Требования к сигналам-раздражителям

Рассмотренные характеристики и устройство анализаторов позволяют сформулировать общие требования к сигналам-раздражителям, адресованным оператору:

• — интенсивность сигналов должна соответствовать средним значениям диапазона чувствительности анализаторов, которая обеспечивает наиболее оптимальные условия для приема и переработки информации;
• — для того чтобы оператор мог следить за изменением сигналов, сравнивать их между собой по интенсивности, длительности, пространственному положению, необходимо обеспечивать различие между сигналами, превышающее оперативный порог различения;
• — перепады между сигналами не должны значительно превышать оперативный порог, так как при больших перепадах возникает утомление;
• — наиболее важные индикаторы следует располагать в тех зонах сенсорного поля анализатора, которые соответствуют участкам рецепторной поверхности с наибольшей чувствительностью;
• — при проектировании индикаторных устройств необходимо правильно выбирать вид сигнала, а следовательно, и модальность анализатора (зрительный, слуховой, тактильный и т. д.).

Характеристика зрительного анализатора

Раздражителем зрительного анализатора является световая энергия, а рецептором — глаз. Зрение позволяет воспринимать форму, цвет, яркость и движение предметов. Человек-оператор около 90% всей информации получает через зрительный анализатор.

Глаз человека работает по принципу фотографической камеры, роль объектива в которой выполняет хрусталик. Световые лучи, проходя через хрусталик, преломляются и создают уменьшенное обратное изображение на внутренней стенке глазного яблока (сетчатке). На сетчатке находятся светочувствительные нервные окончания (рецепторы), которые носят название палочек (чернобелое зрение) и колбочек (цветное зрение). Рецепторы поглощают падающий на них световой поток и преобразуют его в нервные импульсы, которые передаются по зрительному нерву в мозг. Величина этих импульсов зависит от освещенности сетчатки на том ее участке, на котором получается изображение рассматриваемого предмета.

Возможность зрительного восприятия определяется энергетическими, информационными, пространственными и временными характеристиками сигналов, поступающих к оператору. Совокупность этих характеристик и их численные значения определяют видимость объекта (сигнала) для глаза. В соответствии с названными характеристиками сигналов можно выделить четыре группы характеристик зрительного анализатора:

• — энергетические;
• — информационные;
• — пространственные;
• — временные.

Характеристики слухового анализатора В системах управления часть информации поступает к человеку в форме звуковых сигналов. Отражающие эти сигналы ощущения вызываются действием звуковой энергии на слуховой анализатор. Он состоит из уха, слухового нерва, сложной системы нервных связей и центров мозга. В аппарат, обозначаемый термином «ухо», входят: наружное (звукоулавливающий аппарат), среднее (звукопередающий аппарат) и внутреннее (звуковоспринимающий аппарат) ухо. Ухо воспринимает определенные частоты звуков благодаря функциональной способности волокон его мембраны к резонансу. Физиологическое значение наружного и среднего уха заключается в проведении и усилении звуков. Слуховой анализатор человека воспринимает форму волны, частотный спектр чистых тонов и шумов, осуществляет анализ и синтез в определенных пределах частотных компонент звуковых раздражений, обнаруживает и опознает звуки в большом диапазоне интенсивностей и частот. Слуховой анализатор позволяет дифференцировать звуковые раздражения и определять направление звука, а также удаленность его источника. Источником звуковых волн может быть любой процесс, вызывающий местное изменение давления или механические напряжения в среде. Слуховой аппарат человека воспринимает как слышимый звук колебания с частотой 16 Гц — 20 кГц. Ухо наиболее чувствительно к колебаниям в области средних частот — от 1000 до 4000 Гц. Звуки частот ниже 16 Гц называются инфразвуками, а выше 20 кГц — ультразвуками. Инфразвуки и ультразвуки также могут оказывать воздействие на организм, но оно не сопровождается слуховым ощущением.

Характеристики тактильного анализатора Существующие способы передачи информации человеку рассчитаны в основном на зрительный и слуховой анализаторы, которые в силу этого нередко оказываются перегруженными. Возникает вопрос о возможности использования других сенсорных каналов, в частности, тактильного. Осязательный образ формируется на основе синтеза массы тактильных и кинетических сигналов. Наиболее четко воспринимается раздражение прикосновения (тактильные раздражения) дистальных частей тела, особенно кончиков пальцев. Абсолютный порог чувствительности на дистальных частях тела обладает широким диапазоном — от 3 до 300мг/мм2. Порог различения (дифференциальный порог) равен примерно 0,07 исходной величины давления. Временной порог тактильной чувствительности равен 130 мс. Пространственный порог колеблется от 1 до 67 мм.

Поскольку осязательное восприятие есть развернутый процесс, то скорость приема информации здесь невелика. По этому показателю осязание значительно уступает зрению. Однако в ходе тренировки наблюдается редукция ощупывающих движений и повышение роли тактильных компонентов осязания. При определенных условиях возможно точное опознание несложного объекта при простом прикосновении.

Тактильный анализатор используется для передачи информации человеку редко. Однако в некоторых случаях его использование может способствовать повышению эффективности деятельности человека-оператора. Так, применение «тактильного кода» (простые геометрические фигуры) может повысить скорость и точность действий оператора Этому способствуют и специально разработанные формы .