1.2.3. Характеристики сенсорно-моторной деятельности человека.
Требования к организации исполнительской деятельности человека-оператора, к конструкции органов управления и устройств ввода информации, находящихся на его рабочем месте, обуславливаются характеристиками моторной деятельности, возможностями двигательного аппарата человека.
Моторная деятельность. Представляет собой комплекс операций, действий и движений, осуществляемых человеком в процессе решения той или иной задачи и характеризуется формами траекторий движений, а также энергетическими затратами. При выполнении оператором управленческих действий от него требуется не только быстрая и точная переработка информации, но и быстрая и точная реакция на сигналы.
Точность и скорость движений определяются как механическими свойствами двигательного аппарата, так и механизмом регуляции движений. Мышечная и суставная чувствительность обеспечивают все основные качества движений: скорость, силу, точность, амплитуду, траекторию и т.д. Двигательные ощущения наряду с тактильными (ощущения прикосновения), выступая в качестве сигналов обратной связи, играют существенную роль в построении движений, обеспечивая их регулирование и корректировку.
Любому управляющему движению оператора предшествует восприятие информации. Связь восприятия и движения осуществляется в виде сенсомоторных реакций.
Сенсомоторной реакцией называется одиночное (дискретное) движение оператора на появление (прекращение действия) того или иного раздражителя. Изучение сенсомоторных реакций имеет большое значение для инженерной психологии. Это обусловлено следующими причинами.
Первая. Многие виды операторской деятельности в той или иной степени представляют собой совокупность различных видов сенсорно-моторных реакций.
Вторая. Время реакций может использоваться как один из показателей психофизиологического состояния оператора или готовности его к выполнению определенного вида деятельности.
Третья причина. Время реакции очень часто используется как индикатор при инженерно-психологических измерениях и исследованиях.
В
водят
два типа сенсомоторных реакций: простую
и сложную.
Простая
сенсомоторная реакция заключается
в ответе заранее известным простым
одиночным движением на внезапно
появляющийся, но заранее известный
сигнал. Основной показатель такой
реакции – время.
Полное время реакции (ВР) складывается
из двух составляющих: латентного
(скрытого) периода (ЛП) и времени
моторного акта (ВМА).
Время
простой реакции на звуковой сигнал
составляет приблизительно 140-180 мс, на
световой сигнал – 160-180 мс.
В реальных процессах работы оператора простые сенсомоторные реакции встречаются сравнительно редко. Наиболее характерными являются сложные реакции. В них требуемое действие оператора зависит от вида и характера поступившего сигнала. Например, каждому из сигналов соответствует включение своей кнопки. При анализе сложных реакций необходимо иметь ввиду, что движения в той или иной степени осуществляются под контролем зрительной системы. Многие элементы программы двигательного акта формируются еще до начала движения, по отношению к которому зрительная система выступает в роли задающего устройства (см.рисунок). Таким образом, сенсорная и моторная компоненты времени реакции (ВР) имеют на оси времени общий участок (на рис.штриховкой). Это означает, что в это время начинают работать несколько параллельных уровней регулирования.
Результаты исследования сложной сенсомоторной реакции показали.
Время реакции прямо пропорционально количеству информации, приходящейся на сигнал.
На скорость ответных реакций существенно влияет совместимость между требуемым ответным движением на сигнал и тем движением, которое является привычным, естественным для человека. Чем больше совместимы требуемые и привычные ответные реакции, тем меньше время реакции.
Время реакции уменьшается по мере тренированности оператора.
Другие характеристики движения.
Силовые характеристики. Определяются усилием, развиваемым в процессе движения. При ручном вводе они важны для определения допустимого сопротивления органа управления. Установлено, что самостоятельное выявление человеком своих ошибок (до 70%) при вводе информации с клавиатуры преимущественно основывается на кинестезии. Когда при перемещении органа управления не требуется преодолевать никакого сопротивления, т.е. отсутствуют сигналы обратной связи о результатах действий, то уменьшается точность, а, следовательно, и эффективность ввода информации.
Скоростные характеристики движений определяются видом и направлением движения. Диапазон скоростей движения руки очень широк (0,01-8000 см/с). Минимальное время занимают движения пальцами, затем движения кисти, предплечья и плеча. Скорость движения больше в направлении к себе, чем от себя, в вертикальной плоскости, чем в горизонтальной, сверху вниз, чем снизу вверх, вперед-назад, чем вправо-влево, слева-направо для правой руки и справа-налево для левой, чем наоборот. Вращательные движения в 1,5 раза быстрее поступательных.
Пространственные характеристики движений включают амплитуду и траекторию движения. При большом числе степеней свободы дистальные (т.е. конечные отдаленные по отношению к телу) части руки (кисть, например) могут выполнять движения любой амплитуды и в любом направлении в пределах, ограниченных размером тела. Из траекторий движения анатомо-физиологически более выгодными являются эллиптические и круговые. Максимальное рабочее пространство руки приближается к полусфере, радиус которой соответствует ее длине.
Важной характеристикой сенсорно-моторной деятельности оператора является надежность. Для количественной оценки надежности часто используют вероятность безошибочного выполнения сенсорно-моторной реакции. Как показали исследования ряда авторов, надежность выполнения указанных операций зависит от размеров органов управления, их количества и принятого способа их группировки, величины управляющих усилий и других факторов.