Система "человек - машина"

Системы "человек-машина" бывают разными: один человек и одна машина (например, шофер и автомобиль); один человек и несколько машин (например, ткачиха, управляющая одновременно работой нескольких станков); несколько человек и одна машина (например, воздушный лайнер вместе с экипажем); несколько человек и несколько машин (например, автоматизированный нефтеперерабатывающий завод); тысячи людей и тысячи управляемых объектов (например, крупный машиностроительный завод).

Обратимся к рис. 5, на котором представлена общая схема деятельности оператора в системе "человек-машина". Изображения, расположенные над заштрихованной линией, символизируют человека-оператора, выступающего в роли главного компонента системы, а изображения, расположенные под этой линией, - машинный компонент системы. Оба эти компонента соединены друг с другом в двух пунктах. Первый - это связь между индикаторами (средствами отображения информации) машины и рецепторами (концевыми воспринимающими элементами органов чувств) человека; второй - это сопряжение органов рабочих движений (конечностей) человека и органов управления машины.

Рис. 5. Общая схема системы 'Человек - Машина'

Вспыхивают лампочки, движутся стрелки зрительных индикаторов, гудят электромоторы, звучит зуммер, щелкают переключаемые рычаги... Все эти раздражители, или операционные стимулы, действуя на нервную ткань рецепторов (глаз, ушей и др.), вызывают в ней соответствующие возбуждения, которые по центростремительным нервам передаются в кору головного мозга. Вследствие этого у оператора возникают ощущения и восприятия - психические процессы, в которых отражается состояние и изменения окружающей среды, в данном случае - прежде всего состояние управляемого технического объекта.

Воспринятая таким образом информация, запечатленная в кратковременной памяти оператора, расшифровывается им, анализируется, осмысливается. Содержание значимых для данной деятельности стимулов сопоставляется при этом с хранящейся в долговременной памяти информацией о требуемом состоянии управляемого объекта, а также с информацией об управляющих воздействиях, при помощи которых это состояние может быть достигнуто. На основе такого анализа оператор принимает решение о необходимых воздействиях на органы управления машины (рычаги, кнопки, регулировочные ручки и т. п.). Соответствующие командные импульсы из коры головного мозга по центробежным нервным волокнам приходят к мышцам конечностей, вызывая необходимые двигательные реакции, воздействующие на органы управления, а через них - на блок-вычислитель и затем на исполнительную часть машины. Таким образом оператор переводит машину в требуемый режим работы. Эти изменения мгновенно воспринимаются датчиками (чувствительными приборами) машины и по каналам обратной связи передаются к индикаторам, на которых и отображаются в виде соответствующих сигналов или показателей. Последние вновь воспринимаются, расшифровываются и осмысливаются оператором. И так все время, цикл за циклом, информация, переходя из одной формы в другую, проходит по замкнутому контуру через всю систему, обеспечивая ее непрерывную работу. От оператора к машине через ее органы управления поступает командная информация (прямая связь), а от машины к оператору через индикаторы и рецепторы - осведомительная информация (обратная связь).

Из истории инженерной психологии мы уже знаем, что во многих случаях чтение и расшифровка показаний визуальных (зрительных) индикаторов, особенно при дефиците времени, представляет значительную трудность для оператора. Ведь информация на зрительных индикаторах отображается в закодированной форме - в виде определенных условных знаков, символов (букв, цифр, вспышек лампочек и т. п.). Почему? В силу самых различных причин. В одних случаях - потому, что ограниченность технических возможностей машины не позволяет отобразить на индикаторе управляемый объект в его изначальной форме. (Как, например, получить на экране радиолокатора силуэт обнаруженного самолета?) В других случаях - из-за того, что отображаемая на индикаторе информация относится лишь к отдельным характеристикам объекта. Наконец, очень часто к кодированию прибегают и потому, что оно позволяет представить оператору информацию в переработанной (в частности, обобщенной, сконцентрированной) форме.

В результате оператор имеет дело с восприятием не реальной обстановки, а, как принято говорить в инженерной психологии, с ее информационной моделью. Это особый, искусственный мир, который не имеет самостоятельного значения, а является лишь своеобразным отображением того реального мира, который, собственно, и интересует оператора, но от которого его отделяют десятки, сотни, а то и тысячи километров и от которого он отгорожен этим царством символов.

В социалистическом обществе большинство операторских профессий отличаются интеллектуальной содержательностью, творческим характером решаемых задач. Вместе с тем профессия оператора предъявляет повышенные требования и к его характерологическим качествам - чувству ответственности, самообладанию, настойчивости.

Особенно ярко все эти особенности операторского труда проявляются в работе операторов Центра управления космическими полетами. Возьмем в качестве примера деятельность операторов при управлении лунным вездеходом.

17 ноября 1970 г. советская автоматическая станция "Луна-17" доставила на поверхность естественного спутника Земли передвижную автоматическую лабораторию "Луноход-1" (рис. 6). Это было очередным выдающимся достижением советской науки и техники. За несколько месяцев работы передвижного аппарата впервые было исследовано не только место его прилунения, но и прилегающий к нему район. Это оказалось возможным благодаря тому, что "Луноход-1" мог не только передвигаться по поверхности Луны (под действием силы тяги, создаваемой электродвигателем), но и "смотреть", "ощущать", "разговаривать".

Рис. 6. 'Луноход-1'

"Луноход-1" не принадлежал к категории автоматов с программным управлением. Его действиями управлял специальный экипаж, находившийся в Центре дальней космической связи. В состав экипажа входили: командир, водитель, штурман, оператор и бортинженер. Непосредственно управлял движением лунохода водитель, в распоряжении которого были: специальный пульт, видеоконтрольное телевизионное устройство и светоэкран, на которых отображалось положение аппарата на лунной поверхности.

При расстоянии около 400 тыс. километров время прохождения радиосигнала от Центра управления до лунохода и обратно составляло около 2,6 с. Добавьте к этому 2-3 с на восприятие и осмысление водителем воспринятого сигнала, и вы получите временной интервал между событием, требующим изменения "поведения" лунохода, и самим изменением. Это обстоятельство существенно усложняло управление.

Как отмечалось в сообщении ТАСС, выполнение экипажем своих обязанностей в процессе управления луноходом сопровождалось большими физическими и психическими нагрузками. Потребовались не только специальный отбор будущего экипажа, но и многочисленные тренировки на наземных лунодромах, чтобы программа работы передвижной лунной лаборатории могла быть успешно выполнена.

Главная цель и назначение инженерной психологии как раз и состоят в том, чтобы, опираясь на познание психических свойств человека, обеспечить не только высокую надежность проектируемых СЧМ, но и сделать труд оператора менее напряженным, а его взаимодействие с машиной максимально слаженным и гармоничным.