Інженерна психологія - Трофімов Ю.Л. - 3.1.3. Характеристики тактильного аналізатора

Значну кількість інформації оператор отримує через зоровий і слуховий канали, що спричиняє їх значне перевантаження. До того ж унаслідок дії певних перешкод сигнали цієї модальності можуть стати значно викривленими, що зумовлює похибку в сприйнятті інформації. В зв'язку з цим останнім часом здійснюється пошук можливостей передавання інформації по інших каналах сприйняття інформації людиною-оператором. Найперспективнішим уважається використання тактильного аналізатора.

Експериментальні дослідження довели, що дотиковий образ формується на базі синтезу значної кількості тактильних і кінестетичних сигналів. Відомо, що шкіра людини сприймає термічні, хімічні, механічні та електричні подразники. Якщо використання перших двох поки що неможливе для передавання інформації, то відносно двох останніх є певні досягнення (47; 100].

Механічні подразнення передаються за допомогою вібраторів і сприймаються різними частинами шкіри тіла людини по-різному. Абсолютна чутливість вимірюється мінімальним тиском, необхідним для виникнення відчуття, і становить: для найбільш чутливих зон (губи, язик) - 1...50 мг/мм2, для найменш чутливих зон (спина, живіт) - 10 г/мм2.

Диференціальний поріг розрізнення дорівнює приблизно 7 % початкового тиску.

Просторова чутливість теж залежить не тільки від характеристик подразника, а й від особливостей певних зон тіла людини. Диференціальний просторовий поріг є мінімальним на губах та кінчиках пальців - 1 ...2,5 мм, а максимальний - на спині та плечах - 60 мм. Найбільша чутливість спостерігається за частоти вібрації 100...300 Гц.

Відомий цікавий спосіб передавання інформації за допомогою вібраторів. Людську мову записують на плівку і відтворюють у декілька разів повільніше від нормального темпу. Отримані низькочастотні електричні сигнали перетворюють у механічні коливання пластинки, яка торкається поверхні шкіри людини. Після кількох тренувань оператори можуть визначати основні звуки мови. Цей метод може бути використаний при передаванні сигналів в умовах значних шумів, коли слуховий аналізатор діє неефективно.

Крім того, при порушеннях зору людини (у сліпих та сліпоглухих) роль тактильного аналізатора стає провідною, бо це єдиний канал, яким інформація від зовнішнього середовища передається у мозок людини.

Особливості тактильно-вібраційної чутливості людини враховані при конструюванні оригінального приладу для сліпих "Оптакон", у якому оптичні сигнали перетворюються на тактильно-вібраційні, що дає сліпій людині можливість читати звичайні книги зі швидкістю 40-50 слів за хвилину.

За всіх досягнень у цьому напрямку є і певні недоліки, котрі стримують використання механічного способу передавання інформації. Передусім це недосконалість самих вібраторів, а саме їхня громіздкість та інерційність. У зв'язку з цим ведуться розробки з використання електрошкіряних подразників для передавання інформації з прямокутовими імпульсами струму. Залежно від величини імпульсу розрізняють три характерні пороги відчуття:

o абсолютний поріг, за якого людина відчуває дію подразника;

o больовий поріг, коли в людини виникають неприємні відчуття;

o поріг нестерпного болю, за якого людина припиняє дію подразника.

При використанні електрошкіряних подразників необхідне попереднє тренування, після якого абсолютний поріг знижується, а інші пороги підвищуються, але після цього вони майже не змінюються у часі і не залежать від зони подразнення. У людей похилого віку вони вищі, ніж у молодих.

Значною перевагою електрошкіряного подразнення порівняно з механічним є менша (приблизно в 100 разів) необхідна потужність сигналу, а також можливість використання мініатюрних електродів. Це дуже важливо при розробці необхідних приладів для використання їх при передаванні інформації через тактильний аналізатор. У нашій країні та за кордоном продовжуються розробки з використання тактильних стимуляторів, "тактильних кодів" для підвищення ефективності передавання інформації операторові.

3.1.4. Взаємодія аналізаторів під час приймання інформації

Різні канали передавання інформації використовують і різні аналізатори, які функціонують не окремо, а в єдиній, дуже складній системі. При цьому дія подразника на певний аналізатор спричиняє не тільки пряму реакцію, а й впливає на функціонування усіх інших. Так, наприклад, чутливість центрального поля зору змінюється під впливом гучних звуків, а запахи, смак солодкого, зручне положення тіла людини, підвищення атмосферного тиску або опромінювання шкіри знижують чутливість периферійного поля зору [138].

Міжаналізаторні зв'язки поділяються на три основні групи:

o активізуючі;

o інформуючі;

o вікаруючі.

Активізуючі зв'язки забезпечують певний рівень активності аналізатора незалежно від характеру дії побічних подразників. Вони не впливають на зміст почуттєвих образів і можуть бути як безумовно-рефлекторними, так і умовнорефлекторними.

Інформуючі зв'язки впливають на зміст почуттєвих образів. До них належать різнобічні асоціації відчуттів, перехід їх від однієї модальності до іншої (візуалізація чуттєвих образів) тощо.

Вікаруючі зв'язки забезпечують можливість заміни певних функцій одного аналізатора іншим.

Завдяки взаємодії цих зв'язків у процесі розвитку і трудової діяльності людини формуються певні функціональні системи, структура і організація яких зумовлена загальними умовами життєдіяльності людини, усім процесом її природного розвитку.

Взаємодію аналізаторів ураховують при застосуванні полімодальних сигналів, тобто сигналів, які складаються з подразників, адекватних різним аналізаторам.

Полімодальні сигнали застосовують для дублювання сигналу, тобто його одночасного посилання по різних каналах приймання. Дублювання сигналів може підвищити надійність передавання інформації операторові, особливо за малоймовірних подій. Воно може приводити до розширення обсягу короткочасної пам'яті оператора [47; 133].

Другим шляхом використання полімодальних сигналів є розподіл інформації по різних аналізаторах із метою зняття перевантаження одного з них, особливо зорового, тому необхідно враховувати можливості кожного аналізатора. Так, слух має певні переваги у прийманні неперервних сигналів, а зір - дискретних. Найменший час реакції - на тактильний подразник, що може бути використано при передаванні сигналів небезпеки, які вимагають швидких дій. Зоровий і слуховий аналізатори сприймають інформацію дистантно, а тактильний - безпосередньо. Розподіл інформації надає можливість побудови полісенсорних інформаційних моделей [60; 100], що сприяє підвищенню ефективності її приймання.

Третім шляхом використання полімодальних сигналів є їхнє переведення з однієї модальності на іншу. На відміну від попереднього різні аналізаторні системи працюють не паралельно, а послідовно. Підвищення втоми певного аналізатора (наприклад зорового) зумовлює перехід на іншу модальність сигналу (слухову або тактильну).

Дослідження (111; 117; 138] показали, що продуктивність роботи оператора підвищується на 30-40 %, коли послідовно використовувати зоровий, слуховий і тактильний канали. Якщо ж інформацію подавати тільки по зоровому каналу, такого ефекту не відбудеться.

Отже, особливості взаємодії аналізаторів необхідно враховувати у розробці засобів відображення інформації і методів навчання операторів, у побудові інформаційних моделей і конструюванні певних технічних засобів.