаком льотчик сприймає вібрацію літака, крен, зміни сили тяжіння, оскільки його тіло фізично піддається цим впливам. Одночасно він стежить за параметрами польоту за показниками приладів і за вказівкою диспетчера, тобто в управлінні задіяно відразу кілька типів аналізаторів.
Зазвичай основний канал, найчастіше зоровий, дублюється в роботі іншим каналом. Одночасний прийом разномодальних сигналів, що несуть одну і ту ж інформацію, може здійснюватися або протягом усього періоду прийому і переробки інформації, або тільки на певних етапах цього процесу. Однак нерідко сигнали, розраховані на прийом декількома аналізаторами, несуть різну за змістом інформацію.
Застосування для передачі інформації людині в АСУ сигналів різної модальності може бути вимушеним з технічних причин, але може використовуватися й спеціально. В останньому випадку метою є підвищення ефективності обробки інформації; підвищення надійності прийому інформації при її дублювання; збільшення обсягу інформації при її пред'явленні з різних сенсорних каналах і т.п.
Література
1. Бутусов В.І., Полторак М.К. Про можливості багатоканального переробки інформації людиною / / Вісник Ленінгр. ун-ту. - 1974. - № 11. - С.95-101.2. Гайда В.К. Використання акустичних сигналів для підвищення ефективності прийому інформації від візуальних контрольно-вимірювальних приладів / / Практикум з інженерної психології та психології праці / Відп. ред. А.А. Крилов. - Л.: Вид-во Ленінгр. ун-ту, 1983. - С. 68-72.
3. Зінченко Т.П., Ільченко О.А. Впізнання та ідентифікація разномодальних сигналів / / Практикум з інженерної психології та психології праці / Відп. ред. А.А. Крилов. - Л.: Вид-во Ленінгр. ун-ту, 1983. - С. 63-67.
4. Основи інженерної психології / За ред. Б.Ф. Ломова. - М.: Вищ. шк., 1986. - С. 84-110.