Інженерна психологія - Трофімов Ю.Л. - Часові характеристики

Інформаційні характеристики зорового аналізатора зумовлені пропускною здатністю, що визначає кількість інформації, яку може сприйняти аналізатор за одиницю часу.

Якщо зоровий аналізатор уявити каналом зв'язку, котрий складається з ділянок різної пропускної здатності, то найбільша пропускна здатність - 5,6 х 109 біт буде на рівні фоторецепторів (сітківки) ока, на рівні кори - 20...70 біт, а для діяльності в цілому (прийняття рішень та виконання

керуючих дій людини) - 2...4 біти. Тому зоровий аналізатор порівнюють з інформаційною "лійкою" - на вході має місце значна кількість інформації, яка поступово зменшується, досягаючи рівня прийняття рішення або рівня реакції.

Просторові характеристики

Просторові характеристики зорового аналізатора залежать від гостроти зору, поля зору і обсягу сприймання. Гострота зору характеризується властивістю ока розрізнювати дрібні деталі об'єкта. Вона визначається величиною, еквівалентною тому мінімальному розмірові об'єкта, за якого він розрізнюється оком. Розмір об'єкта виражається в кутових величинах, котрі пов'язані з його лінійними розмірами таким співвідношенням:

що є одиницею гостроти зору, котра залежить від рівня освітлення об'єкта, відстані до нього та його положення відносно спостерігача.

Так, наприклад, якщо розглядати об'єкт під кутом 10е, гострота зору буде в 10 разів менша, а під кутом 30° - у 23 рази менша, ніж коли цей об'єкт знаходиться прямо перед спостерігачем.

Гострота зору характеризує абсолютний просторовий поріг зорового аналізатора. Оператор повинен працювати на рівні оперативного порога, в якому кутовий розмір об'єкта буде не менший ніж 15' - для об'єктів найпростішої форми, а для складних об'єктів цей розмір має бути в межах ЗО...40. Це розмір знака та інших елементів зображення об'єкта, котрі мають зовнішні та внутрішні деталі.

Поле зору умовно поділяють на три зони:

o центральне поле ~ 4°, де повніше розрізняються всі деталі об'єкта;

o поле ясного бачення ~ 30°...35°, де не розрізняються малі деталі об'єкта;

o периферійне поле ~ 75°...90°, в якому об'єкт тільки виявляється, але не розпізнається.

Об'єкти, що перебувають у периферійній зоні, можуть бути переміщені в іншу зону при простому повороті голови або русі очей.

Обсяг сприймання характеризується кількістю об'єктів, які охоплює людина за одну фіксацію ока, тобто за симультанного сприймання. Доведено, що за одну фіксацію людина може охопити 4-8 не пов'язаних між собою об'єктів. Було експериментально доведено [120], що в зоровому образі відображається значна кількість об'єктів, але відтворюється їх значно менше, і цей процес залежить від обсягу пам'яті, тобто при визначенні цього параметра потрібно враховувати не стільки характеристики сприймання, скільки характеристики короткочасної пам'яті, зокрема обсяг зберігання та відтворення інформації.

Часові характеристики

Часові характеристики зорового аналізатора визначаються часом та його складовими, необхідними для виникнення зорового відчуття і сприймання потрібної інформації в певних умовах роботи оператора.

Латентний період - це час до виникнення відчуття з початку подавання сигналу. Залежить він від потужності подразника, його значущості, складності роботи і віку оператора, його індивідуально-типологічних характеристик. У середньому для людини він становить 150...240 млс.

Розглянемо часову діаграму роботи зорового аналізатора (рис. 8).

Рис. 8

Часова діаграма роботи зорового аналізатора

Упродовж часу t0 - t3 діє подразник, втім, зорове відчуття починається лише через певний період t0- t1 тобто латентний період. Зорове відчуття, що виникає в момент t1, поступово розвивається (період t1, - t2) і адекватно відображає сигнал протягом часу t2 - t3, тобто до кінця дії подразника (t3). Після закінчення дії подразника зорове відчуття зникає не одразу, а поступово "згасає" за період t3 - t4, який дістав назву періоду інерції відчуття.

Тривалість інерції відчуття залежить не тільки від характеристик сигналу (яскравості, кутових розмірів), а й від того, яким буде наступний сигнал, тобто наскільки він зможе "загасити" дію попереднього сигналу. В цей час виникають так звані "послідовні образи" [120], які мають різні характеристики (за кольором і розміром) і в певній послідовності змінюють один одного.

Може виникнути така ситуація, коли дія попереднього (першого) сигналу буде мати своє продовження завдяки послідовним образам, і в той же час почнеться дія наступного (другого) сигналу, тобто послідовний образ може накластися на перцептивний образ наступного сигналу, і оператор не зможе відрізнити елементи першого сигналу від елементів другого. Тому час дії основного сигналу повинен ураховувати час дії послідовного образу (табл. 4).

Урахування цих особливостей має велике значення для

Таблиця 4

Залежність часу інерції відчуття від яскравості та кутових розмірів об'єкта

організації потоку інформації. Якщо сигнали подаються дискретно, то їхній період має бути не менший за 0,2...0,6 с, в іншому разі образи попереднього і наступного сигналів будуть накладатись один на інший.

Критична частота мерехтіння (КЧМ) - це частота, за якої відбувається злиття поточних образів подразників у єдиний образ об'єкта, тобто окремі проблиски сигналу сприймаються сукупно. КЧ М залежить від яскравості і спектрального складу сигналу, його розмірів та конфігурації знаків (рис. 9).

Залежність КЧМ від яскравості об'єкта підпорядкована основному психофізіологічному законові

де а і с - константи, які залежать від розміру і конфігурації знака, а також від спектрального складу сигналу.

В нормальних умовах спостереження КЧМ становить 15...25 Гц, при втомі вона знижується. Якщо мерехтіння застосовується для кодування інформації (привертання уваги оператора), треба мати на увазі, що зорова втома буде найменшою за частоти 3-8 Гц.

Час адаптації. Чутливість зорового аналізатора може змінюватися в 10 разів. Є дві форми адаптації:

o темнова, при переході від світла до темряви;

o світлова, при переході від темряви до світла.

Час адаптації залежить від її форми і становить десятки хвилин при темновій та хвилини або частки хвилини при світловій.

Тривалість інформаційного пошуку. Значну роль у процесі сприймання сигналу та об'єктів відіграють рухи очей. Це дає змогу розглядати сприймання як дію, спрямовану на пошук джерела сигналу та обстеження об'єкта для побудови його образу.

Рухи очей поділяються на дві групи:

o пошукові, настановчі;

o гностичні, пізнавальні.

Для деяких видів операторської діяльності процес сприймання інформації зводиться до інформаційного пошуку сигналу або об'єкта з заданими ознаками. Такими ознаками можуть бути: світіння об'єкта, мерехтіння сигналу, колір або форма об'єкта, положення стрілки на приладі тощо. Завдання оператора полягає у знаходженні необхідного сигналу за допомогою руху очей і встановлення їх у потрібну позицію.

Загальний час інформаційного пошуку визначається за формулою

Таблиця 5

Середня тривалість фіксації погляду при вирішенні завдань інформаційного пошуку

В багатьох експериментальних дослідженнях |16; 17; 44; 45; 132; 146] було виявлено, що час переміщення погляду становить усього 5% часу інформаційного пошуку, і якщо цю складову не враховувати, то середнє значення тривалості інформаційного пошуку буде дорівнювати

Ця модель дає змогу підрахувати кількість елементів інформаційного поля або каналів зв'язку, або сигналів, за якими може стежити оператор, і встановити в їхній роботі певні відхилення за відведений час:

Значну роль у сприйманні інформації відіграють рухи очей. Вони поділяються на два основні класи: пошукові та гностичні.

За допомогою пошукових рухів очей оператор віднаходить необхідний об'єкт або задану його ознаку, переводить об'єкт у потрібне поле зору (ясного бачення або центральне).

Тривалість пошукових рухів залежить від структури інформаційного поля, складності об'єкта та визначеності його параметрів, тобто трудності завдання, а також від професійного досвіду оператора та його індивідуально-психологічних характеристик. Застосування характеристик активності рухів очей л юдини-оператора для визначення часу інформаційного пошуку Тін дає змогу оцінити різні варіанти інформаційної моделі та визначити кількість об'єктів, за якими може стежити оператор (N).

Гностичні (пізнавальні) рухи очей беруть участь в обстеженні об'єкта, розрізненні необхідних деталей, ознак, його впізнанні. Відомо, що основну інформацію очі отримують за час фіксації (tф), яка при інформаційному пошукові є величиною відносно постійною. Потрібно зауважити, що при розв'язанні завдань інформаційної підготовки рішення як складових процесу оперативного мислення (підрозділ 3.3) порушується регулярність сакадичних рухів очей, а тривалість фіксацій (tф) змінюється у широкому діапазоні залежно від стадій процесу інформаційної підготовки рішення [132; 146]. До того ж важливі не тільки кількісні показники активності рухів очей, а і якісні, певна послідовність переміщення погляду, з допомогою якої можна охарактеризувати застосовану тактику або стратегію діяльності оператора. Для реєстрації руху очей використовують різні методики - від кінозйомки

до методу електроокулографії (ЕОГ) |14б]. На рис. 11 продемонстровано записування руху очей при сприйманні показників елементів панелі приладів автомобіля методом ЕОГ.

На рисунку зліва записано складові (горизонтальна та вертикальна) руху очей, зроблені за допомогою енцефалографа, а справа тестовий об'єкт (б), векторелектроокулограма (ВЕОГ) (в), яка накладена на тестовий об'єкт (г).

Просторово-часові характеристики руху очей виявляють найбільш інформативні зони інформаційного поля для певного оператора, розкривають послідовність його дій з будування образно-концептуальної моделі (ОКМ). Крім цього, записування В ЕОГ зафіксовує конкретні дії, які не усвідомлює сам оператор.

На рис. 12 наведена ВЕОГ руху очей при сприйманні показника стрілкового приладу. В своїх відповідях оператор стверджував, що не обстежував критичну зону, яка була позначена червоним кольором. Але записи ВЕОГ свідчать, що процес сприймання він почав з обстеження цієї зони, зробивши не один крок і витративши певний час.

Таким чином, у процесі інформаційної підготовки рішення беруть участь неусвідомлювані компоненти діяльності оператора, на які впливають так звані суб'єктивні фактори - мотиви, цілі, установки, воля тощо. Методи самоспостереження тут непридатні, тому ведеться пошук таких методів, за допомогою яких можна було б описати не тільки фази інформаційної підготовки рішення, а й саму розумову діяльність оператора, її стадії, фази і компоненти.