Применение ЭВМ и автоматизация инженерно психологическим исследований

Эффективное решение многих задач инженерно-психологического исследования возможно лишь на ос­нове полной или частичной их автоматизации, приме­нения ЭВМ при проведении таких исследований. Только на таком пути, как отмечается в [55], 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.

Применение ЭВМ в инженерно-психологических исследованиях осуществляется по следующим основ­ным направлениям [126/146], показанным на рис. 10.4.

1. Обработка результатов инженерно-психологичес­ких исследований. Это освобождает исследовате­ля от рутинного, непроизводительного труда по вы­полнению расчетов и вычислений. Кроме того, машинная обработка позволяет использовать при анализе полученных результатов более мощный, информативный математический аппарат (множе­ственная регрессия, факторный анализ и т. п.). Без ЭВМ такой анализ зачастую провести невозможно из-за недопустимо больших затрат времени на ручную обработку данных. Обработка результатов может носить автоматизированный (изучаемые показатели деятельности и состояния оператора автоматически, без участия исследователя вводят­ся в ЭВМ) либо неавтоматизированный (эти пока­затели непосредственно или с помощью приборов фиксируются исследователем и затем вручную вводятся в ЭВМ для обработки) характер. Такое применение ЭВМ является традиционным и наи­более распространенным.

2. Генерирование психологических задач. В этом слу­чае ЭВМ входит в состав исследовательского ком­плекса и по определенной программе дает задания испытуемому(например, подает необходимые сигналы). Исследование может носить управляе­мый (адаптивный) или неуправляемый характер.

Рис. 10.4. Возможные области применения ЭВМ в

инженерно-психологических исследованиях.

В первом случае ЭВМ автоматически или по указа­нию экспериментатора меняет режим работы ис­пытуемого в зависимости от результатов его работы и изменения его функционального состояния. Во втором случае ЭВМ работает по жесткой и не­изменяемой в процессе исследования программе. Такое применение ЭВМ наиболее эффективно, когда оно входит в состав стенда для комплексного исследования операторской деятельности (рис. 6.2).

3.Имитация (моделирование) деятельности оператора. В этом случае ЭВМ по определенной программе имитирует деятельность оператора. Имитация может носить детерминированный или стохастический ха­рактер. В первом случае строится гипотетическая модель, описывающая поведение человека, напри­мер, с помощью системы дифференциальных урав­нений. Тогда, используя ЭВМ, можно проверить гипотезу, откорректировать ее и рассмотреть поведе­ние объекта в различных, в том числе и в экстре­мальных условиях. Стохастическая имитация осно­вана на розыгрыше воздействия случайных факторов на поведение оператора непосредственно в ходе мо­делирования. При этом каждая реализация модели­руемого процесса носит случайный характер. Мето­ды такой имитации рассмотрены в главе IX. 4. Создание справочной информационно-поисковой системы инженерно-психологических данных. Идея такой системы состоит в том, что накапливаемый справочный материал концентрируется в памяти ЭВМ, а доступ к нему и поиск необходимых сведе­ний организуется так, что любому исследователю в достаточно короткий срок могут быть выданы все интересующие его данные, накопленные ко време­ни запроса. Дальнейшим развитием применения ЭВМ в этом направлении является создание банка инженерно-психологических данных.

Такой банк данных представляет совокупность технических, программных, информационных и орга­низационных средств, обеспечивающих накопление, хранение и выдачу по запросу индивидуального пользо­вателя необходимой ему эргономической и инженер­но-психологической информации, хранящейся в базе данных. Современные банки данных строятся с ис­пользование новейших технических средств (супер мини-ЭВМ, персональные компьютеры, автоматизиро­ванные рабочие места пользователей, аппаратура и каналы передачи данных) и программного обеспече­ния (системы управления базами данных, средства интеллектуального интерфейса, комплексы программ­ных модулей, позволяющие создавать проблемно-ори­ентированные автоматизированные рабочие места пользователей}.

Большое значение имеет организационное обеспе­чение банка данных, в том числе: организация системы сбора, обработки, обновления, обмена и тиражирования собираемой информации; координация исследований, проводимых в различных отраслях; расширение круга пользователей банка данных.

Применение банка данных позволяет повысить производительность труда проектировщиков систем «человек-машина», снизить затраты на проведение инженерно-психологических исследований, повысить качество проектируемых изделий, улучшить их эксп­луатационные свойства [166].

Важнейшей составной частью банка данных явля­ется его информационная база (база данных). Она пред­ставляет совокупность сведений, хранимых в запоми­нающих устройствах ЭВМ. Эта совокупность выступает в качестве исходных данных задач, решаемых в процессе функционирования СЧМ, систем обработки данных, информационных и вычислительных систем. Главной целью создания базы данных является обобществление функций обновления, ведения и пополнения хранимой информации, а также справочной функции. База данных в этих системах является одним из основных структур­ных компонентов и предназначена для информационно­го обеспечения задач, решаемых в условиях коллектив­ного пользования хранимой информации.

Основным характерным свойством базы данных является ее независимость от рабочих программ, с которыми она взаимодействует. Эта независимость проявляется в возможности изменения содержания, объема и организации хранимой информации без пос­ледующей модификации рабочих программ, пользую­щихся этой информацией.

В общем случае структура базы данных представля­ет собой совокупность взаимосвязанных массивов (фай­лов). Доступ к ним осуществляется при помощи имен и идентификаторов, присваиваемых пользователями или операторами во время определения базы данных [216].

База данных по инженерной психологии и эргоно­мике может иметь следующие массивы:

■ характеристики человека (психологические, физиологи­ческие, антропометрические, характеристики надежнос­ти, своевременности, уровня подготовленности и т. п.);

■ условия труда (характеристики технических средств, ра­бочего места, среды, средств обеспечения коллективной деятельности и др.);

■ рабочее задание (характеристики технологии производ­ства, организации труда, безопасности труда и др.);

■ процедуры (инженерно-психологические измерения, ис­пытания, проектирование, моделирование, обработка ре­зультатов исследований и т, д.);

■ эргономическое и инженерно-психологическое обеспе­чение (инженерно-психологические требования, типовые программы, оценка затрат и эффекта и др.);

■ инженерная психология как наука (термины и определе­ния, методы, научные школы, смежные науки);

■ нормативно-методические документы (международные и национальные стандарты, утвержденные методики, абб­ревиатура и условные обозначения, методические доку­менты);

■ библиография (монографии, учебники и учебные посо­бия, статьи, научно-технические отчеты, патенты и изоб­ретения) [35].

Важное значение для повышения эффективности инженерно-психологических исследований имеет их автоматизация. Под ней понимается применение авто­матических устройств (и прежде всего ЭВМ) для ре­шения задач экспериментального исследования. К чис­лу таких задач прежде всего относится: планирование (в соответствии с замыслом экспериментатора) и определение нужной стратегии ведения эксперимента, выдача стимульного материала, управление (в том числе и адаптивное) ходом проведения эксперимента, сбор и обработка данных в темпе их поступления (в ре­альном масштабе времени), интерпретация полученных данных и выдача необходимых рекомендаций. Авто­матизация обеспечивает повышение достоверности результатов исследований вследствие сохранения не­изменными контролируемых условий эксперимента (пространственно-временные параметры стимуляции) для всех испытуемых, легкую воспроизводимость уже проведенного эксперимента, оперативное получение обработанных результатов, малые организационные затраты для увеличения числа исследуемого контин­гента, легкую приспособляемость контролируемых условий к индивидуальным различиям испытуемых, сокращение времени проведения отдельных опытов, минимизацию нежелательных побочных эффектов (вы­нужденные паузы и пр.), минимизацию влияния и ошибочных действий экспериментатора.

Важно также то, что автоматизация позволяет про­вести исследования в направлениях, фактически недо­ступных для широкого исследования без применения ЭВМ в качестве средства управления экспериментом. Сюда относятся все приемы точного временного дози­рования предъявляемой информации, осуществление адаптивного эксперимента, управление эксперимента­ми по исследованию сложной сенсомоторной деятель­ностью, включающими в себя регистрацию движений или положения тела, конечностей, головы и глазных яблок, представление сложных синтезированных изоб­ражений (например, из случайно расположенных точек), исследование и применение метода моделирования конкретных психических функций. Полная автоматиза­ция проведения основных этапов эксперимента, значи­тельное расширение области используемых экспери­ментальных условий (качественное разнообразие и неограниченный объем стимульного материала, дос­таточно широкий диапазон варьирования режимов предъявления информации и т. д.), возможность исполь­зования оптимальных стратегий проведения исследова­ния на основе адекватных математических приемов планирования эксперимента и разработки программ адаптивного типа существенно улучшают качество про­водимых инженерно-психологических исследований.

Проведение автоматизированного психологичес­кого исследования предполагает решение целого ряда организационных задач. Здесь необходимо решить, какую ЭВМ использовать, какие построить интерфей­сы, какие применить языки и системы программиро­вания, как организовать передачу данных, какие при этом использовать методы сжатия информации и т. п. Одним из наиболее важных вопросов является выбор технических средств автоматизации. К ним относятся:

■ лабораторные вычислительные средства управления, сбо­ра и обработки информации;

■ средства стыковки экспериментального оборудования;

■ экспериментальная аппаратура, т. е. средства стимуляции и датчики. В случае применения иерархической системы управления к перечисленным средствам нужно добавить каналы передачи данных.

В заключение необходимо отметить, что автомати­зация нисколько не умаляет роли экспериментатора. Нужно помнить, что средства автоматизации (в том числе и современные ЭВМ) работают только в рамках; определенных им человеком. Успех в решении той или иной проблемы зависит от уровня сформированных гипотез, грамотного определения стратегии проведе­ния исследования, поставленных задач и намеченных целей, степени разработанности применяемых моде­лей. Качество решения этих задач не столько опреде­ляется возможностями техники, сколько зависит от опыта, интуиции и знаний экспериментатора.