Использование ЭВМ в эргономических исследованиях

Построение адекватных моделей человеческой деятельности требует учета все большего числа факторов и взаимосвязей между ними, что ведет к постоянному усложнению моделей и способов работы с ними.

Существенным при этом оказывается то, что такие модели представляют собой или «плохие» уравнения, которые не удается решить аналитически, или системы большого числа уравнений, или, наконец, сложные в логическом отношении построения с большим числом связей и условий. В большинстве случаев работа с подобными моделями принципиально невозможна без использования вычислительной техники.

В еще большей степени стимулируют проникновение ЭВМ в область конкретных исследований каждодневные потребности практики.

Среди таких задач можно назвать:

  • необходимость получения достаточного объема экспериментальных результатов за сравнительно короткое время;
  • создание системы (банка) стандартных справочных эргономических данных;
  • экстраполяция результатов, получаемых в лабораторных исследованиях на реальные условия деятельности;
  • получение количественных характеристик возможностей человека при осуществлении различных видов познавательной и исполнительной деятельности.

Эффективное решение таких задач возможно лишь на основе полной и частичной автоматизации различного рода эргономических исследований. Только на этом пути возможен переход к «индустриализации» и унификации методов исследования с широким использованием количественных оценок, что, в свою очередь, позволит повысить достоверность и сопоставимость результатов различных работ.

Наиболее доступной (и распространенной) формой использования вычислительной машины является обработка результатов экспериментов (опросов, анкетирования, поведенческих показателей, физиологических параметров и т. п.).

Обращение к ЭВМ при этом обусловлено ее возможностями работать с большими массивами данных со скоростью, на несколько порядков превосходящей возможности человека. Кроме того, машинная обработка позволяет использовать при анализе результатов экспериментов более мощный аппарат, чем любой из доступных при «ручной» обработке.

Достаточно указать для примера различные виды многомерного анализа (частная корреляция, множественная регрессия и т. д.). До недавнего времени экспериментальные исследования осуществлялись в два этапа: сначала проводился собственно эксперимент (сбор информации), затем следовали анализ полученной информации и ее обработка.

Использование ЭВМ приходилось в основном на второй этап. Имеются примеры автоматизации только первого этапа — непосредственного проведения эксперимента, например для предъявления информации в определенном временном режиме по жесткой, составленной до эксперимента программе.

Однако во многих случаях подобная двухэтапная процедура проведения исследования крайне неэффективна, поскольку отсутствие координации сбора данных с течением эксперимента приводит к хранению и обработке большого количества излишней информации.

Тем более, что избыток «сырого материала» затрудняет, а иногда делает и невозможным выделение искомых закономерностей. Один из путей преодоления этих трудностей состоит в проведении автоматизированных экспериментов, в которых ЭВМ ведет отслеживание хода эксперимента, обрабатывая данные в темпе их поступления (в реальном масштабе времени), и выбирает нужную стратегию ведения эксперимента.

Такое использование ЭВМ представляется наиболее эффективным. При этом оказывается возможным не только оперативно изучать множество характеристик в течение одного обследования, но и ставить эксперименты, принципиально не осуществимые при использовании любой иной технической базы, поскольку в таких экспериментах возникает необходимость принятия решений по достаточно сложным алгоритмам за временные интервалы, исчисляемые миллисекундами.

Таким образом, в современных экспериментальных работах на вычислительную технику возлагаются различные задачи: сбор данных, их обработка, управление большими комплексами устройств с соблюдением весьма жестких временных режимов и, наконец, проведение адаптивных и даже самооптимизирующихся управляемых экспериментов.

Однако имеются некоторые трудности, стоящие на пути эффективного использования вычислительной техники в эргономике и смежных с ней научных дисциплинах. Можно указать на такие обстоятельства, как необходимость овладения исследователем навыками решения множества непривычных для него задач.

В частности, для каждой машины с конкретным набором ее технических характеристик встают проблемы ввода данных в ЭВМ, отсева избыточного материала, исключения артефактов, удобного способа представления конечных результатов обработки,, программирования и т. п.

Разнообразие существующих, выпускаемых и проектируемых машин создает также нелегкую проблему выбора типа ЭВМ. Исключительно быстрое развитие вычислительной техники, частая смена типов и поколений ЭВМ, их математического обеспечения и языков программирования приводят к тому, что с точки зрения пользователя машины могут устаревать, едва начав функционировать.

Однако центральный вопрос, определяющий эффективность использования вычислительной техники в эргономике, заключается прежде всего в разработке конкретных задач, решаемых с помощью ЭВМ.

Широко распространенное мнение, что «машины могут все», далеко не всегда сочетается с пониманием того, что при отсутствии четко поставленной задачи привлечение ЭВМ бесполезно. Ведь компьютеры не просто «быстро считают». Практически любые попытки их использования прежде всего четко отграничивают степень нашего незнания.

Задачей машины не может быть просто исследование некоторого явления. Необходимым этапом является составление четкого алгоритма решения поставленной задачи во всех его деталях. Случается, что в результате проведения такой подготовительной работы отпадает необходимость самого эксперимента.

Успех в решении той или иной проблемы зависит от уровня сформированных гипотез и степени разработанности моделей в значительно большей степени, чем от использования современной техники самой по себе. А эта работа, по крайней мере в обозримом будущем, остается прерогативой человека.

В настоящее время в эргономике при переходе к анализу данных с помощью ЭВМ используются более или менее традиционные математические методы, заимствованные из арсенала технических наук: теории информации, обработки сигналов, исследования операций, распознавания образов и т. п.

Но при постановке конкретного эксперимента необходима бывает либо модификация этих традиционных методов в связи с решаемой задачей, либо разработка новых методов и алгоритмов.

Технические средства, используемые в эргономических исследованиях, также (за редким исключением) представляют собой стандартные устройства и приборы, специально не ориентированные на применение в этой области.

Поэтому, как правило, необходимы определенные усилия для адаптации этих технических средств к условиям собственно эргономического эксперимента.

Необходимо отметить также, что использование вычислительной машины приводит к необходимости принципиальной перестройки всей структуры эксперимента.

В то же время планирование эксперимента, степень перестройки экспериментальных процедур и их аппаратурного обеспечения зависят от способа применения ЭВМ.

Для примера здесь можно указать на некоторые из проблем, возникающих при использовании машины в неавтономном режиме (на линии эксперимента):

  • отчужденность экспериментатора от непосредственного участия в опыте требует введения сложных и разнообразных процедур регулярной тестовой проверки всех технических устройств;
  • по той же причине принципиально должны быть изменены инструкции испытуемым;
  • невозможность, при данных технических характеристик ЭВМ, оценивать в реальном времени некоторые традиционно применяемые параметры может вызвать необходимость изучения других характеристик и т. п.

Следует, однако, иметь в виду, что самая тщательная формулировка задач и корректное применение математических методов не гарантируют немедленного успеха и не избавляют от разочарования тех, которые ждут от «машинизации» исследований слишком многого.

И дело здесь может заключаться не в частных ошибках и недочетах исследователя или в несовершенстве ЭВМ и применяемых методов, это может быть следствием неправильного выбора используемых подходов к анализу эргономических проблем, которые родились при исследовании физических систем, несравненно более простых, чем названные явления.

Возможно, что для расшифровки данных эргономических и психофизиологических исследований в принципе не применимы существующие алгоритмические методы. Здесь напрашивается аналогия с теми проблемами, с которыми столкнулись исследователи, занимающиеся машинным переводом.

Решение их побудило к коренной перестройке взглядов на структуру языка и, более того, на постановку самой проблемы. Так и при анализе человеческих факторов, явлений психики и «языков мозга», возможно, потребуется со временем существенно изменить имеющиеся подходы.

Узнай цену консультации

"Да забей ты на эти дипломы и экзамены!” (дворник Кузьмич)