Влияние интерфейса на состояние и здоровье оператора

УДК 681.3

Назаренко Н. А., канд. техн. наук, Падерно П. И., д-р техн. наук,

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»

Влияние интерфейса на состояние и здоровье оператора

Ключевые слова: электромагнитное излучение, электростатическое поле, графический интерфейс, визуальное оформление интерфейса

Проведен анализ различных аспектов влияния интерфейса на оператора. Исследованы основные причины негативного влияния на его психофизиологическое и психическое состояния. Рассмотрен комплекс мер по снижению негативного влияния интерфейса на здоровье человека-оператора. Затронуты вопросы оценки качества пользовательского интерфейса на основе напряженности деятельности оператора.

С развитием современных технологий, а также с повышением степени автоматизации рабочих мест возрастает функциональная нагрузка на оператора любой сферы деятельности — будь то управление экскаватором или пилотирование сверхзвукового истребителя. На данный момент техническое оснащение современных рабочих мест требует от представителей разных профессий освоения компьютерных программ как основных средств труда. Решаемые группами профессионалов задачи изменяются таким образом, что взаимодействие с компьютером становится неотъемлемой частью их работы [1]. И чем выше степень ответственности оператора, тем большая нагрузка ложится на его плечи.

На качество системы человек — машина — среда влияет множество факторов как объективных со стороны окружающей среды, в которой находится система, так и субъективных — исходящих от самой системы в целом. Такие факторы можно разделить на две составляющие исходя из природы их возникновения: первые относятся к человеку-оператору, вторые — к самой машине. Понятие «машина» за последние 15 лет значительно поменялось. В настоящей статье под машиной понимается про-граммно-аппаратно-информационный комплекс.

Человеческие факторы, положительно влияющие на функционирование системы в целом, это: адаптивность оператора, относительно высокая (быстрая) обучаемость, избирательность, высокие компенсаторные возможности человеческого организма, самонастраиваемость, эвристичность, способность к работе в конфликтных ситуациях и самоконтролируемость. К отрицательным факторам относятся: стохастичность психофизиологических

свойств, ошибочность в выполнении операций, утомляемость, возрастные изменения, напряженность, чувствительность к изменениям окружающей среды, возможность потери работоспособности при стрессовых ситуациях. Все представленные факторы (как положительные, так и отрицательные) можно отнести к психофизиологическому состоянию оператора и его индивидуальным особенностям. На качество функционирования системы со стороны оператора влияет также уровень его подготовленности [2].

Со стороны машины факторы, влияющие на качество функционирования системы, можно разделить на две составляющие: техническую или аппаратную и программную или информационную.

Техническая составляющая

За последние 10 лет отмечается постоянное увеличение интенсивности техногенных излучений. Практически любое рабочее место в офисе оборудовано компьютером и другой оргтехникой. С каждым годом растет энергопотребление, увеличивается нагрузка на систему энергоснабжения. В связи с этим увеличиваются значения техногенных электромагнитных полей на рабочих местах. В то же время различные постройки (в том числе бетонные конструкции) задерживают естественное геомагнитное поле земли, благотворно влияющее на здоровье человека. Таким образом, возникает электромагнитная дисгармония, которая может стать причиной различных патологий. Наиболее восприимчивы к электромагнитному излучению нервная, иммунная и эндокринная системы.

Работа в офисе неразрывно связана с использованием персональных компьютеров (ПК). Необходимо заметить, что каждое устройство, которое производит или потребляет электроэнергию, создает электромагнитное излучение. Это излучение концентрируется вокруг устройства в виде электромагнитного поля. Основными составляющими частями ПК являются системный блок и разнообразные устройства ввода-вывода информации: клавиатура, принтер, сканер и, конечно, монитор. Часто

ПК оснащают сетевыми фильтрами, источниками бесперебойного питания и другим вспомогательным электрооборудованием. Когда все эти устройства включены, вокруг рабочего места пользователя формируется сложное по структуре электромагнитное поле. Важно отметить, что излучение идет не только со стороны экрана, но и с боковых и особенно задних поверхностей. Хотя оно резко уменьшается с удалением от источника (так, если пользователь находится в 30-40 см от монитора, то влияние ЭМИ на него незначительно), но при наличии в помещении большого числа ПК электромагнитное поле все же оказывает значительное влияние на здоровье сотрудников, работающих в этом помещении.

Как выяснили сотрудники Северо-Западного научного центра гигиены и общественного здоровья в ходе комплексных гигиенических исследований, профессиональные пользователи ПК расплачиваются за «особенности» мониторов заболеваниями опорно-двигательного аппарата, органов зрения, центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, желудочно-кишечного тракта, аллергическими расстройствами и др.

Кроме электромагнитного излучения компьютер создает электростатическое поле (далее — ЭСП). Данное поле могут создавать электризующиеся от трения поверхности мыши и клавиатуры и т. п. Экспериментально было доказано, что ЭСП способствует оседанию пыли и аэрозольных частиц на лице, шее, руках. В зависимости от природы аэрозольных загрязняющих частиц у некоторых особо чувствительных к подобному воздействию людей могут возникать те или иные кожные реакции — сухость, аллергия. Известно несколько случаев развития дерматита на лице у пользователей компьютеров.

Еще одно потенциально вредное влияние электростатического поля — это воздействие на ионный состав воздуха. Было доказано, что отрицательные, легкие ионы воздуха (аэроионы) биологически благотворны, а положительные ионы оказывают вредное действие на организм. Главные зоны, воспринимающие аэроионы в организме человека — это дыхательные пути и кожа. Поглотителями аэроионов воздуха являются кинескопы телевизоров и экраны мониторов. На их поверхности возникает положительный заряд, при нейтрализации которым отрицательных полезных ионов воздушная среда в целом ухудшается. Недостаток содержания легких ионов в помещениях с персональными компьютерами, как правило, заметен и выражается в ощущении несвежести воздуха и нехватки кислорода. Наибольшее число жалоб, предъявляемых в условиях аэроионной недостаточности: неудовлетворительное самочувствие, повышенная утомляемость, частые головные боли, повышенное давление, бессонница, снижение работоспособности. Заметим, что все эти жалобы обоснованны и в дальнейшем могут трансформироваться в различные заболевания.

Вся компьютерная техника, а особенно мониторы, является объектом целого ряда нормативных документов и всевозможных ограничений. Один из первых стандартов безопасности MPRI был разработан Шведским департаментом стандартов SWEDAC (The Swedish Board for Technical Accreditation) и определял максимально допустимые значения излучения магнитного и электрического полей и методы их измерения.

В России также действуют санитарные нормы и правила (СанПиН), к основным из которых относятся: «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ» СанПиН 2.2.2.542-96. В части электромагнитных полей они соответствуют стандарту MPRI. СанПиН 2.2.2.542-96 устанавливает предельно допустимые уровни генерируемого монитором электромагнитного поля и поверхностного электростатического потенциала.

По российским нормативным документам на каждый компьютер с лучевой трубкой нужно выделить не менее 6 м2 площади. Компьютеры с жидкокристаллическим монитором требуют меньше пространства — достаточно 4,5 м, чтобы активно не вредить работающему человеку. При этом надо учитывать, что излучение монитора направлено в две стороны — вперед и назад, в результате зона излучения напоминает восьмерку. Поэтому столы с компьютерами нельзя расставлять как парты в школе — один за одним. В противном случае работник за смену получит двойную дозу электромагнитных полей. А это чревато развитием заболеваний, о которых уже шла речь. Поэтому садиться надо не ближе чем за 1 м от тыльной стороны монитора коллеги. Конечно же, многое зависит от модели компьютера. Старая техника — это экономия средств за счет здоровья людей!

В соответствии с ГОСТ 50923-95 существуют следующие требования к дисплею и клавиатуре.

1. Дисплей на рабочем месте оператора располагают так, чтобы изображение в любой его части было различимо без необходимости поднимать или опускать голову.

2. Дисплей на рабочем месте устанавливают ниже уровня глаз оператора. Угол наблюдения экрана оператором относительно горизонтальной линии взгляда не должен превышать 60°, как показано на рис. 1.

3. Требования к конструкции дисплея, визуальным параметрам экрана и параметрам излучения определены ГОСТ Р 50948.

4. Клавиатуру на рабочем месте оператора располагают так, чтобы обеспечивалась оптимальная видимость экрана.

5. Клавиатура должна иметь возможность свободного перемещения. Ее располагают на поверхности стола на расстоянии от 100 до 300 мм от

Рис. 1\ Расположение дисплея на столе

переднего края, обращенного к оператору, или на специальной регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделенной от основной столешницы.

Полностью исключить воздействие электромагнитных полей на рабочем месте невозможно, однако стоит задуматься при увеличении значений электромагнитного поля выше определенного уровня. Отклонение от нормы можно определить с помощью обычного монитора на основе электронно-лучевой трубки. «Эффект дрожания экрана» на мониторе компьютера отмечается при значениях ЭМП, в два и более раз превышающих норму. Электромагнитный фон повышается в рабочих помещениях, как правило, в следующих случаях.

• Непредусмотренное увеличение нагрузки на электрический кабель здания, проходящий вблизи рабочих мест. Электромагнитное поле от электропроводки зданий (частая проблема, особенно в старых зданиях, из-за непродуманной системы электроснабжения). Рост энергопотребления здания приводит к увеличению нагрузки на кабели, что, в свою очередь, вызывает увеличения электромагнитного поля.

• Рабочее помещение расположено вблизи объектов, являющихся источниками ЭМП, например рядом с линиями электропередач. Электромагнитный фон повышается также из-за наличия в зданиях технологического оборудования, трансформаторов, силовых кабелей.

• Неправильно организованное рабочее место: большое количество включенной вычислительной техники и техники связи, беспорядочно лежащие провода, невыключенные неиспользуемые приборы.

Влияние электромагнитных полей на здоровье человека — это исследуемая задача науки. В связи со стремительным ростом числа технологий и приборов избежать влияния электромагнитных полей

в современном мире невозможно. Различные организации, как государственные, так и международные, разработали множество стандартов и требований для предотвращения какого бы то ни было влияния электромагнитного поля на человека, и почти вся продаваемая техника соответствует этим требованиям.

Таким образом, с технической составляющей все более-менее просто и понятно, существует множество стандартов и рекомендаций по ее проектированию и расположению и при правильном учете данных факторов уже на стадии проектирования могут быть обеспечены условия достижения заданной безопасности.

Информационная составляющая

С информационной составляющей дела обстоят несколько сложнее. На данный момент существует недостаточное количество стандартов по разработке графических интерфейсов и информационных моделей.

Большая часть разрабатываемых интерфейсов для выполнения трудовой деятельности профессионалами в различных областях является источником стресса и психологического дискомфорта в сфере взаимодействия человек—машина—среда. Причины объясняются несколькими факторами: неоптимальным распределением функций между человеком и машиной, навязыванием алгоритма или темпа выполнения трудовой деятельности без учета человеческих возможностей или особенностей решаемых задач, а также неадекватным отображением взаимодействия между пользователем и машиной. Например, навязывание неправильного алгоритма или темпа выполнения трудовой деятельности оператора может привести к повышению монотонности и, как следствие, утомляемости и сонливости, что отрицательно скажется не только на эффективности функционирования всей системы, но и на здоровье оператора.

Таким образом, для повышения эффективности и безопасности функционирования системы человек—машина необходим всесторонний учет параметров, прямо или косвенно влияющих на психофизиологическое состояние оператора.

Для наиболее полного определения параметров интерфейса, обеспечивающих эффективную и комфортную деятельность оператора, необходимо четкое понимание самого интерфейса и основных задач, которые на него возлагаются в различных случаях.

Общее определение таково: интерфейс — это совокупность средств и методов обеспечения взаимодействия между элементами системы. Интерфейс задает параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов системы.

Исходя из приведенного определения можно выделить следующие основные виды интерфейса.

Интерфейс передачи данных — интерфейс, обеспечивающий передачу двоичных данных. В зависимости от способа передачи различают последовательный и параллельный интерфейсы.

Программный интерфейс — система унифицированных связей, предназначенных для обмена информацией между компонентами вычислительной системы. Программный интерфейс задает набор необходимых процедур, их параметров и способов обращения.

Аппаратный интерфейс — устройство (комплекс технических средств), преобразующее сигналы и передающее их от одного компонента оборудования к другому. Физический интерфейс определяется набором электрических связей и характеристиками сигналов.

Интерфейс пользователя или пользовательский интерфейс — элементы и компоненты программы, которые способны оказывать влияние на взаимодействие пользователя с программным обеспечением. В том числе:

• средства отображения информации, отображаемая информация, форматы и коды;

• командные режимы, язык пользователь-интерфейс;

• устройства и технологии ввода данных;

• диалоги, взаимодействие и транзакции между пользователем и компьютером;

• обратная связь с пользователем;

• поддержка принятия решений в конкретной предметной области;

• порядок использования программы и документация на нее.

Анализируя приведенные виды интерфейсов, нетрудно прийти к выводу, что наибольшее влияние на психофизиологическое состояние оператора оказывают программный и пользовательский виды интерфейса.

Исследования в данной области показывают, что любой пользовательский интерфейс должен обеспечивать выполнение четырех базовых функций:

1) управление компьютером путем действий оператора (пользователя): инициация, прерывание, отмена компьютерных процессов и т. п.;

2) ввод данных, осуществляемый оператором, и отклик системы;

3) отображение данных, включая отображение данных, вводимых оператором, который может управлять процессом отображения данных;

4) поддержка оператора в процессе деятельности, осуществляемая по каналам обратной связи, в которых циркулирует информация об ошибочных или случайных (не по алгоритму) действиях оператора.

Эффективный ПИ должен обеспечивать всестороннее использование потенциальных возможностей человека-оператора, технических и программных средств АРМ, высокие безошибочность и быстродействие деятельности оператора при применении ПИ по назначению. Кроме того, хорошо спроектированный ПИ должен обеспечивать максимальный комфорт деятель-

ности оператора, в том числе не должен приводить к неоправданному повышению напряженности деятельности, снижению уровня психофизиологических и психологических характеристик, необходимых для эффективного и комфортного осуществления профессиональной деятельности.

В соответствии с отечественными и зарубежными стандартами основными требованиями ПИ являются:

1) ПИ должен способствовать быстрому освоению вычислительной техники оператором, формированию у него стереотипов деятельности;

2) ПИ должен быть спроектирован таким образом, чтобы оператор вводил информацию естественным образом, не заботясь о ходе вычислительного процесса;

3) ПИ должен удовлетворять рабочие потребности человека-оператора, а не процесс обработки данных, его синтаксическая структура должна быть согласована с ожиданиями оператора результатов расчета, требованиями решаемой вычислительной задачи и используемыми средствами ввода;

4) ПИ должен содержать систему правил работы оператора, обеспечивающую легкое управление системой;

5) ПИ должен все время работы находиться под контролем оператора, никакие действия последнего не должны приводить к тупиковой ситуации или зависанию программы;

6) ПИ должен обеспечивать возможность легкого исправления ошибок ввода, без повторного ввода данных;

7) обратная связь и справки должны обеспечивать оператора информацией, позволяющей ему управлять диалогом, распознавать и исправлять ошибки, а также определять последующие действия, входящие в алгоритм;

8) выдаваемая компьютером информация должна быть краткой, ясной, конкретной и понятной оператору;

9) объем представляемой оператору информации должен быть согласован с объемом его оперативной памяти;

10) в информации об ошибках оператора необходимо делать акцент не на его неправильные действия, а на то, как можно исправить ошибки;

11) ПИ должен предусматривать использование четырех видов диалога: меню, команды, манипуляции и диалог посредством заполнения форм;

12) при решении каждой задачи оператору должна быть предоставлена возможность использования не менее двух видов диалога; критерием выбора вида диалога в ходе решения конкретной задачи является обеспечение заданных показателей безошибочности и быстродействия.

В соответствии с этим пользовательский интерфейс состоит из трех основных частей:

1) визуальное оформление, отвечающее за предоставление информации оператору;

2) функциональные возможности системы, включающие набор возможностей для эффективного осуществления профессиональной деятельности;

3) техники взаимодействия оператора с системой.

Каждая из частей содержит параметры, влияющие на психофизиологическое и психологическое состояние человека-оператора, такие как внимание, ощущения, восприятие, память, мышление и совокупность моторных действий.

Для выявления таких параметров рассмотрим каждую из частей более детально.

Визуальное оформление

Одна из основных функций системы — предоставлять оператору информацию, адекватную текущему положению дел, т. е. информационную модель (ИМ). ИМ — это организованная по определенным правилам совокупность информации о состоянии и функционировании объекта управления и внешней среды. ИМ является для оператора источником информации, на основании которой оператор формирует конкретную задачу управления, проводит анализ и оценку сложившейся ситуации, принимает решения, планирует различные управляющие воздействия и оценивает результаты их выполнения.

Как правило, информация об объектах предъявляется оператору в закодированном виде. Для кодирования информации используются зрительная, слуховая и вибротактильная модальности. Исследования показывают, что оптимальна зрительная модальность, поскольку зрительный анализатор принимает информацию моментально, а слуховой — последовательно с некоторой задержкой. Исходя из того что восприятие оператора нельзя перегружать одним видом информации, необходимо задействовать оба вида модальности — как зрительный, так и слуховой, что обеспечивает максимально эффективную подачу информацию при наименьшей нагрузке.

В связи с этим визуальное оформление играет первостепенную роль и его можно разделить на три условные части:

• дизайн интерфейса — это организация элементов, облегчающая взаимодействие;

• дизайн навигации — организация элементов, упрощающая управление;

• информационный дизайн — организация элементов для донесения информации до пользователя.

Визуальное оформление отвечает не только за эстетическое восприятие информации оператором, а еще и за эффективность поддержки цели, определенной на каждом из нижележащих уровней, за целостность всей структуры системы и должно подкреплять структуру, однозначно поясняя, какие опции доступны пользователям, а какие нет. На визуальное оформление в основном ложится основ-

ная задача системы по удовлетворению пользователя, созданию комфортных для него условий выполнения профессиональных обязанностей.

Основными характеристиками являются цвет, анимация, форма, графика, текст и расположение представляемой информации, дополнительной характеристикой может являться звук. Все приведенные характеристики главным образом влияют на зрительное восприятие информации человеком.

Среди главных свойств зрительного восприятия человека — последовательность и избирательность зрения. Известно, что зрачок при рассмотрении объектов окружающего мира находится в непрерывном движении, причем в один момент времени глаз распознает только один образ. Человеческое зрение последовательно, более того, наше зрение сначала как бы «выхватывает» основные части объекта, а уже потом проводит детализацию. Исходя из этого основные характеристики визуального оформления определяют направление движения зрачков, выделяя при этом доминирующие элементы. Исследования в данной области показывают, что движение глаз у разных людей происходит по одинаковым траекториям — ведь это движение бессознательно и инстинктивно. Если дизайн ПИ удачен, то траектория движения взгляда по странице обладает двумя важными характеристиками.

Во-первых, она плавная. Когда люди говорят, что дизайн «тяжелый» или «громоздкий», они в действительности реагируют на тот факт, что дизайн не ведет их плавно по странице. Их взгляд перескакивает с одного элемента на другой, поскольку все элементы настойчиво требуют внимания.

Во-вторых, она предлагает пользователю своего рода «экскурсию» по странице, раскрывая имеющиеся возможности, но не перегружая его подробностями. Естественно, эти возможности должны соответствовать целям, стоящим перед пользователем, и задачам, которые он хочет решить. Что еще более важно, они не должны отвлекать пользователя от информации или функций, необходимых ему для достижения своих целей.

Отсюда следует, что неудачные решения в данной области приведут к скачкообразному движению глаз, что в свою очередь приводит к быстрому утомлению глаз, снижению работоспособности оператора и различным заболеваниям глаз.

Следующей характеристикой, на которую влияет визуальный дизайн, является внимание. Основной инструмент привлечения внимания пользователя — это контраст. Дизайн без контраста воспринимается как серая невыразительная масса, по которой взгляд пользователя бесцельно блуждает, ни на чем не останавливаясь. Контраст жизненно важен для привлечения внимания пользователя к существенным аспектам интерфейса, контраст помогает пользователю разобраться в отношениях между навигационными элементами, и, наконец, контраст служит основным средством обозначения

концептуальных групп в информационном дизайне.

Контраст привлекает пользователя к объекту, заставляя его быстрее реагировать на изменение ситуации и принимать необходимые решения. Ослабление внимания оператора может привести к чрезвычайным, в том числе и аварийным, ситуациям.

Единообразие в дизайне существенно помогает выстроить эффективную коммуникацию системы с оператором, не запутывая и не перегружая оператора. Оно проявляет себя во многих аспектах визуального дизайна. Например, единый размер элементов облегчает их комбинирование и реорганизацию при необходимости. Единообразие элементов помогает повышать толерантность операторов к системе, обеспечивая формирование у него стереотипов деятельности, а также дает чувство контроля над системой, повышая процент интуитивно выполняемых действий.

Зачастую единообразие элементов помогает решить проблемы внутренней рассогласованности системы. Объекты должны образовать систему, работающую как непротиворечивое единое целое.

Кодирование информации об объекте влияет на ассоциативность и целостность. Известно, что человек не только разделяет все цвета на теплые и холодные, но и подсознательно наделяет каждый цвет определенными свойствами и ассоциациями. Используя данный факт, можно не только побуждать оператора к каким-либо действиям, но также и оказывать влияние на его психоэмоциональное и психофизиологическое состояние.

Существуют две главные цели, для достижения которых используют кодирование информации при создании ИМ. Первая — кодирование используют для расширения возможности распознавания пользователем событий, содержащихся в изображении. Вторая — кодирование используют для снижения объема информации, которую пользователь должен воспринять в данный момент времени.

Прежде чем приступить к кодированию информации на втором уровне, следует рассмотреть кодирование информации на первичном уровне (высшем) для определения возможности улучшения деятельности оператора изменением представления информации за счет ее кодирования на первом уровне.

Выбор оптимального способа кодирования с использованием вторичных признаков для каждого случая применения обусловлен ограничениями, продиктованными самим форматом (размер изображения может ограничивать использование кодирования размером или местоположением), условиями эксплуатации (изменение освещенности может ограничивать использование яркости или цвета), представлением информации (цвет и яркость трудно или невозможно различить при маленьких размерах элементов).

Объем кодирования первичными и вторичными признаками должен соответствовать способности оператора к распознаванию или идентификации информации, чтобы обеспечить наиболее адекватное ее представление и понимание. При кодировании информации должна быть минимизирована

необходимость в ее перекодировании, замене или интерпретации.

Расположение или компоновка предоставляемой оператору информации, а также элементов управления определенным образом служит некоторым механизмом уменьшения нагрузки на память пользователя, так как ПИ должен защищать память от излишней загруженности. При этом учет перцептивных и когнитивных закономерностей восприятия и переработки информации позволил сформулировать правила графического расположения информации на экране интерфейса, адекватного структуре действий субъекта труда. Снижение нагрузки на память происходит с помощью механизмов распознавания, использования долговременной памяти вместо кратковременной, ассоциаций, структуризации объектов понятным для пользователя способом.

Как уже отмечалось, первостепенная цель создания ПИ — обеспечение средств, с помощью которых оператор может осуществлять контроль и управление системой. В настоящее время количество информации, которое может быть представлено оператору одновременно, далеко превосходит способность оператора интерпретировать ее. Поэтому для снижения нагрузки на органы восприятия и переработки информации она должна подаваться, подразделяясь по уровням и группам. Способ представления информации в основном определяется характером взаимодействия пользователя с системой.

При неудачном визуальном представлении ПИ зачастую вместо ожидаемого облегчения трудовой деятельности за счет ее автоматизации новые виды ПИ увеличивают психологическую напряженность труда, что является причиной возникновения ошибок, снижения скорости выполнения задач, низкой удовлетворенности трудом пользователя.

Рассмотрим функциональные возможности системы и техники взаимодействия оператора с системой и их влияние на психологическое и психофизиологическое состояния оператора.

При разработке функциональных возможностей системы необходимо учитывать когнитивные и деятельностные компоненты выполнения операций. Благодаря принципам теории деятельности становится возможным разложение всего потока активности пользователя на последовательность связанных задач и подзадач, логические этапы в соответствии с внутренним представлением субъекта труда, их значимостью для него, весом в общей картине выполнения действий. Такая декомпозиция позволит наиболее эффективно разработать набор функциональных возможностей системы.

Предоставление оператору наиболее полного спектра функциональных возможностей снимает с него часть проблем использования вспомогательных систем, что, в свою очередь, влечет за собой эмоциональную разгрузку, снижение затраченного времени на выполнение профессиональных задач и, как правило, снижение вероятности возникновения различных ошибок.

Анализируя результаты исследований в данной области, можно сделать вывод, что все усилия разработчиков интерфейса направлены на повышение толерантности оператора к системе исходя из соображений, что чем выше у оператора уровень толерантности, тем выше удовлетворенность своей деятельностью. Однако практика показывает, что высокий уровень толерантности не свидетельствует о снижении числа непреднамеренных ошибок из-за плохо спроектированного взаимодействия оператора и машины.

Проектирование взаимодействия — это описание возможного поведения пользователя и определение того, как система будет реагировать на его поведение и приспосабливаться к нему.

Эргономические требования к ПИ при организации диалоговой формы взаимодействия должны разрабатываться в интересах рационального сочетания человеческого фактора с техническими средствами взаимодействия ПИ.

При этом должны решаться задачи по обеспечению:

• рационального распределения функций в системе человек—машина;

• поддержания необходимого уровня работоспособности оператора в заданных условиях труда;

• оптимального ритма диалога;

• возможности устранения ошибочных и несанкционированных действий оператора;

• исключения сенсомоторных перегрузок, снижающих или ограничивающих возможности оператора в процессе принятия им соответствующих решений.

Одним из оптимальных подходов к проектированию взаимодействия является построение концептуальных моделей (КМ). КМ — это собственное представление пользователей о поведении созданных разработчиком интерактивных компонентов. Психологическое состояние оператора во многом зависит от того, насколько поведение системы соответствует его ожиданиям. Исследования показывают, что если ожидания пользователя оправдываются, то улучшается общий тонус оператора, в противном случае накапливается так называемая напряженность деятельности оператора, которая приводит не только к ухудшению его психоэмоци-

онального состояния, но также и к снижению эффективности труда из-за повышения утомляемости организма.

Одной из важных составляющих проектирования взаимодействия является проектирование времени. То, как спроектировано взаимодействие, с точки зрения расхода времени оператора на выполнение тех или иных задач, представляет собой важнейший фактор удобства использования и общего восприятия ПИ, опосредованно влияющего на качество функционирования системы человек—машина. Плохо спроектированное, с данной точки зрения, решение может привести к ненужному расходу времени пользователя, а в аварийных и экстремальных ситуациях — к трагическим последствиям.

В основу проектирования времени заложен принцип управления восприятием. Психологические исследования показали, что для человека воспринимаемое более важно, чем объективно предлагаемое, потому что восприятие управляет поведением и принятием решений. На рис. 2 показана модель восприятия технологии по Фреду Дэвису, которая наглядно демонстрирует важность восприятия в прогнозировании одобрения и использования технологии.

Восприятие является важнейшим фактором успешного функционирования всей системы. Не имеет значения, насколько быстро оператор может выполнять определенные функции, насколько удобен графический интерфейс или как основательно проработан представительский уровень. Если восприятие в каком-то пункте искажено в худшую сторону, то все преимущества не работают. Если восприятие не соответствует ожидаемому, то неудовлетворенность возрастает.

Доказано, что время, затрачиваемое на выполнение той или иной операции, напрямую влияет на психоэмоциональное состояние. Чем больше оператор затрачивает время на операцию, тем больше растут раздражение и усталость. Задержки в работе не нравятся никому. Терпимость к некоторой длительности формируется субъективной значимостью длительности. Отсюда вытекает зависимость качественной оценки от количественной: воспринимаемая длительность является строго количественной оценкой и свободна

Рис. 21 Модель восприятия технологии по Фреду Дэвису

2

Человеко-машинные системы

Объект

Рис. 3| Выбор метода управления

от каких бы то ни было качественных оценок, а толерантность, наоборот, определяется качественно и зависит от количественной оценки. Соответственно, управляя восприятием, в некоторых случаях можно увеличить толерантность оператора к системе.

Важным свойством, которое необходимо учитывать при проектировании ПИ, является сильное искажение восприятия в особой эмоциональной или стрессовой обстановке. Поэтому при разработке системы необходимо тщательно прорабатывать сценарии работы оператора с интерфейсом в экстремальных ситуациях, для того чтобы пользователь не испытывал дополнительную нагрузку на психологическое состояние.

Другим фактором, влияющим на психологическое состояние, является уровень соответствия умений и навыков оператора сложности решаемой им задачи. Согласно исследованиям профессора Чикагского университета М. Чиксентмихайи, «радость всегда приходит в особый момент: когда человек осознает, что предстоящая деятельность в полной мере соответствует его возможностям». Это означает, что при соответствии воспринимаемой сложности задачи умениям и навыкам оператора человек находится в состоянии относительного покоя, иначе он окажется в состоянии тревоги, если задача, по его мнению, будет слишком трудна, и в состоянии скуки, если задача покажется слишком простой. И в том и в другом случае неправильная оценка оператором задачи может привести к ошибочным действиям. Во избежание этого следует подстраивать сложность решаемых задач к умениям и навыкам оператора.

При проектировании ПИ необходимо учитывать вышеперечисленные факторы и с помощью различных методов управлять восприятием, толерантностью или увеличивать функционал. На рис. 3 представлен алгоритм принятия решения о том или ином действии.

Одной из количественных характеристик качества ПИ является напряженность деятельности оператора, которая может возникнуть вследствие

неудобного графического интерфейса, а также других причин и повлиять на эффективность функционирования системы. Чем больше в ПИ ошибок, тем больше время выполнения определенной задачи, соответственно больше напряженность пользователя и менее эффективна работа системы человек—машина. И, наоборот, чем меньше напряженность пользователя, тем меньше он затрачивает времени на выполнение конкретных задач и тем меньше вероятность возникновения ошибок. Данная цепочка не всегда верна. Можно предположить, что при минимальной вероятности возникновения ошибок пользователю может потребоваться больше времени для завершения той или иной задачи вследствие большей напряженности пользователя. Хотя данные взаимосвязи и вполне логичны, но не обязательны, поэтому можно рассматривать каждый фактор в отдельности друг от друга.

1. Падерно П. И., Попечителев Е. П. Надежность и эргономика биотехнических систем / Под общ. ред. проф. Е. П. Попечителев а. СПб.: Элмор, 2007. 264 с.

2. Гаррет Дж. Веб-дизайн: книга Джесса Гаррета. Элементы опыта взаимодействия: пер. с англ. СПб: Символ-Плюс, 2008. 192 с.

3. Сеов С. Проектируем время. Психология восприятия времени в программном обеспечении: пер. с англ. СПб.: Символ-Плюс, 2009. 224 с.

4. Сугак Е. Е. Эргономические аспекты проектирования интерфейса компьютерной программы // Тез. к IX Междунар. науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов — 2002. Секция: Психология». М.: Академпринт, 2002.

5. Сугак Е. Е. Методика эргономического проектирования пользовательского интерфейса // Тез. к конф. «Прикладная психология как ресурс социально-экономического развития современной России». М.: МГУ, 2005.