2.4.6.Кинестетический анализатор.

Обеспечивает ощущение положения и движений тела и его частей. Имеется три вида рецепторов, воспринимающих:

1. Растяжение мышц при их расслаблении — «мускульные веретена»;

2. Сокращение мышц — сухожильные органы Гольджи;

3. Положение суставов (обусловливающее так называемое «суставное чувство»). Предполагается, что их функции выполняют глубинные рецепторы давления.

Возможности двигательного аппарата представляют определенную значимость при конструировании защитных устройств, органов управления. Сила сокращения мышц человека колеблется в широких пределах. Например, номинальная сила кисти в 450...650 Н при соответствующей тренировке может быть доведена до 900 Н. Сила сжатия, в среднем равная 500 Н для правой и 450 Н для левой руки, может увеличиваться в два раза и более.

Оптимальные усилия на органы управления:

• для рукояток 20...40 Н (100 Н — максимальное);

• для кнопок, тумблеров, переключателей легкого типа 1400...1600Н, тяжелого —6000...12000 Н;

• для ножных педалей управления от 20...50 (используемых часто) до ЗООН (используемых редко);

• для рычажного управления от 20...40 (используемых часто) до 120...160Н (используемых редко).

Диапазон скоростей, развиваемых движущимися руками человека, находится в пределах 0,01...8000 см/с. Наиболее часто используются скорости порядка 5...800 см/с. 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 раз быстрее поступательных.

2.4.7. Обонятельный анализатор.

Предназначен для восприятия человеком различных запахов (их диапазон охватывает до 400 наименований). Рецепторы расположены на участке площадью около 2,5 см² слизистой оболочки в носовой полости.

Условиями восприятия запахов являются летучесть пахучего вещества (выделение его молекул в свободном виде); растворимость веществ в жирах; движение воздуха, содержащего молекулы пахучего вещества в области обонятельного анализатора.

Абсолютный порог обоняния измеряется долями миллиграмма вещества на литр воздуха (мг/л). Запахи могут сигнализировать человеку о нарушениях в ходе технологических процессов и об опасностях.

2.4.8. Вкусовой анализатор.

В физиологии и психологии распространена четырехкомпонентная теория вкуса, согласно которой существуют четыре вида элементарных вкусовых ощущений: сладкого, кислого, горького и соленого. Все остальные ощущения представляют их комбинации. Абсолютные пороги вкусового анализатора выражаются в величинах концентраций раствора и они примерно в 10 000 раз выше, чем обонятельного. Различная чувствительность вкусового анализатора довольно груба, в среднем она составляет 20 %. Восстановление вкусовой чувствительности после воздействия различных раздражителей заканчивается через 10...15 мин.

2.5 Психофизическая деятельность человека

Любая деятельность содержит ряд обязательных психических процессов и функций, которые обеспечивают достижение требуемого результата.

Внимание - это направленность психической деятельности на определенные предметы или явления действительности. Непроизвольное внимание возникает без всякого намерения, без заранее поставленной цели и не требует волевых усилий. Произвольное внимание возникает вследствие поставленной цели и требует определенных волевых усилий. Непроизвольное отвлечение - колебание внимания и его ослабление к объекту деятельности. Распределение внимания - одновременное внимание к нескольким объектам деятельности при одновременном выполнении действий с ними. Намеренный перенос внимания с одного объекта на другой - переключение внимания.

Ощущение - простейший процесс, заключающийся в отдельных свойствах или явлениях материального мира, а также внутренних состояний организма при непосредственном воздействии раздражителей на соответствующие рецепторы. Существуют ощущения нескольких видов: зрительные, слуховые, кожные, кинестетические.

Восприятие - процесс отражения в сознании человека предметов или явлений при их непосредственном воздействии на органы чувств, в ходе которого происходит упорядочение и объединение отдельных ощущений в целостные образы предметов и явлений. Сохранение постоянного, неизменного зрительного восприятия предметов при изменении их освещенности, положения в пространстве, расстояния от воспринимающего человека и т.д. - константность восприятия. Зависимость восприятия от особенностей личности человека, его прошлого опыта, профессии, интереса и т.п. называется апперцепцией, а целенаправленное, планомерное восприятие - наблюдением. Восприятие пространства, восприятие объема, формы, величины и взаимного расположения объектов, их рельефа, удаленности и направления, в котором они находятся, отражение изменения во времени, положение объектов в пространстве - это восприятие движения. Восприятие времени - отражение объективной действительности, скорости и последовательности явлений действительности.

Память - процессы запоминания, сохранения, последующего узнавания и воспроизведение того, что было в вашем прошлом опыте. Двигательная (моторная) память - запоминание и воспроизведение движений и их систем, лежащая в основе выработки информирования двигательных навыков и привычек. Эмоциональная память - память человека на пережитые им в прошлом чувства. Образная память - сохранение и воспроизведение образов ранее воспринимавшихся предметов и явлений. Эйдетическая память - очень ярко выраженная образная память, связанная с наличием ярких, четких, живых, наглядных представлений. Словесно-логическая память - запоминание и воспроизведение мыслей, текста, речи. Непроизвольная память проявляется в тех случаях, когда не ставится специальная цель запомнить тот или иной материал и последний запоминается без применения специальных приемов и волевых усилий. Произвольная память связана со специальной целью запоминания и применения соответствующих приемов, а также определенных волевых усилий. Кратковременная (первичная или оперативная) память - кратковременный (на несколько минут или секунд) процесс достаточно точного воспроизведения только что воспринятых предметов или явлений через анализаторы. После этого момента полнота и точность воспроизведения, как правило, резко ухудшается. Долговременная память - вид памяти, для которой характерно длительное сохранение материала после многократного его повторения и воспроизведения. Оперативная память - процессы памяти, которые обслуживают непосредственно осуществляемые человеком актуальные действия и операции.

Запоминание - процесс закрепления в сознании образов, впечатлений, понятий.

Воспроизведение - актуализация (оживление) образов, закрепленных в памяти, без опоры на вторичное восприятие объектов.

Узнавание - процесс памяти, связанный с осознанием того, что данный объект воспринимался в прошлом.

Забывание - процесс, при котором происходит "выпадение" того или иного материала из памяти.

Ассоциация - связь между отдельными представлениями, при которых одно из этих представлений вызывает другое. Различают ассоциации по сходству, контрастности, смежности.

Представления - образы процессов или явлений реальной действительности, в данный момент не воспринимаемых человеком.

Мышление - образ обобщенного и опосредственного познания существенных свойств и явлений окружающей действительности, а также существенных связей и отношений, существующих между ними.

Анализ - мысленное расчленение предметов и явлений на образующие их части, выделение в них отдельных частей, признаков, свойств.

Синтез - мысленное соединение отдельных элементов, частей и признаков в единое целое.

Абстракция - процесс отвлечения от несуществующих и единичных признаков и сохранение в мышлении признаков существенных и общих для данной группы предметов или явлений.

Конкретизация - умственная операция, в которой человек придает предметный характер той или иной абстрактно-обобщенной мысли, понятию, правилу, закону.

Обобщение - умственная .операция, состоящая в мысленном объединении предметов или явлений по общим и существенным признакам.

Наглядно-действенное мышление - вид мышления, которое осуществляется в форме наглядных образов.

Абстрактное (отвлеченное) мышление - вид мышления, опирающегося на общие и отвлеченные понятия.

Воображение - процесс создания образов-представлений нового, т.е. того, что в прошлом данный человек не воспринимал, с чем не встречался. Непроизвольное (пассивное) воображение возникает без всякого намерения со стороны человека. Примером такого воображения является сновидение. Произвольное (активное) воображение возникает в результате поставленной цели, намерения. Воссоздающее (репродуктивное) изображение - вид активного воображения, которое возникает на основе описаний или изображений, выполненных другими. Творческое воображение (вид активного воображения) заключается в самостоятельном создании нового образа.

Рис. 2.15. Структура преобразования информации в памяти оператора

Общение - способ активного взаимодействия между людьми. Речевое общение - это использование языка в целях общения людей, необходимая основа человеческого мышления. Фонематический слух - способность человека выделить из речевого потока фонемы, т.е. смыслоразделительные звуки речи. Внутренняя речь - речь про себя, внутреннее проговаривание, обычно используемое в процессе мышления.

Процесс преобразования информации является важнейшим компонентом операторской деятельности и является результатом интегрирующего функционирования психофизиологических возможностей человека.

Этот процесс может быть пояснен схемой структуры преобразования информации в памяти оператора (рис. 2.15). В преобразовании информации участвуют следующие функциональные блоки: сенсорная память, первичная память (оперативная), вторичная (долговременная), блок повторения, блок ответа.

Информация поступает в зрительную, слуховую или сенсорную память. В сенсорной памяти фиксируются энергетические и пространственные характеристики поступающих сигналов. Указанное деление сенсорной памяти основывается на виде сохраняющегося в ней послеобраза. Важным свойством послеобраза является представление исходного образа в виде словесных символов, словесного описания (вербализованность). Емкость зрительной сенсорной памяти достигает 36 элементов, слуховой памяти - 12. Длительность хранения послеобраза в слуховой памяти 1...2 с, в длительной сенсорной - до 120 с, для зрительной памяти длительность следа яркости послеобраза составляет 40...50 мс.

После опознания и перекодирования информация поступает в первичную память. Скорость перекодировки достигает значения 180 буквенно-цифровых символов в секунду. Если длина предъявленного ряда символов не превышает 7...9, то оператор переводит поступающую информацию в акустическую форму и запоминает ее, если же длина ряда больше, то оператор пытается сформировать новые единицы. Если сформированный в сенсорной памяти послеобраз за интервал времени между двумя последовательными сигналами не был перекодирован, то он попадает в разряд потерянных, т.е. вероятность запоминания сигнала зависит от способа предъявления и интервала между сигналами.

Запоминание в первичной памяти происходит по схеме: заполнение r-ячеек путем смещения образов на одну ячейку в глубину до полного заполнения памяти, т.е. до накопления в ней r-образов. Если первичная память заполнена, то поступающий в нее образ вытесняет содержимое некоторых ячеек.

Вероятность абсолютной потери любого i-го образа при последовательном приеме какого-то числа сигналов:

Рin = PiQn(t)

где Pin - вероятность вытеснения i-го сигнала из первичной памяти; Qn(t) - вероятность того, что до начала реализации вытесненный кодированный образ не перейдет в долговременную память.

Кратковременная память может удерживать лишь небольшое количество информации. За короткий период наблюдения человек может запомнить и повторить название от 5 до 9 знакомых объектов ( 7±2). Человек при ограниченном времени может воспринять и больше, чем 7±2, но забывает их быстрее, чем может сказать о них. Большое значение для правильного воспроизведения информации имеет трудность решаемой задачи в промежутке между предъявлением и воспроизведением материала.

С увеличением трудности задачи вероятность правильного воспроизведения резко падает из-за того, что повторению доступна ограниченная часть поступающей информации. Чем большую часть занимает промежуточная задача, тем больше вероятность забывания. Процедура повторения дает возможность переводить информацию из оперативной памяти в долговременную, искать сопоставимый образ и переводить в блок ответов. Формирование ответа - двухэтапный процесс: сначала происходит восстановление кодированного образа, затем принимается решение. Время формирования ответа определяется соотношением:

Т = t1 + Ntz

где t1 - суммарное время кодирования и выбора ответа; N- количество операций сравнения; tz - время, необходимое для сравнения вновь сформированного кодированного образа с образом, хранящимся в кратковременной памяти оператора.

Характерно, что время формирования отрицательного и положительного ответа одинаково.

Знание процесса преобразования, запоминания и восстановления информации в кратковременной памяти оператора и их характеристик позволяет решать проблему использования информации, правильно выбрать информационную модель, определить структуру и количество сигналов при их последовательном представлении, правильно выбрать ограничения по объему информации, требующей запоминания, при выработке стратегии безопасного управления или принятия решения.

Наряду с объемом и длительностью хранения информации важной характеристикой оперативной памяти является быстрота исключения, забывания материала, ненужного для дальнейшей работы. Своевременное забывание исключает ошибки, связанные с использованием устаревшей информации, и освобождает место для хранения новых данных.

Характеристики оперативной памяти изменяются под влиянием значительных физических нагрузок, специфических экстремальных факторов и эмоциогенных воздействий. Чаще всего наблюдается ухудшение характеристик, однако при достаточной адаптации к неблагоприятным факторам возможно их сохранение и даже улучшение. В целом сохранение высоких показателей оперативной памяти и готовности к воспроизведению долговременной информации при воздействии экстремальных факторов зависит от их силы и продолжительности, общей неспецифической устойчивости и от степени индивидуальной адаптации человека к конкретным факторам.

Долговременная память обеспечивает хранение информации в течение длительного времени (часы, дни, месяцы, годы). Объем долговременной памяти в общем случае оценивают отношением числа стимулов, сохранившихся в памяти спустя длительное время (более 3 мин), к числу повторений, необходимых для запоминания. Информация, поступившая в долговременную память, с течением времени забывается. Усвоенная информация наиболее значительно уменьшается за первые 9 ч: со 100 % она падает до 35 %. Оставшееся число удержанных элементов через несколько дней в дальнейшем практически остается одним и тем же. В конкретных условиях забывание зависит от степени осмысления информации, характера фундаментальных знаний по полученной информации, индивидуальных особенностей памяти. Объем долговременной памяти ограничен не числом стимулов, а количеством сохраняемой информации.

Кратковременная память связана прежде всего с первичной ориентировкой в окружающей среде, поэтому направлена, главным образом, на фиксацию общего числа вновь появляющихся сигналов независимо от их информационного содержания. Задача долговременной памяти - организация поведения в будущем, требующая прогнозирования вероятностей событий.