- •Глава I. Эргономика — научная и проектировочная дисциплина......................25
- •Глава III. Принципы эргономического анализа трудовой и
- •Глава IV. История возникновения эргономики и
- •Глава V. История развития эргономики в ссср и России...................................123
- •Глава VII. Рабочая система и основные задачи ее
- •7.8. Проектирование рабочей (производственной)среды................................................................................269
- •Глава VIII. Проектирование "дружественных" к пользователю
- •Глава IX. Развитие теории и практики проектирования систем
- •Глава I
- •Глава II
- •2.5.3. Математическое моделирование деятельности человека-оператора
- •2.5.4. Моделирование систем "человек—машина" в эргономике
- •Глава III
- •3.3.3. Преодоление альтернативы между концепциями открытого и закрытого контуров управления движениями
- •3.4.1. Характеристика зрительных образов
- •3.4.3. Микроструктурный анализ когнитивных процессов
- •Глава IV
- •4.1.2. Система организации производства и труда ф.Тейлора и формирование предпосылок возникновения эргономики
- •4.1.3. Новые подходы к изучению человека и малых групп на производстве в начале XX века
- •4.2. Зарождение и формирование эргономики
- •4.2.1. Возникновение эргономики в Англии и создание Международной эргономической ассоциации
- •4.2.2. Формирование исследований человеческих факторов в технике в сша
- •4.2.3. Организационное оформление эргономического движения в европейских и других странах мира
- •Глава V
- •5.1. Является ли Россия родиной эргономики?
- •5.1.1. Духовная и интеллектуальная атмосфера возникновения эргономики в России в 20-е годы
- •5.1.2. Концепции проектной культуры 20-х годов — предвестники эргономики
- •5.1.3. Формирование предпосылок возникновения эргономики в России на рубеже конца XIX—начала XX века
- •5.1.4. Зарождение эргономики в России в 20—30-х годах
- •5.2. Общая характеристика начального этапа развития инженерной психологии
- •5.3. Возрождение эргономики
- •5.4. Эргономические исследования и разработки вниитэ и его филиалов
- •5.5. Почему два содерджательных этапа формирования эргономики в 20-30-е и 60-80-е годы не привели к нормальному ее развитию в нашей стране?
- •Глава VI
- •6.1. Эргономика в промышленности
- •6.2. Эргономика в сельском и лесном хозяйстве
- •6.3. Эргономика в строительстве, архитектуре и дизайне оборудования зданий и помещений
- •6.4. Авиационная эргономика
- •6.5. Эргономика наземных средств транспорта и среды движения
- •6.6. Эргономика технически сложных потребительских изделий
- •6.7. Эргономика для инвалидов и пожилых людей
- •6.8. Космическая эргономика
- •6.9. Военная эргономика
- •6.9.1. Общая характеристика военной эргономики на примере сша
- •6.9.2. Эргономика в нато
- •6.10. Стандартизация в эргономике
- •6.11. Подготовка кадров в области эргономики
- •Глава VII
- •7.1. Понятие "рабочая система" и эргономические принципы ее проектирования
- •7.2. Распределение функций
- •7.3. Проектирование рабочих задач
- •7.4. Проектирование работ
- •7.5 . Проектирование рабочего пространства и рабочего места
- •7.5.1. Общие положения
- •7.5.2. Рабочие положения, позы и движения
- •7.5.3. Расчет параметров рабочего места и его элементов
- •7.5.4.Рабочая поверхность
- •7.5.5.Рабочие сиденья
- •7.6. Рабочий инструмент
- •7.7. Проектирование интерфейса
- •7.7.1. Построение информационных моделей
- •7.7.2. Кодирование информации
- •7.7.3. Средства отображения информации
- •7.7.4. Органы управления
- •7.8. Проектирование рабочей (производственной) среды
- •7.9. Специфика оценки проекта рабочей системы и его реализации
- •Глава VIII
- •8.1. Эргономика аппаратных и программных средств вычислительной техники
- •8.2. Эргономические исследования и разработки средств ввода информации
- •8.3. Работа с дисплеями и требования к ним
- •8.4. Организация компьютеризованных рабочих мест и планировка помещений
- •8.5. Организация диалога человека и эвм
- •8.5.1. Основные принципы проектирования диалога "человек—эвм"
- •8.5.2. Требования к интерфейсу пользователя
- •8.5.3. Рекомендации по созданию графических интерфейсов пользователя
- •Глава IX
- •9.2. Социально-гуманитарные основания изменения инженерного проектирования систем "человек—машина"
- •9.3. Формирование человекоориентированного проектирования
- •9.3.1. Как умерить крайности технико-центрированного проектирования?
- •9.3.2. Новый тип проектирования
- •9.4. Исследования духовного роста человека — зона ближайшего развития человекоориентированного проектирования
- •9.4.1. Метафора духовного роста и развития человека
- •9.4.2. Вертикаль духовного развития
- •9.4.3. Геном (двойная спираль) духовного развития
- •1. Органы зрения
- •2. Органы слуха
- •3. Другие органы чувств
- •4. Приборы, средства индикации
Глава III
ПРИНЦИПЫ ЭРГОНОМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
ТРУДОВОЙ И ДРУГИХ ВИДОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Категория деятельности является важнейшей в системе эргономического знания. Труд осуществляется в различных формах предметно — практической, производственной, познавательной и управляющей деятельности. Деятельность есть специфически человеческая форма отношения к окружающему миру, содержание которой составляет целесообразное изменение и преобразование этого мира [1].
Деятельность в эргономике выступает в качестве предмета объективного научного изучения. При этом она расчленяется и воспроизводится в теоретических схемах и моделях в соответствии с методологическими принципами, развитыми в науке, и в зависимости от конкретных эргономических задач. Деятельность в эргономике выступает и как предмет управления, т.е. то, что подлежит организации в слаженную систему функционирования и (или) развития на основе совокупности фиксированных принципов, которые формулируются в эргономике, в социальной психологии и социологии труда. Деятельность в эргономике выступает и как предмет проектирования, т.е. перед эргономикой стоит задача выявления способов и условий оптимальной реализации определенных видов деятельности. Наконец, деятельность в эргономике выступает и как предмет многоплановой оценки, которая и должна осуществляться в соответствии с различными критериями, такими, как эффективность, надежность, удовлетворенность, комфортность и т.п. Таким образом, деятельность выступает в эргономике как начало, содержание и завершение эргономического анализа, организации, проектирования и оценки. Естественно, что такая самая общая характеристика функций деятельности может играть лишь роль методологического ориентира эргономических исследований и проектирования. Для решения научных и практических задач эргономики понятию деятельности должен быть придан определенный конструктивный смысл. Эта задача отнюдь не простая.
В эргономике широко используются концептуальные схемы анализа деятельности, имеющиеся в смежных науках, особенно в психологии и социологии. Эти концептуальные схемы не только ассимилируются, но и трансформируются эргономикой в соответствии со спецификой решаемых ею задач. Эргономика разрабатывает методы анализа и выявления функциональных структур различных видов деятельности и прежде всего трудовой: от сравнительно элементарных до предельно сложных. Таково обязательное условие оптимизации трудовой деятельности, ее рационального проектирования. В противном случае задачи эти решаются либо на основании здравого смысла, либо путем эмпирического перебора множества факторов, так или иначе влияющих на эффективность и другие аспекты деятельности, т.е. методом последовательных приближений.
Обосновывая необходимость решительного поворота эргономики к изучению деятельности человека, французский ученый Ж.Лепля предлагает в этих целях развивать психологическую эргономику. "Поведение можно определить,— отмечает Д.Мейстер,— очень широко, как любую активность — когнитивную, физиологическую, психомоторную — человеческого организма... Деятельность, как мы ее определяем, есть мотивированная целью работа и как таковая является частью (хотя и значительной) поведения в целом. Возможно, было бы преувеличением сказать,— подчеркивает ученый,— что человеческие факторы в технике интересуются только деятельностью, но такое утверждение во многом верно" [2, с.38].
Для эргономики основополагающим является исходное расчленение деятельности, в соответствии с которым в ней выделяют цель, средство (орудие труда) и результат. В научном и практическом отношениях полезна и более детальная схема единиц анализа деятель-
72
МОТИВ -ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
ЦЕЛЬ-ДЕЙСТВИЕ
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СВОЙСТВО - УСЛОВИЕ
ПРЕДМЕТНОЕ СВОЙСТВО - ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ БЛОК
Выделенные единицы анализа и их детерминанты составляют в своей совокупности четыре уровня анализа: от макроанализа (мотив— деятельность) до микроструктурного и микродинамического анализа на последнем уровне. Уровень анализа определяется задачами эргономического исследования.
Вместе с тем различные формы активности обладают относительной автономностью (например, восприятие выступает как деятельность у контролера качества продукции или оператора-наблюдателя, мышление — как деятельность у оператора-исследователя и т.д.). Но и здесь они сохраняют свойства структуры деятельности как таковой и могут рассматриваться лишь сквозь призму ее основных компонентов. Они вычленяются из контекста целостной деятельности и обслуживают ее (рис. 3-1).
Действие может входить в состав различных деятель-ностей, при этом действие, сохраняя свою цель, меняется только по мотивации и, следовательно, по субъективному смыслу и эмоциональной окраске. Операции определяются теми условиями, в которых дана цель. Они представляют собой техническую сторону действий и поэтому могут быть формализованы и переданы машине. Операции в свою очередь подлежат расчленению на более мелкие единицы — функциональные блоки.
Деятельность субъекта, с одной стороны, зависит от психической организации человека, а с другой — сама детерминирует формирование и протекание психических процессов. Экспериментально обосновано представление о процессах восприятия, памяти, мышления, внимания как о системах перцептивных, мнемических, умственных и других действий.
Прежде чем рассматривать функциональную структуру трудовой деятельности, единицы ее анализа и типы связей между ними, необходимо охарактеризовать "мир деятельности", к которому относится и в который "погружен" эмпирический материал эргономики [1].
3.1. Деятельность в ее различных проявлениях — объединяющее начало эргономики
В историческом аспекте выделяют три основные стадии развития труда и его орудий (техники): ручной труд, механизированный труд, автоматизированный труд. Все эти типы труда характерны для современного
73
производства. Эргономика, возникнув на стадии автоматизированного труда, имеет тем не менее отношение ко всем трем его типам.
В сферу эргономических исследований преимущественно включаются виды трудовой деятельности, которые связаны с использованием технических средств. Труд, выполняемый вручную, также включают в сферу изучения эргономики; имеются эргономические издания, посвященные проблемам ручного труда.
Для того чтобы грамотно оценивать и проектировать потребительские изделия, самое их потребление также должно быть рассмотрено как специальный вид деятельности, как деятельность потребления. При этом не должно вводить в заблуждение сходство оперативно-технических компонентов трудовой деятельности и деятельности потребления. Их цели, мотивы, результаты принципиально различны, как различны и требования к условиям их использования, степени комфортности.
Объектом эргономики являются: производственная техника (машины, механизмы, инструменты, аппараты управления машинами и технологическими процессами, средствами транспорта, коммуникации, связи и т.п.); непроизводственная техника (средства коммунальной и бытовой техники, техника передвижения, техника образования и культуры и др.), а также военная техника (танки, ракетные установки, летательные аппараты, надводные и подводные суда и др.).
Поэтому эргономический "мир деятельности" можно представить через обобщенные характеристики трудовой и других видов деятельности с различными средствами, обращая при этом внимание на наиболее существенные психологические особенности этих процессов. В любой трудовой деятельности, как и во всякой другой (учении, игре потребления)), можно выделить когнитивные, исполнительные, мотивационные, в том числе и целевые аспекты. Естественно, что содержание каждого из этих аспектов, равно как и соотношение между ними, конкретно-исторично. Они определяются развитием целей, усовершенствованием производства, технологических режимов и условий труда, а также предметного мира. Особенно отчетливо это обнаруживается при сопоставлении психологических особенностей трудовой деятельности с такими средствами производства, как инструмент, механизированные системы или машины и автоматизированные системы.
Наиболее непосредственное взаимодействие субъекта и объекта деятельности происходит при использовании орудий или различного рода инструментов. Примером таких видов деятельности может служить не только деятельность слесаря-инструментальщика, строителя, специалиста по ремонту или наладке, врача и конструктора, но и, безусловно, также работников некоторых видов искусства — художников прикладного искусства, скульпторов и т.д. Объект в этих случаях предстает перед субъектом во всем многообразии своих свойств, а субъект — многообразными возможностями их изменения и использования с целью получения желаемого результата. Для реализации этих возможностей он должен осуществить не только исполнительные, но и различные аналитические и познавательные действия, иными словами, решить задачу наиболее эффективной организации своих действий. В этом случае само средство деятельности — орудие, инструмент в своей идее или конструкции — отражает как свойства объекта (форму, фактуру и т.д.), так и функциональные особенности способа действий человека с объектом, усилия, которые он должен приложить, требования точности и скорости действия. Многие давно созданные орудия и инструменты до сих пор поражают своей "разумностью", удобством и простотой их использования, а главное, возможностью с их помощью создавать новые формы объектов или преобразовывать один и тот же объект совершенно различным образом с качественно, а не только количественно разными результатами. Непосредственность взаимодействия с объектом с помощью предметно- и функционально-специфических средств деятельности создает условия как для исполнительных, так и для познавательных действий. Их соотношение может быть разным в сходных процессах, что определяется прежде всего не объектом и средством действий, а требованиями к результатам этих действий. Требования к функциональным или, например, к эстетическим качествам результата определяют способ действий и эффективность их осуществления. При использовании орудий человек применяет свои способности, приобретает опыт и навыки в разных сферах деятельности, а также удовлетворяет свои потребности в познании и творчестве.
Иначе протекает деятельность в случае применения механизированных средств производства в системе "человек—машина". Объект деятельности (или исходный материал, заготовка и т.д.) выступает здесь только ограниченным количеством своих свойств, так как машина неспособна учесть все свойства материала. Обеднению качественного содержания взаимодействия с объектом сопутствует и рост требований к количественным характеристикам взаимодействия, например к его скорости или величине затраченной энергии. Соответственно и к трудовым действиям человека в данных условиях предъявляются требования с точки зрения определенного количественного эффекта, т.е. получения заданного объема продукции в минимальные сроки и с наименьшими затратами.
При таких условиях трудовой деятельности становится постоянной необходимость повышения четкости, организованности и стереотипности исполнительных действий. В результате в трудовом акте почти совсем не остается "места" для познавательных действий. Само производство не требует и даже не допускает каких-либо отклонений в качественных характеристиках результата по отношению к заданным. Оно требует от человека приложения только ограниченного круга его способностей, главным образом определенных навыков и их эффективной координации с временным режимом работы машины. По существу, объектом трудовых действий для человека становится не только предмет, но и сама машина. Именно к ее пространственным и временным особенностям он должен приспособить свои действия.
74
Соответственно и инициатива человека в оптимизации трудовой деятельности может проявиться главным образом в сфере организации этой деятельности, выработке профессионального стиля, совершенствовании технологии, т.е. во всем, что касается способа действий, а не средств и свойства объекта. Изучением и анализом эффективности последних занимаются в основном люди других специальностей, которые не участвуют в самом трудовом процессе.
Наконец, в условиях использования автоматизированных средств производства функциональная направленность действий человека еще более дифференцируется, повышаются требования к срокам или скорости выполнения действий, жестче становится их организация в целом. Рабочие автоматизированных систем управления, или операторы, подразделяются на пять видов, в соответствии с которыми определяют пять классов операторской деятельности.
I. Оператор-технолог. Оператор непосредственно включен в технологический процесс, работает в основном в режиме немедленного обслуживания, совершает преимущественно исполнительные действия, руководствуясь при этом четко регламентирующими действия инструкциями, которые содержат, как правило, полный набор ситуаций и решений. Это — операторы технологических процессов автоматических линий, операторы, выполняющие функции формального перекодирования и передачи информации.
II. Оператор-манипулятор. В этом случае для оператора основную роль играют механизмы сенсомоторной деятельности, а также, хотя и в меньшей степени, образного и понятийного мышления. К числу функций оператора-манипулятора относится управление манипуляторами, роботами, машинами-усилителями мышечной энергии. К этой же категории можно отнести и деятельность операторов, обслуживающих радиолокационные станции. Правда, деятельность этих операторов с не меньшими основаниями может быть отнесена к следующему типу — деятельности оператора-наблюдателя, поскольку при выполнении функций слежения, сопровождения целей в условиях помех огромная доля нагрузки падает на зрительную систему.
III. Оператор-наблюдатель, контролер. Это классический тип оператора (оператор слежения радиолокационной станции, диспетчер транспортной системы и т.п.). Для данного типа деятельности характерен больший "вес" информационных и концептуальных моделей, у него соответственно несколько редуцированы навыки управления (по сравнению с первыми двумя типами деятельности оператора). Он может работать в режиме как немедленного, так и отсроченного обслуживания. Такой тип деятельности является массовым для операторов технических систем, работающих в реальном масштабе времени.
IV. Оператор-исследователь. Такой оператор в значительно большей степени использует аппарат понятийного мышления и опыта, заложенный в образно-концептуальных моделях. Органы управления играют для него ещеменьшую роль, а "вес" информационных моделей, напротив, существенно увеличивается. К таким операторам относятся исследователи любого профиля — пользователи вычислительных систем, дешифровщики объектов (изображений) и т.д.
V. Оператор-руководитель. Он управляет не техническими компонентами системы или машины, а другими людьми. Это управление осуществляется как непосредственно, так и опосредованно — через технические средства и каналы связи. К таким операторам относятся организаторы, руководители различных уровней, лица, принимающие ответственные решения, обладающие соответствующими знаниями, опытом, волей, навыками принятия решения и интуицией. Операторы-руководители в своей деятельности должны "играть" не только с объектом, учитывать не только возможности и ограничения машинных компонентов системы, но и в полной мере особенности подчиненных — их возможности и ограничения, состояния и настроения. Основной режим деятельности оператора-руководителя — оперативное мышление.
При всем своем несовершенстве эта классификация операторской деятельности проясняет пути согласования внешних средств и способов деятельности и позволяет, по крайней мере на первых порах, лучше ориентировать исследовательскую и практическую работу в области эргономики [5].
Жесткая, алгоритмизированная организация действий, например оператора-наблюдателя или оператора систем слежения, далеко не всегда позволяет оператору сформировать наиболее удобный для него способ действия и не создает непосредственно потребностей в улучшении качества конечного результата. Фактически изменяется само содержание результата. Под ним понимается уже не результат воздействия человека с помощью автоматизированных средств на какой-либо объект, а результат изменений, которые вызываются действиями человека в самом автоматизированном устройстве. И те меры, которыми определяется эффективность режима работы системы, переносятся на действия человека. К ним относятся меры точности, скорости и надежности.
Таким образом, непосредственным объектом деятельности для человека становится само техническое средство, а требования к результату взаимодействия ограничиваются его рабочим режимом или состоянием. Практически эти требования относятся только к исполнительным действиям человека и лишь в случае, когда само устройство перестает работать в заданном режиме и человеку представляется возможность совершить некоторые познавательные действия по обнаружению причины аварии. Эти действия характеризуются чаще не мерой потребности, а мерой ответственности. В результате можно было бы заключить, что основными критериями трудовых действий должны быть меры исполнительных действий, которые устанавливаются исходя из эффективного функционирования системы. Однако в условиях автоматизированного производства появляются новые типы профессий: оператора-исследователя и руководителя, которые требуют иного подхода.
75
В этих видах деятельности все большую роль играют не только совершенное владение техническими средствами, не только исполнительные и когнитивные процессы, но и процессы формирования или полагания целей и выбора способов их достижения. При этом речь идет о полагании целей вполне конкретных, имманентных процессам трудовой деятельности и динамичным условиям, в которых они протекают, а не внешних по отношению к трудовой деятельности. Эргономический анализ многих современных видов трудовой деятельности предполагает обязательный учет человеческой субъективности, анализ мотивационной сферы и процессов целеполагания, характеристику субъективной представленности целей и их смены в самом процессе труда. Эти требования к эргономическому анализу связаны с тем, что цели вплетаются в трудовой процесс, они не могут быть заменены ни трудовыми установками, ни мотивами.
Предметом эргономики является всякая деятельность, поскольку она включена в достаточно широкий контекст технических средств. Эргономика связана с общей теорией деятельности или с общими теоретическими представлениями о деятельности человека. Методологически это выглядит вполне естественно: специально-научное изучение деятельности должно иметь в качестве своих теоретических и методологических предпосылок некоторые общие представления о деятельности в целом, о законах ее организации и строения. Практически же, как отметил Э.Г.Юдин, дело обстоит значительно сложнее; современное научное знание, по существу, не располагает теоретически развернутой феноменологией деятельности в целом, поэтому у исследователя деятельности фактически остается единственная возможность, если он пытается отыскать и явным образом задать теоретическое основание своей работы, обратиться к представлениям о деятельности, которые выработала психология [1]. По этому пути и пошли авторы при рассмотрении собственного средства деятельности индивида и анализе функциональной структуры исполнительной и познавательной деятельности, которым посвящены следующие разделы настоящей главы.
3.2. Функциональный орган как собственное средство деятельности индивида
Господь Бог или Природа гениально сотворили живые существа, снабдив их большим числом органов, в том числе органов передвижения, органов чувств, которые, по словам К.Линнея, являются преизящно устроенными орудиями. Но даже они не смогли снабдить их всем необходимым на все случаи жизни. Человеческий (да и не только человеческий) мир динамичен, неопределенен, неожидан, скверно предсказуем. Почти никогда не знаешь, где найдешь, а где потеряешь. Что необходимо, заранее знают только рефлексы и инстинкты, которых у человека маловато. Даже если бы их было больше, токосные инстинкты и близорукие рефлексы не могли бы противостоять непредсказуемости мира. Ей могут противостоять только свобода и самостоятельность человека. Эта свобода не может быть обеспечена врожденными, даже прекрасно функционирующими анатомо-морфоло-гическими органами. А.А.Ухтомский писал, что механизмы нашего тела — не механизмы первичной конструкции. Их дополняют приобретаемые в процессе жизни и деятельности органы, получившие в немецкой философии, а затем в физиологии и психологии название функциональных. К числу таких функциональных органов относят образы восприятия, человеческую память, мышление, эмоции, включая любовь, сознание и многое другое. По сути дела, к числу таких органов относятся все феномены психической жизни индивида. Важнейшей характеристикой живой системы, будь то индивид или социум, является возможность создания системой в процессе ее становления и развития недостающих ей органов. Поясним это.
В культуре издавна существует различие глаза телесного и глаза духовного, или ока души. Последнее направлено как вовне, так и вовнутрь. Духовный глаз — это целое семейство сформировавшихся на единой анатомо-физиологической основе функциональных органов-новообразований. Это органы, обеспечивающие формирование образа, узнавание, точную идентификацию, визуализацию, воображение, внимание, образное визуальное мышление. На этой же основе формируются определенные коммуникативные, жестовые функции. Мы можем попросить, указать, даже приказать взглядом, выразить восхищение и возмущение. Вполне заслуженно мы называем глаз зеркалом души.
Если все так обстоит с глазом, то что же можно сказать о руке, которая, по замечанию Р.Бекона, представляет собой орудие орудий, т.е. может овладеть самыми нелепыми орудиями, порождаемыми так называемым техническим прогрессом. Эти идеи развивал А.А.Ухтомский, которому принадлежит строгое определение понятия подвижного, интегрально-целого функционального органа:
"С именем «органа» мы привыкли связывать представление о морфологически сложившемся, статически постоянном образовании. Это совершенно не обязательно. Органом может быть всякое временное сочетание сил, способное осуществить определенное достижение" [6, с.149].
А.А.Ухтомский называл орган динамическим, подвижным деятелем, рабочим сочетанием сил. К числу подвижных функциональных органов он относил интегральный образ, воспоминание, доминанту, парабиоз и т.п. Их изучение облегчается тем, что функциональные органы проявляют себя в том или ином симптомокомплексе. Н.А.Бернштейн к числу динамических функциональных органов отнес живое движение. Он утверждал, что последнее, как и морфологический орган, эволюционирует, инволюционирует, оно реактивно. Замечательна характеристика живого движения, данная им в 1924 г. на основании его первых исследований биомеханики удара:
76
Движение — и «монолит», и «паутина на ветру»
"...ударное движение при рубке есть монолит, очень четко отзывающийся весь в целом на каждое изменение одной из частей. Можно было бы сказать что движение реагирует, как живое существо ' [7].
К этим чертам движения А.В.Запорожец добавил еще ощущаемость, а Н.Д.Гордеева — чувствительность. Благодаря этим последним свойствам возникает и управляемость живого движения. Движение, понимаемое как функциональный орган, наиболее наглядно демонстрирует идею подвижных органов — новообразований. Согласно Н.А.Бернштейну, живое движение обладает собственной, весьма сложной биодинамической тканью, которая описывается не метрическими, а топологическими категориями. Он уподоблял живое движение "паутине на ветру". Движение и действие имеют внешнюю и внутреннюю формы. Биодинамическая ткань — это наблюдаемая и регистрируемая внешняя форма живого движения. Использованием для характеристики живого движения термина «ткань» подчеркивается, что это материал, из которого строятся целесообразные, произвольные движения и действия. По мере их построения, формирования все более сложной становится внутренняя форма, внутренняя картина таких движений и действий. Оназаполняется когнитивными, эмоционально-оценочными, смысловыми образованиями. Подлинная целесообразность и произвольность движений и действий возможна тогда, когда слово входит в качестве составляющей во внутреннюю форму или картину живого движения. Чистую, лишенную внутренней формы биодинамическую ткань можно наблюдать при моторных персеверациях, в квазимимике, в хаотических движениях младенца и т.п. Биодинамическая ткань избыточна по отношению к освоенным скупым, экономным движениям, действиям, жестам.
Обращает на себя внимание парадоксальность характеристик, которые давал Н.А.Бернштейн живому движению. Указанный парадокс наглядно показан на рис. 3-2. С одной стороны, это монолит, конструкция, а с другой — паутина на ветру. Загадочной остается проблема построения движения, формирования навыка, так как он результат упражнений, а упражнение — это повторение без повторения. Неустранимый разброс остается даже при выполнении хорошо заученных движений (рис. 3-3, 3-4).
Движение обладает также чувственной тканью. Подобно биодинамической чувственная ткань представляет собой строительный материал образа. Ее наличие доказывается с помощью достаточно сложных экспериментальных процедур. Например, при стабилизации изображений относительно сетчатки, обеспечивающей неизменность стимуляции, наблюдатель поочередно может видеть совершенно разные зрительные картины. Изображение представляется ему то плоским, то объемным, то движущимся и т.п. В функциональных моделях зрительной кратковременной памяти чувственная ткань локализуется в таких блоках, как сенсорный регистр и икони-ческая память. В этих блоках содержится избыточное количество чувственной ткани. Скорее всего, она вся необходима для построения образа, хотя используется при его построении или входит в образ лишь ее малая часть.
Как биодинамическая, так и чувственная ткань, составляющие "материю" движения и образа, обладают свойствами реактивности, чувствительности, пластичности, управляемости. Из их описания ясно, что они теснейшим образом связаны со значением и смыслом. Понятие смысла указывает на то, что индивидуальное сознание несводимо к безличному знанию, что оно в силу принадлежности живому субъекту и реальной включенности в систему его деятельностей всегда страстно, короче, что сознание есть не только знание, но и отношение. Понятие значения фиксирует то обстоятельство, что сознание человека развивается не в условиях "робинзонады", а внутри некоторого культурного целого, где исторически кристаллизован опыт общения, мироощущения, мировоззрения, деятельности и который индивиду надо построить.
Между обоими видами ткани существуют не менее сложные и интересные взаимоотношения, чем между значением и смыслом. Они обладают свойствами обратимости и трансформируются одна в другую. Развернутое во времени движение, совершающееся в реальном про-
77
странстве, трансформируется в симультанный образ пространства, как бы лишенный координаты времени. Как говорил О.Мандельштам, остановка может рассматриваться как накопленное движение, благодаря чему образ получает своего рода энергетический заряд, становится напряженным, готовым к реализации. В свою очередь пространственный образ может развернуться во временной рисунок движения. Существенной характеристикой взаимоотношений биодинамической и чувственной тканей является то, что их взаимная трансформация является средством преодоления пространства и времени, обмена времени на пространство и обратно.
Живое движение, как и предметное действие, обладающее собственными дополнительными чертами и свойствами, представляют собой динамические функциональные органы — новообразования. Они обеспечивают интегральный подход к действительности, соединяя внешнюю и внутреннюю формы. Внутренней формой действия является не только слово, но и образ ситуации, в которой выполняется действие. Однако образ также представляет собой функциональный орган. А.А.Ухтомский относил к числу функциональных органов даже интегральный образ мира. О.Мандельштам подчеркивал, что образ и представление — такие же органы, как печень и сердце.
В реальном поведении и деятельности многочисленные функциональные органы работают не изолированно, они вступают во взаимодействие не только с миром, но и друг с другом. В своей совокупности они составляют трудно дифференцируемый организм, который одновременно предметный, телесный и духовный.
Особенности этого организма, назовем его духовным, состоят в активности, действенности, направленности вовне не только на поиск, выбор, но и созидание, творчество. Интересно и продуктивно различение души и духа, предложенное М.М.Бахтиным: "Внутреннюю жизнь другого я переживаю как душу, в себе самом я живу в духе. Душа — это образ совокупности всего действительно пережитого, всего наличного в душе во времени, дух же — совокупность всех смысловых значимостей, направленностей жизни, актов исхождения из себя (без отвлечения от Я)" [8, с.74]. Далее М.М.Бахтин отмечает пассивность, рецептивность души в отличие от активности и действенности духа.
Духовный организм конструируют вполне вещественные и "воздушные" (например, слово) орудия, телесные органы и органы, которые можно назвать ментальными, или духовными. Как разобраться во всем этом переплетении hardware и software! Рассмотрим взаимодействие, или совместную работу двух функциональных органов: образа и действия.
Зрительный образ складывается в результате особого класса действий, получивших название перцептивных. Это информационный поиск, обнаружение, выделение фигуры из фона и существенных информативных признаков, их обследование, наконец, формирование образа и отнесение его к тому или иному классу, т.е. категоризация. Такая последовательность обнаруживается лишь на ранних стадиях развития восприятия. Обычно мы ее не замечаем и способны практически одномоментно, даже при вспышке молнии, воспринимать то, что находится в поле зрения. Как правило, складывающийся образ ситуации обладает свойствами предметности, ос-
78
мысленности, константности, экологической достоверности или валидности. К тому же он открыт для новых впечатлений, получаемых в том числе и от действий с предметами.
Мы воспринимаем зрительную сцену не в соответствии с тем, как она отображена на сетчатке глаза, а так, как будто ее кто-то нормализовал, привел в соответствие с идеальными условиями наблюдения. Тарелка на столе воспринимается как круглая, а не как эллипс, хотя на сетчатке она именно такова. Белый лист бумаги в сумерках воспринимается как белый, а антрацит на солнечном свете — как черный, хотя световой поток от них одинаков. Константно восприятие величины и формы предметов и т.д. Такой целостный образ очень удобен для осмысливания ситуации, принятия решения о целесообразности и способах действия в этой ситуации. Но он непригоден для регуляции и осуществления предстоящего действия, параметры которого должны соответствовать реальным свойствам ситуации, а не константному образу. Существенным достоинством целостного образа является его избыточность, позволяющая выбирать или строить различные варианты полезных действий. Избыточность образа по отношению к оригиналу, равно как и избыточность кинематических цепей человеческого тела по отношению к любому исполнительному акту, является необходимым онтологическим условием свободы воли, свободного действия, свободного выбора. В отсутствии избыточности не только образа и телесной механики, но и памяти, мышления, воображения понятие свободы лишается смысла. Свобода возможна там, где имеется "пространства внутренний избыток".
После принятия решения о действии происходят преодоление избыточности и декомпозиция образа, который перестраивается в интересах избранного варианта действия, т.е. он трансформируется в образ, а затем в проект действия, становится его интегральной программой. Дальнейшая перестройка идет в направлении дезинтеграции, выделения из образа отдельных перцептивных свойств, таких как пространство, движение, истинная величина, форма, удаленность и пр. Каждое из этих свойств должно найти отражение в дифференциальных моторных программах строящегося исполнительного акта. Значит, декомпозиция образа есть необходимое условие композиции действия. Естественно, что осуществление действия меняет исходную ситуацию (не будем обсуждать, в хорошую или плохую сторону: бывает всякое). Эти изменения воспринимаются как по ходу, так и в итоге осуществления действия, т.е. построенное, осуществленное действие как бы умирает в своем продукте и оставляет после себя не только результат, но и новый образ изменившейся ситуации. Сохраняется и прежний образ ситуации, с которым может быть сопоставлен новый.
Далеко не всегда можно измененную ситуацию вернуть в исходное состояние. Но это издержки любых форм неразумной человеческой активности. Они могут быть уменьшены, если человек в образном плане проигрывает все до реального действия, заранее представляет и даже видит его последствия. Такая способность у него имеется и называется способностью оперирования, манипулирования образом, проигрывания действия во "внутренней моторике". Декомпозиция образа, предшествующая реализации действия, — это не разрушение, а развертывание образа, достройка и перестройка ситуации в образном плане, минимизирующая ошибки реального действия.
Повседневная жизнь нас учит тому, что локальные предсказания и прогнозы оказываются в высокой степени достоверными. К сожалению, это внушает уверенность в достоверности глобальных прогнозов, на основе которых люди склонны строить долговременные планы, программы, проекты. Адептам тотального управления и проектирования жизни полезно помнить назидание Во-ланда Ивану Бездомному: "Для того чтобы управлять, нужно как никак иметь точный план ... хотя бы на смехотворно короткий срок, ну, лет, скажем, в тысячу" (М.Булгаков. "Мастер и Маргарита").
Таким образом, существует общее правило взаимодействия функциональных органов: композиция одного есть одновременно декомпозиция другого. Функциональные органы индивида всегда конструируются на ходу, "с колес". АЛ. Ухтомский не случайно сравнивал жизнь функциональных органов с вихревым движением Декарта.
3.3. Функциональная структура исполнительных (перцептивно-моторных) действий
В предисловии к "Очерку рабочих движений человека", опубликованному в 1901 г., И.М.Сеченов писал, что предмет его очерка "составляют вопросы о сложных мышечных движениях, при посредстве которых человек производит так называемые внешние работы, т.е. действует силами своих мышц на предметы внешнего мира" [9]. Хотя с тех пор существенно изменился характер "внешних работ" и появились совершенно новые типы трудовой деятельности, связанной с управлением сложными техническими устройствами, до настоящего времени справедливы слова Сеченова о том, что работа всегда была и всегда остается жизненной функцией мышечной системы человека, как бы ни вытесняла современная техника из промышленной жизни мускульный труд человека. Для решения задач управления и оптимизации исполнительной деятельности и задач проектирования ее новых видов и форм необходимо провести анализ и выявить общие принципы развития и становления ее функциональной структуры. Это необходимо для организации рационального обучения и тренировки, формирования совершенных навыков, организации режимов труда и отдыха, препятствующих утомлению.
Исполнительное и управляющее действия в эргономике — это приобретенное в результате обучения и повторения умение (навык) решать трудовую задачу, оперируя орудиями труда (ручной инструмент, органы управления и т.п.) с заданной точностью и скоростью. Обычно исполнительные действия входят в качестве ком-
80
понента в более широкие структуры трудовой деятельности и обеспечивают ее эффективное выполнение наряду с такими компонентами, как познавательные (когнитивные), включая и принятие решения. В зависимости от вида трудовой деятельности удельный вес исполнительных действий может быть весьма различен. Эти действия могут совершаться либо эпизодически, либо занимать все рабочее время. Иными словами, в структуре деятельности в целом они могут занимать место основной цели либо выступать в качестве средства ее достижения, например передачи команды, реализации принятого решения и пр. В последнем случае исполнительные, моторные акты, как правило, просты и не требуют длительного научения. В тех случаях, когда исполнительные действия составляют основное содержание деятельности (работа с ручным инструментом, работа станочника, водительские профессии, работа телеграфиста, оператора ЭВМ, работа в режиме слежения), требуется длительное формирование соответствующих умений и навыков, обеспечивающих своевременное и точное выполнение трудовой деятельности.
3.3.1. Стимульно-реактивный подход к анализу элементарных действий и операций
Для эргономического обеспечения указанных видов исполнительных действий долгое время было достаточно традиционных представлений о моторном и сенсомотор-ном научении, а также о двигательных навыках как об автоматизированных в значительной степени стереотипных реакциях, возникающих при многократном повторении сенсомоторных и кинестетических актов. Формирование навыков описывалось обычно в терминах стимулов и реакций, рефлексов, проб и ошибок. При повторении этих элементов, когда это повторение достигает успеха либо подкрепляется, прежде отдельные реакции заменяются комплексами, изолированные движения объединяются в целостные кинетические структуры, своего рода "моторные формы", или "кинетические мелодии".
Подобный "атомарный" или в более позднее время стимульно-реактивный подход, ориентированный на результат, эффект отдельного, сравнительно простого действия, длительное время составлял научные основания связанной с именами Ф.Тейлора и Ф.Гилбрета концепции "инженерного проектирования" методов работы. Методическую основу такого проектирования составил моторно-временной анализ элементарных действий и операций (см. гл. IV) (терблигов). Из комбинаций последних, отличающихся по составу и последовательности, должна состоять любая операция.
Системы Ф.Тейлора и Ф.Гилбрета, несомненно, внесли, существенный вклад в изучение элементарных действий и операций. Однако с помощью мотор-но-временного анализа движений в том виде, в котором он был предложен, нельзя выявить структуру и механизмы целостной исполнительной деятельности человека.
Надо подчеркнуть...,— писал в 1930 г. Н.А.Бернштейн, — что не только методы, нои самое понятие рационализации движений, далеко не так просты, как мыслилось раньше. Нехитрая борьба Тейлора, а позднее Гилбрета с лишними движениями и понимание биомеханической операции как простой суммы последовательных движений, которую можно просеивать, как зерно на сортировке, начинает уступать свое место пониманию двигательного комплекса как органически нераздельного целого, всегда отзывающегося на изменения какой-нибудь одной детали перестройкой всех остальных [10, с.7].
Подобный инженерный подход к проектированию работы (при всей его первоначальной полезности) подвергается справедливой критике по ряду оснований. Очевидными следствиями предельной симплификации труда, сведения его к отдельным элементарным двигательным актам являются монотония и слабая удовлетворенность работой. И то и другое отрицательно сказывается на производительности труда.
Что касается более сложных видов трудовой деятельности, то по отношению к ним такой подход уже исчерпал свои "оптимизационные" возможности. А сложность исполнительных действий настолько возрастает, что стандартные "моторные формы" не могут обеспечить ее эффективное выполнение.
Это справедливо по отношению и к станочнику, и к летчику. Современное механизированное, автоматизированное и компьютеризированное производство требует от человека выполнения не только заученных, усвоенных действий, но и действий, так сказать, беспрецедентных, которые необходимо не вспоминать, а построить в новой неожиданно возникшей ситуации. Все более распространенными являются случаи, когда при профессиональном обучении невозможно воспроизвести все существенные условия реального трудового процесса, и доучивание происходит при выполнении не учебного, а трудового, исполнительного действия. Адаптация к реальным условиям особенно трудна, если выполнение действий требует совершенной сенсомоторной координации. Ярким примером подобных ситуаций может быть деятельность космонавтов, которым в условиях невесомости необходимо осуществлять стыковку, расстыковку, переходить из одного объекта в другой, выходить в открытый космос, оперировать ручным инструментом, совершать ручную посадку, т.е. оперировать органами управления в переменных условиях гравитации, трансформирующих привычные сенсомоторные координации, силовой рисунок хорошо освоенных прежде движений. В частности, невесомость влияет не только на двигательную сферу, но может вызвать разнообразные неприятные ощущения, нестойкие пространственные иллюзии или даже явления деперсонализации и дереализации восприятий субъекта, а во время отдыха сюрреалистические сновидения.
Не меньшую психическую нагрузку вызывает необходимость осуществления исполнительных действий в условиях задержанной обратной связи о результативности выполненного действия. К числу таких действий относятся управление луноходом, где задержка не превышает нескольких секунд, и управление супертанкером, где
81
задержка соответствующих эволюции корабля после осуществления управляющего действия исчисляется несколькими минутами. Появление целого ряда сравнительно новых видов деятельности, связанных с управлением космическими кораблями и станциями, дистанционным исследованием планет, манипуляциями радиоактивными элементами, управлением разнообразными движущимися объектами, в том числе и роботами, привело к тому, что в эргономике в качестве специального объекта исследования выделилась деятельность оператора-манипулятора. В этом виде деятельности главенствующую роль играют перцептивно-моторные координации и взаимодействия, хотя, разумеется, значительную роль играет также аппарат образного и понятийного мышления. Исполнительные действия оператора-манипулятора реализуются посредством так называемых регламентированных движений, требующих высокой не только пространственной, но и временной точности. Это означает, что с точки зрения эффективности их выполнения информативным показателем являются, наряду с конечным ре-зультом действия (как в случае нажатия на кнопку, клавишу, тумблер), также текущие характеристики движений, определяющие динамику объекта управления.
Совершенные перцептивно — моторные координации необходимы и для выполнения многих технологических процессов. Ярким примером является деятельность по изготовлению и эксплуатации микроустройств. Размеры микрообъектов и необходимая плотность их компоновки предъявляют такие высокие требования к технологии их изготовления, что производство приборов на их основе стало ювелирной работой. Трудовая деятельность человека, занятого в сфере сборки, например интегральных схем, осуществляется в условиях постоянного зрительного контроля, повышенной напряженности, обусловленной необходимостью выполнять высокоточные и тонкокоординированные, прецизионные двигательные акты. Влияние этих факторов усугубляется еще и тем, что размеры микроустройств находятся на грани видимости невооруженным глазом и визуальный контроль технологических операций возможен лишь при применении увеличивающих оптических приборов. Хорошо известно, что их использование имеет в качестве следствий закре-пощенность позы, гипокинезию, суженное поле зрения и т.п.
Обслуживание многих станков требует высококо-ординированной работы обеих рук при непрерывном зрительном контроле. Временной интервал, в течение которого должны быть осуществлены координированные движения, в отдельных случаях не должен превышать 60 — 80 мс. Необходимость оптимизации подобных видов деятельности привела к выделению в качестве специального объекта эргономического исследования деятельности оператора-технолога.
Двигательные акты, исполнительные действия вплетаются в ткань более широких структур деятельности, и успешность исполнительных действий должна оцениваться не сама по себе, а в контексте этих структур. Она зависит от того, насколько верно человек сориентировался в ситуации, т.е. построил ли он правильный образ этой ситуации и нашел ли порой единственно возможный способ действия.
3.3.2. Формирование структурного, целостного подхода к изучению исполнительных действий
Формирование образа ситуации, создание программы разумных действий, их точная и своевременная реализация, контроль за их эффективностью — вот проблемы, которые возникли перед современной эргономикой, как и перед комплексом смежных с ней наук: биомеханикой, физиологией и психологией, которые издавна изучали организацию, построение, управление движением и действиями человека.
Как практические задачи, возникшие перед этими науками, так и логика их собственного развития обусловили разработку новых подходов к изучению исполнительных действий. В противовес атомарно-рефлекторным подходам, ориентированным^ на задание, результат, эффект и т.п., исследователи разрабатывают структурный, целостный, деятельностный подход, ориентированный не только на усвоение, но и на построение движений, действий, моторных программ и схем.
Тщательный анализ рисунка даже многократно повторяющихся в одной и той же ситуации движений свидетельствует об их уникальности и своеобразии. Детальный анализ моторного акта показывает, что его биодинамическая ткань неповторима, как отпечаток пальца. Это означает, что строятся не только образ ситуации и адекватная ей моторная схема, но что на основе этой схемы строится (а не просто повторяется) каждый живой моторный акт.
Двигательное действие, рассматриваемое как необходимый компонент деятельности, должно обязательно соотноситься с ее когнитивными и личностными компонентами, такими, например, как образ и цель. При этом, как указывалось выше, и сама деятельность в целом, и все ее компоненты обязательно характеризуются предметно-смысловыми чертами и пространственно-временной определенностью.
Анализируя строение анатомического аппарата, обеспечивающего движения высших животных и человека, А.А.Ухтомский отмечает его своеобразие по сравнению с искусственными механическими устройствами, характеризующееся значительно большим количеством степеней свободы. Ни костно-мышечный аппарат в целом, ни какая-либо его часть не составляют готового механизма для выполнения какого-либо определенного целесообразного акта. Это лишь совокупность известных анатомических компонентов, необходимых для создания такового. Особенности строения опорно-двигательного аппарата обусловливают пластичность поведения высших животных и человека и вместе с тем делают задачу управления этим поведением необычайно сложной и трудной. Поскольку управление предполагает ограничение степеней свободы, а в самом устройстве исполнительных механизмов у живых организмов такого рода огра-
82
ничения практически отсутствуют, то функции регуляции выполняемых действий должны взять на себя центральные механизмы.