Когда мы объединяем термины «когниция» и «эргономика», мы делаем это, чтобы показать, что наша цель — изучить когнитивные аспекты взаимодействия между людьми, рабочей системой и артефактами, которые мы в ней находим, чтобы спроектировать их для эффективного взаимодействия. Когнитивные процессы, такие как восприятие, обучение или решение проблем, играют важную роль во взаимодействии и должны рассматриваться для объяснения когнитивных задач, таких как поиск и интерпретация информации, принятие решений и решение проблем и т.д. Мы собираемся предложить вам определение когнитивной эргономики с примерами, чтобы вы могли понять, что мы имеем в виду, когда говорим об этом термине.

психология

Что такое когнитивная эргономика?

Эргономика определяется как научная дисциплина, изучающая проектирование систем, в которых люди выполняют свою работу. Эти системы называются «рабочими системами» и в широком смысле определяются как «сектор окружающей среды, на который влияет работа человека и из которого человек извлекает информацию, необходимую ему для работы».

Цель эргономиста — описать взаимоотношения между человеком и всеми элементами рабочей системы. Стоит отметить, что в отношениях между человеком и рабочей системой мы можем выделить два относительно разных аспекта:

Физическая эргономика

С одной стороны, мы имеем чисто физический аспект, который относится к мышечной и скелетной структуре человека. Например, человек, работающий в офисе, может сидеть (печатая на компьютере) или стоять (делая ксерокопии). Осанка в этих двух ситуациях различна, и дизайн рабочего места должен быть выполнен с учетом особенностей строения человеческого тела, чтобы человеку было удобно, он не уставал, не развивалась какая-либо патология позвоночника и т.д.

Этим аспектом занимается физическая эргономика, и он, пожалуй, самый популярный. Например, когда новый автомобиль рекламируется как «эргономичный», этот слоган обычно означает, что, например, высота рулевого колеса регулируется в соответствии с ростом водителя.

Психологическая или когнитивная эргономика

Однако есть и другой аспект отношений между человеком и рабочей системой, который касается того, как человек знает и действует. Чтобы выполнить свою задачу, человек должен воспринимать стимулы в окружающей среде, получать информацию от других людей, решать, какие действия целесообразны, выполнять эти действия, передавать информацию другим людям, чтобы они могли выполнять свои задачи, и т.д.

Все эти аспекты являются объектом изучения психологической или когнитивной эргономики (Cañas and Waern, 2001). При проектировании автомобилей нас будет интересовать способ представления информации водителю. Например, при проектировании спидометра мы можем использовать аналоговые или цифровые дисплеи. Каждый индикатор имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения того, как водитель воспринимает и обрабатывает информацию о скорости.

Хотя эти два аспекта, физический и психологический, не являются полностью независимыми, в когнитивной эргономике нас интересует последний, а к первому мы обращаемся постольку, поскольку он имеет психологические последствия. Например, если авиадиспетчер примет определенную неудобную позу, его усталость возрастет, что приведет к психологическим последствиям, таким как снижение уровня бдительности.

Человеческие ошибки

Одной из областей применения когнитивной эргономики, которая имеет давние традиции и в настоящее время привлекает большое внимание, является прогнозирование и предотвращение так называемых «человеческих ошибок или человеческих неудач».

Часто нас удивляют новости о трагических происшествиях, например, о сходе с рельсов поезда, в результате которого погибает большое количество людей. Эти аварии происходят, когда машина (например, поезд), которой управляет человек (например, машинист), ведет себя неадекватно (например, сходит с рельсов). Поэтому на первых этапах расследования технические специалисты концентрируют свое внимание на возможном наличии технической неисправности. Однако часто бывает так, что после тщательного осмотра машины не обнаруживается неисправность ее компонентов. Затем они обращают свое внимание на другого возможного виновника аварии — человека, управлявшего машиной.

К сожалению, первое, что попадает на первые страницы прессы, — это подозрение, что физическое или психическое состояние этого человека было нарушено. Врачи, по приказу следственного судьи, начали проводить анализы, ища следы алкоголя, наркотиков или любого другого вещества, которое могло бы оправдать аномальное поведение. Однако недоумение технических специалистов и общественности становится очевидным, когда эти анализы тоже ничего не показывают. Человек, управлявший машиной, был в прекрасном физическом и психическом состоянии. Так что же произошло?

На этом этапе мы часто слышим, что «авария произошла из-за человеческой ошибки». Другими словами, человек, управляющий машиной, который был абсолютно здоров, совершил непонятную ошибку. Очевидно, что возможность того, что ошибка была преднамеренной, исключена. Никто не хочет врезаться в поезд. Остается вопрос, почему он совершил ошибку? Недостаточно обозначить несчастный случай как результат человеческой ошибки или неудачи.

Человеческие ошибки в когнитивной эргономике

В когнитивной эргономике мы берем за отправную точку определение человеческой ошибки, предложенное Reason (1992), который рассматривает ее как «общий термин, используемый для обозначения всех тех случаев, когда запланированная последовательность умственных или физических действий не достигает намеченного результата, и когда эти неудачи не могут быть отнесены на счет вмешательства какого-либо случайного фактора».

В аналогичных терминах Сандерс и МакКормик (1993) определяют человеческую ошибку как «несоответствующее или нежелательное решение или поведение человека, которое снижает или потенциально может снизить эффективность, безопасность или производительность системы».

В любом случае, человеческая ошибка — это неспособность удовлетворительно выполнить задачу, которая не может быть отнесена на счет факторов, находящихся вне непосредственного контроля человека. Чтобы понять, почему человек совершает ошибку, мы должны начать с того, что управление машиной означает установление связи между машиной и человеком. С этой точки зрения, машина должна иметь средства для передачи своего внутреннего состояния человеку.

Важность проектирования машин

Таким образом, когда инженер строит машину, он проектирует панели со всевозможными индикаторами (циферблатами, экранами и т.д.), предназначенными для предоставления всей информации, которая, как считается, понадобится оператору для правильного управления. Кроме того, поскольку эта коммуникация происходит в физической среде, в которой работает машина, сигналы также предназначены для представления информации о внешних условиях, в которых работает машина.

Наконец, человеко-машинное общение почти всегда происходит в ситуациях, в которых задействованы другие люди и другие машины. Связь между всеми ними устанавливается с помощью технических средств, призванных обеспечить правильное получение и обработку информации тем, кому она необходима.

По всем этим причинам уже много лет признается, что причина этих человеческих ошибок часто кроется в возможно плохой конструкции машины, информационных сигналов или средств коммуникации между людьми.

Дизайн интерфейса

При таком рассмотрении наиболее важным компонентом машины для когнитивного эргономиста является интерфейс, с которым взаимодействует оператор. Проще говоря, мы можем сказать, что интерфейс — это «среда», через которую общаются человек и машина. Эта связь устанавливается в обоих направлениях. Поэтому, говоря об интерфейсе, мы должны включать средства, с помощью которых машина представляет информацию человеку, и средства, с помощью которых человек вводит информацию в машину.

Количество устройств ввода и вывода, имеющихся в современных интерфейсах, настолько велико, что классифицировать их простым способом не представляется возможным. Однако, поскольку компьютерные технологии были внедрены практически в каждую машину, которая проектируется сегодня, дизайн интерфейса в основном изучается в рамках области современной когнитивной эргономики под названием «Взаимодействие человека и компьютера».

Прогресс, который мы наблюдаем сегодня в области дизайна интерфейсов, настолько стремителен, что заставляет когнитивных эргономистов исследовать взаимодействие в новых для человека контекстах. Например, мы переходим от взаимодействия с персональными компьютерами, имеющими экран, клавиатуру и мышь, к виртуальным интерфейсам, где устройства ввода и вывода позволят осуществлять взаимодействие, которое может превышать естественные возможности человека.

С персональным компьютером взаимодействие происходит в основном через органы чувств — зрение и слух. Однако в средах виртуальной реальности люди могут взаимодействовать с машинами, например, с помощью вестибулярного чувства, которое информирует мозг о балансе человеческого тела.

Поэтому в настоящее время перед когнитивной эргономикой стоят новые задачи по применению исследований в области психологии и нейронауки для проектирования интерфейсов таким образом, чтобы они были адаптированы к условиям, в которых происходит работа человека.

Системы управления технологическими процессами

Проектирование систем управления промышленными процессами — это область, в которой когнитивные эргономисты работают регулярно, и она может служить иллюстрацией важности проектирования интерфейса в контексте предотвращения и недопущения человеческих ошибок.

В индустрии преобразования энергии и химического производства происходят цепочки процессов, которые должны контролироваться людьми с помощью артефактов, служащих для представления информации и действий в отношении операций, происходящих внутри и вне промышленного комплекса. Взаимодействие людей, отвечающих за этот контроль, с артефактами обычно происходит в так называемых операционных комнатах контроля. В этих диспетчерских мы можем найти хороший пример важности хорошего дизайна интерфейса с точки зрения прогнозирования и предотвращения человеческих ошибок.

Задача человека в помещении управления технологическим процессом — следить за происходящим, вмешиваться при необходимости, знать состояние системы, перепрограммировать ее, при необходимости брать под контроль автоматизированные процессы и планировать будущие действия в краткосрочной и долгосрочной перспективе (Sheridan, 1997). Все эти функции относятся к когнитивным процессам человека, правильное функционирование которых зависит от хорошо продуманного взаимодействия человека и машины.

Для того чтобы мониторинг был возможен, интерфейсы должны представлять информацию о состоянии системы таким образом, чтобы на нее можно было обратить внимание, воспринять, понять, запомнить и так далее. Например, из психологических исследований движений глаз мы знаем, что движения глаз не происходят со скоростью более двух в секунду. Поэтому не рекомендуется представлять информацию со скоростью, превышающей эту скорость (Vicente, 1999).

Феномен самоуспокоенности

Однако, когда происходит несчастный случай, именно человек должен взять на себя контроль над процессом, взаимодействуя с артефактами напрямую. Даже в нормальных условиях рекомендуется не оставлять все в руках автоматических систем, поскольку доказано, что в этом случае может возникнуть явление, известное как самоуспокоенность (Parasuraman and Riley, 1997). Это явление возникает, когда человек слишком сильно доверяет хорошему функционированию автоматической системы и перестает контролировать (взаимодействовать) процесс, так что при возникновении проблемы он не обнаруживает необходимости вмешательства.

По этой причине в последние годы дизайн помещений управления претерпел изменения в философии в соответствии с признанием важности человеко-машинного взаимодействия и, следовательно, вклада когнитивной эргономики в этом контексте.

В классической концепции диспетчерские проектировались с учетом того, что машины должны быть автоматическими, а человек должен действовать только при возникновении аварии. Однако сейчас считается, что проектирование этих комнат должно осуществляться на основе концепции, основанной на стратегии, которую Звага и Хунхаут (1994) назвали наблюдением через осознание ситуации.

Восприятие элементов в окружающей среде

Когда человек находится в какой-либо ситуации, он осознает, что происходит в его окружении. Даже когда мы сидим без дела, мы имеем информацию обо всем, что происходит вокруг нас. Однако когда нам нужно выполнить сложную задачу, например, в диспетчерской, нам необходимо обработать огромное количество данных о том, что происходит внутри и вне диспетчерской. Всю эту информацию необходимо беречь, сохранять, интерпретировать и использовать для принятия решений, необходимых для правильного хода промышленного процесса.

Это называется приобретением, обработкой и использованием ситуационной осведомленности, которая определяется как «восприятие элементов окружающей среды в определенном объеме времени и пространства, понимание их значимости и прогнозирование их состояния на ближайшее будущее» (Endsley, 1995).

Во многих прикладных областях когнитивной эргономики, таких как управление воздушным движением, пилотирование самолетов или управление атомной или тепловой электростанцией, эргономисты должны использовать эту концепцию для описания и интеграции всех когнитивных процессов, которые отвечают за получение, хранение и использование информации, доступной человеку для выполнения работы, и таким образом помогают сделать дизайн рабочей системы подходящим для человека, улучшая его благополучие и избегая страшных человеческих ошибок.

Заключение

Важность, которую приобретает в настоящее время эргономика как научная дисциплина, способная внести вклад в улучшение благосостояния человека, требует от нас усилий по определению объекта ее изучения. В этом смысле в данной работе мы обратили внимание на два аспекта, физический и психологический, которые важно различать в отношениях между людьми и системой, в которой они работают, и которые дают основание для разграничения двух субдисциплин в рамках эргономики: физической и когнитивной эргономики.

Что такое когнитивная психология: история и авторы