О методологии человеко-машинных систем

В методологических вопросах, связанных с созданием человеко-машинных робототехнических систем, основным является вопрос о месте и роли человека-оператора.

Существуют человеко-машинные системы, в которых оператор выполняет совершенно определенную операцию, например операцию слежения. У него вырабатываются устойчивые навыки слежения, определенные способы их перестройки в зависимости от входного сигнала или алгоритма управления. Появляется возможность математического описания деятельности оператора [71]. Математические модели позволяют вести проектирование человеко-машинных систем с помощью известных методов теории автоматического управления, поскольку человек здесь описывается как звено системы управления. При управлении манипулятором возможности составления математических моделей деятельности оператора более ограничены из-за многообразия этой деятельности, зависимости ее от динамики многозвенного исполнительного органа, характера выполняемой операции, способа управления, способа отображения информации и т. д. Здесь человек не может рассматриваться как одно из звеньев системы управления (что было характерно на раннем этапе развития инженерной психологии).

Как указывает Б. Ф. Ломов, "в процессе развития инженерной психологии возникает необходимость разработки иного принципиального подхода к анализу систем "человек - машина". Задача исследования человека как оператора (и только как оператора) превращается в задачу исследования оператора как человека. Это определяет: антропоцентрический подход, т. е. подход "от человека к машине". Отношения "человек и машина" в системах управления рассматриваются как отношение "субъект труда и орудие труда"" [72].

При таком подходе в основу проектирования человеко-машинных систем необходимо положить проектирование деятельности оператора. Конечно, проектирование деятельности не может быть оторвано от проектирования средств этой деятельности (в частности, для робота такими средствами служат манипуляторы, системы приводов, рецепторы и т. д.). Проектирование деятельности и средств деятельности - это совместный многоэтапный процесс, включающий согласование требований на различных этапах проектирования. Однако центральным моментом становится именно деятельность человека-оператора в целом и рассмотрение всей системы психических функций, процессов и состояний "в контексте" этой деятельности [72]. Снимается ли при таком подходе необходимость математического описания деятельности? Конечно, нет. Чтобы спроектировать техническую часть системы, удовлетворяющей тем требованиям, которые ставит управляющая деятельность человека, необходимо получить количественные оценки последней. Использование математических моделей отдельных фрагментов деятельности человека отнюдь не следует считать проявлением бихевиоризма, сводящего деятельность человека к преобразованию стимул - реакция. Сами по себе математические модели не могут служить носителями того или иного философско-методологического подхода. Но дело в том, какое значение придается этим моделям, какие выводы делаются из их применения. Если совокупность математических моделей рассматривать как количественные характеристики определенных сторон Деятельности человека-оператора (при определенных условиях и допущениях), то не возникнет противоречия с антропоцентрической концепцией. Отметим, что известные нам математические модели характеризуют именно отдельные проявления деятельности оператора, а не деятельность в целом. Формализация деятельности представляет, по-видимому, еще не решенную задачу, обладающую существенными особенностями.

Если робот - это орудие труда, возникает еще один вопрос: можно ли говорить о распределении функций между человеком и машиной? Иногда на этот вопрос отвечают отрицательно. Так, Г. П. Щедровицкий считает, что такое распределение лишено смысла, поскольку оно соответствует разделению функций между землекопом и лопатой, бухгалтером и счетами [73].

По-видимому, существо вопроса здесь заключается в том, что понимается под разделением функций в системе. Бесспорно, человек и робот, независимо от способа управления, образуют единую человеко-машинную систему. Ее основное назначение - опосредование деятельности человека. Если речь идет о функциях этой системы в целом, т. е. о ее функциональной "деятельности", о задачах, которые такая система решает, то с приведенной выше точкой зрения можно согласиться; оператор ставит цель и достигает ее с помощью робота, выступающего в качестве инструмента, орудия труда. Однако если под функциями системы подразумевать конкретную реализацию того или иного способа управления, то возникает задача целесообразного разделения функций. Например, оператор может управлять движениями робота в копирующем режиме (без ЭВМ), в полуавтоматическом (ЭВМ рассчитывает управление приводами), в супервизорном (ЭВМ планирует траектории движения и управляет движениями робота). В этих трех случаях функции человека и машины выглядят по-разному, т. е. по-разному происходит разделение функций между оператором и роботом при единстве общей задачи системы в целом.

Решение задачи о том, как наилучшим образом сочетать возможности ЭВМ и человека, отнюдь не тривиально. Оно зависит, помимо возможностей "партнеров", от конкретной задачи, обстановки, степени неопределенности последней, эмоционального состояния оператора и т. д.

Термин "разделение функций" относится к различным способам взаимодействия машины и человека, которое может быть очень гибким. Например, машина способна анализировать действия человека и предупреждать его о неосторожных, неправильных действиях или даже блокировать такие действия. С другой стороны, необходимо предусмотреть специальные меры для того, чтобы человек мог убедиться, что машина работает правильно. В противном случае возникает психологическая напряженность, вызванная недоверием к машине, особенно в тех случаях, когда "ценой" правильного результата является безопасность самого оператора. В подобных случаях оператор склонен брать управление на себя. Таким образом, разделение функций может (а в определенных условиях должно) изменяться в процессе работы.

Имея все это в виду, по-видимому, лучше говорить не о 1, разделении функций, а об организации взаимодействия I человека и машины в рамках единой целенаправленной эргатической системы.

Изучение закономерностей такого взаимодействия с учетом возможностей ЭВМ и роботов - это новое и чрезвычайно перспективное направление кибернетики, подготовленное ее предыдущим развитием и обусловленное потребностями научно-технического прогресса. От изучения общих законов управления в технике, обществе и живом существе кибернетика переходит к изучению управления в единой системе человек-техника-общество.