Файл: Сочивко В.П. Человек и автомат в гидросфере очерки системотехники.pdf

гает человеческий мозг и которые пока недостаточно хо­

деляющих процедуру принятия решения, рассмотрим кратко некоторые моменты этой проблемы.

Принятию решения предшествуют подготовительные операции. В их число входит сбор информации, общая оценка ситуации, обращение к памяти, в которой сохра­ няется предыдущий опыт, инструкции, программы, а также обращение (часто в неявном виде) к интуиции. Для человека характерна способность оценивать ситуа­ цию пусть не абсолютно точно, но почти всегда с хорошим приближением к истинному положению вещей. При этом, как правило, человек обходится без численных показа­ телей, используя качественные характеристики, аналогии, приближенные представления о подобии и т. д.

Психология давно занимается проблемой принятия решения человеком. Однако до сих пор многие аспекты этой проблемы только иллюстрируются результатами экспериментов и достоверными примерами и лишь неко­ торые из них охвачены теми или иными психологиче­ скими концепциями.

Достаточно типичный пример, характеризующий

кин долго бился над конструкцией прибора для измере­ ния глубины, созданием которого занимался еще Петр I. Однажды В. В. Шулейкину приснилось, что Петр I сказал ему: «Прибор собрать надо вот так. . .». Проснувшись, Шулейкин записал решение и изумился, насколько про­ стым оно оказалось. Конечно, дело здесь не в том, кто именно приснился изобретателю в связи с идеей прибора (по И. П. Павлову сон — это небывалая комбинация бывалых впечатлений), а в неожиданности развязки — длительная работа мозга закончилась внезапным приня­ тием решения, причем не в период бодрствования, а во время сна.

Из ряда теоретических концепций, объясняющих меха­ низмы принятия решений, можно отметить психофизиоло­ гическую (а в известной мере и кибернетическую) концеп- -цию активности по Н. А. Бернштейну, концепцию акцеп-1

1 С. Я- Д о л е ц к и й . Четвертая высота (о психологии научного

•творчества). — «Наука и жизнь», 1971, № 2, с. 48—54.

140

тора действия по П. К. Анохину, концепцию доминанты 1 по А. А. Ухтомскому и др. Их основу составляет естествен­ ное предположение о том, что активный характер поведе­ ния организма неотделим от предвидения в той или иной форме результатов поведения. Доминанта выполняет при этом важную роль в «наведении порядка» в хаосе возбужде­ ний целого отдела и его частей в центральной нервной системе — человек в каждый момент времени видит мно­ гое, но изучает только то, что для него в данный момент важнее всего. Психофизиологическая концепция актив­ ности предполагает наличие в организме человека физио­ логических механизмов «моделирования будущего», по­ строение предваряющих (прогностических) «внутренних моделей» внешнего мира. Любой акт произвольной дея­ тельности направлен к достижению определенной цели — предвидимой будущей ситуации, закодированную модель которой мозг вырабатывает еще до начала действия. По Бернштейну, мозг, отражая действительность, одно­ временно конструирует на основе знаний о прошлом и настоящем модель ближайшего будущего, определяющую выбор действия. Сенсорная коррекция заключается в на­ правленном сравнении достигнутого результата с моделью будущего.

Естественно, что сказанное не охватывает всех сторон названных выше концепций, не раскрывает в полной мере их пригодность для объяснения и моделирования механиз­ мов принятия решения. Однако это и не входит в нашу задачу. Для подробного ознакомления с этим вопросом можно обратиться к специальной литературе [36].

В современной психологии одна из теорий принятия решения предполагает, что, наряду с моделью-зеркалом, в нашем мозгу имеются эмоциональные модели, отража­ ющие жизненную ценность события или ценность получа­ емой информации. Согласно другой, несколько отличной теории, эмоции стимулируют энергетическое обеспечение тех или иных мотиваций. Какой бы концепции ни при­ держивался исследователь, весьма важен учет эмоцио­ нальных механизмов принятия решения.

Всякое решение — это всегда выбор, хотя концепция У. Р. Эшби и некоторых других кибернетиков о том, что1

1 Доминанта — очаг возбуждения любого отдела центральной нервной системы, изменяющий текущую работу нервных центров путем замыкания на себя импульсов, которые при отсутствии доминанты вызывают другую реакцию организма.

141

к этому и сводится весь механизм принятия решения, является спорной. Реакции выбора осложнены необхо­ димостью отвечать действием только на некоторые из сиг­ налов. При этом в реальной ситуации важной характери­ стикой может явиться время выбора, пропорциональное логарифму числа элементов, из которых производится выбор.

Большое значение имеет и такая характеристика, как время реакции на сообщение, пропорциональное количе­ ству информации, содержащейся в сообщении. Существует достаточно правдоподобная концепция, согласно которой время реакции и точность выбора связаны определенной зависимостью. Качественная характеристика этой зави­ симости может быть определена так: человек, чтобы выиграть время, теряет в точности. И наоборот, стремле­ ние к точности выбора удлиняет время реакции.

Как уже говорилось выше, механизм принятия реше­ ния широко использует аналогии. Некоторые авторы считают метод аналогий основополагающим. Так, напри­ мер, Д. Пойа в известной работе «Математика и правдо­ подобные рассуждения» утверждает, что не существует открытий ни в какой из областей, которые могли бы быть сделаны без аналогии. Точно так же М. М. Бонгард в мо­ нографии «Проблемы узнавания» подробно обосновывает мысль, что ни одну большую и сложную задачу человек не решает как совершенно новую.

При принятии решения велика роль так называемой косвенной информации. Заметим, что при создании ма­ шинных систем обработки информации имеется стремление к отсеву избыточной информации. Этим в принципе огра­ ничивается и использование косвенной информации.

Пониманию механизмов принятия решения препят­ ствует и та особенность мозга, что в сложных процессах переработки информации основная часть ее обрабатывается на подсознательном уровне. Считают, что на подсозна­

Лишь в самые последние годы разработано несколько методик кибернетического исследования механизмов при­ нятия решения. Интересны исследования решающих пра- . вил (решающих функций) [68], которыми пользуется человек при классификации сигналов. Результаты, полу­ ченные при этих исследованиях, позволили Л. А. Чисто-

142

вич и Н. Г. Загоруйко сформулировать гипотезу о линей­ ных решающих правилах, которыми пользуется человек. Эту гипотезу подкрепляют психоакустические экспери­ менты Л. А. Чистович и экспериментальные исследования по классификации цифрового материала Н. Г. Загоруйко. В то же время, как показали исследования, проведенные автором совместно с И. В. Беккер [6], при классификации изображении человек может строить нелинейные реша­ ющие функции. При анализе этого противоречия была высказана гипотеза о существовании своего рода прин­ ципа неопределенности, препятствующего установлению действительного вида решающего правила, которым поль­ зуется человеческий мозг.

В практике функционирования человеко-машинных систем важную роль играет объективный контроль и фиксация решений, принимаемых оператором. Здесь по­ мимо полезных, но достаточно примитивных систем ре­ гистрации типа «кляузника» (встроенной и недоступной для оператора системы регистрации всех его действий в системотехническом комплексе в период дежурства) уже существуют более интересные решения. В качестве одного из примеров можно назвать разработанные в Ин­ ституте математики. Сибирского отделения АН СССР, в лаборатории Н. Г. Загоруйко программы по объектив­ ному (машинному) контролю уверенности действий опе­ ратора при классификации им сигналов. В*основу про­ граммы заложен принцип опознания эмоционального об­ раза, содержащегося в звуках речи оператора.

В заключение следует отметить, что принятое решение должно быть выполнено, т. е. должно закончиться реали­ зацией определенного поведения, чаще всего — воздейст­ вием на управляемую систему. Психологически непра­ вильно отрывать акт принятия решения от его исполнения, так же как не учитывать роли объективного контроля и фиксации решений.

Модели принятия решения еще более осложняются при групповом поведении. Многие из возникающих здесь вопросов рассматриваются уже не инженерной, а социаль­ ной психологией. Эти вопросы становятся актуальными при разработке современных системотехнических ком­ плексов, так как в них звено «человек» представляет собой, как правило, группу операторов.

Этим не исчерпывается многогранная проблема приня­ тия решения. К некоторым аспектам ее мы еще вернемся.

143

Моторная деятельность и ее оптимизация

•

Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гари­ бальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон ми­ ровые законы и пишет их на бумаге — везде окончательным фактом является мышечное движение.

И . М. Сеченов

Инженер-практик склонен видеть в движениях оператора системотехнического комплекса только чисто моторную, исполнительскую деятельность. Фактически движения выполняют и другие функции. Инженерная психология разделяет все возможные движения рук опе­ ратора на три группы:

1) рабочие движения, определяющие моторную, испол­ нительскую деятельность оператора в чистом виде;

2)гностические движения, к которым относятся ося­ зательные движения пальцев рук при обследовании той или иной поверхности;

3)приспособительные движения, определяющие пла­ стичность, адаптивность человеческой руки.

Как всякая классификация, эта схема страдает неко­ торыми недостатками. Так, в ней оказываются замаски­ рованными анализаторные функции двигательного аппа­ рата, определяющие его саморегуляцию.

Научные основы учения о регуляции рабочих движе­

лова нашли дальнейшее развитие в трудах Н. А. Берн­ штейна, П. К- Анохина, Б. Ф. Ломова и др. В многочис­ ленных исследованиях были выявлены конкретные зако­ номерности рефлекторных механизмов двигательного акта, выяснена роль сенсорных коррекций и обратной афферентации 1 в построении движений. Стало ясно, что сен­

1 Афферентная обратная связь является функцией так называемых вторичных афферентных импульсов, т. е. не тех импульсов, которые первично вызвали рефлекторный акт, а импульсов, рождающихся в организме в результате деятельности органов и тканей. Эти импульсы непрерывно поступают в нервные центры, которые в соответствии с импульсами корректируют деятельность двигательного аппарата, приспосабливая ее к изменяющимся условиям.

144

сорные сигналы не только пускают в ход эффекторный аппарат \ но и направляют и регулируют его.

В исследованиях, проведенных в последние годы, все более подчеркивается та роль, которую играют в органи­ зации действия сигналы обратной связи, возникающие при выполнении движений. По современным научным представлениям в основе механизма двигательных актов лежит рефлекторное кольцо. Идеи и методы кибернетики позволили наметить общую схему контура регулирования

руемого параметра; 3 — рецептор, воспринимающий фактические текущие

значения параметра и передающий сигналы о них; 4 — прибор сличения, выявляющий расхождение тре­

буемого и фактического значений параметра; 5 — прибор перекодирования, переводящий данные

прибора сличения в коррекционные импульсы, подаваемые регулятору;

6 — регулятор, управляющий эффектором. Приведенная схема не дает исчерпывающего объясне­

ния механизма регуляции движений. Она нуждается в не- , которых уточнениях и дополнениях. Тем не менее в этой1

1 Эффекторный аппарат включает в себя эффекторные нейроны центральной нервной системы, посылающие импульсы к периферическим органам, а также сами эффекторы — органы, с помощью которых орга­ низм активно действует, отвечая на раздражение, например мышцы и железы.

схеме достаточно четко показаны основные звенья той системы, которая осуществляет регуляцию двигательных актов.

Исключительно большая роль в формировании сигна­ лов обратной связи, а следовательно, и в регуляции дви­ жений принадлежит кинестетическим ощущениям *, а также осязанию, отражающим состояние двигательного аппарата и его взаимодействие с объектом манипуляции в каждый данный момент. Как показывают исследования, если на начальных ступенях образования навыка движения про­ текают под контролем зрения, то впоследствии этот контроль все более переходит к чувствительным элемен­ там, входящим в двигательную систему.

Образ совершаемого движения формируется на основе мышечных, суставных и тактильных ощущений. К сожа­ лению, из-за ряда методических трудностей характери­ стики этих составляющих и их относительная роль в струк­ туре образа изучены недостаточно. Имеющиеся данные позволяют судить о возможностях и особенностях отра­ жения движений пока лишь в общих чертах.

Мы остановились на этих вопросах так подробно по­ тому, что современная общая психология приписывает моторной деятельности человека очень большую роль. Психология восприятия в свою очередь постулирует пер­ вичность и исходную роль тактильно-мышечных ощуще­ ний в построении (создании) образа. Конкретные данные психофизиологических исследований аппарата управле­ ния и регулирования движением имеют большое значение для бионических работ по созданию эффективных манипу­ ляторов и роботов в целом (подробнее этот аспект проблемы рассмотрен в одном из последующих параграфов этой главы). И, наконец, обсуждаемые вопросы имеют большое практическое значение для оптимизации трудовой дея­ тельности оператора в человеко-машинном комплексе, так как раскрывают механизмы не только текущей орга­ низации движений, но и формирования сложных движе­ ний, хотя, как говорилось, система моторной деятельности в целом далеко не проста и многие ее составляющие из­ учены недостаточно полно.1

1 Кинестетическое ощущение — чувство положения и движения от­ дельных частей тела, обусловленное функцией рецепторов, которые реагируют на механическое давление, испытываемое ими при растяже­ нии или сжатии окружающих мышечных клеток и сухожильных волокон.

146