Дистанционный мониторинг эмоционального состояния операторов сложных систем и перспективы его использования

Эффективность профессиональной работы операторов сложных технических систем в огромной степени определяется уровнем их функциональной надежности, под которым понимается способность к мобилизации всех психических, интеллектуальных и физических сил для решения конкретной задачи. Это свойство особенно важно для персонала эксплуатирующего пилотируемые и беспилотные летательные аппараты и обеспечивающего диспетчерское управление воздушным движением [2,9,14,19].

Обеспечение функциональной надежности психической деятельности оператора основывается на двух различных аспектах:

природных врожденных данных и навыках, которые можно выработать и совершенствовать во время обучения.

Опыт показывает, что люди, не обладающие достаточными способностями к определенному виду деятельности, испытывают значительные трудности при овладении этой деятельностью, и довольно часто, даже пройдя соответствующую подготовку, работают значительно хуже других, допускают большее число ошибок, неточностей и в конечном итоге чаще являются причиной возникновения нештатных ситуаций, и аварий [6,9,15,17].

Кроме того неконтролируемое эмоциональное состояние может быть одной из причин неадекватного социального поведения человека не только на работе, но и за пределами рабочего места [16].

На транспорте около 80% всех несчастных случае происходит из-за несоответствия индивидуальных особенностей работника требованиям конкретной профессии. В промышленности этот показатель несколько ниже, но все равно превышает 43% от общего числа аварий и несчастных случаев. Различие в приведенных данных объясняется тем фактом, что требования профессиональной пригодности имеют различную степень жесткости в различных профессиях.

В соответствии с указанным требованием, принято выделять две категории профессий. Первая категория требует от кандидатов абсолютной профессиональной пригодности, а вторая допускает возможность относительной профессиональной пригодности.

Определение границы между зонами профессионального соответствия и несоответствия дело далеко не простое. Во-первых, сама процедура проведения границы в многопараметрическом пространстве индивидуальных характеристик не так очевидна, поэтому возникает естественный вопрос о возможных допусках, вводимых для этой границы и степени их четкости или нечеткости. В третьих, всегда существует некоторая зона для совершенствования навыков путем тренировок.

Учет таких возможностей является важным условием успешного обучения и дальнейшей работы операторов [10,11,16,20].

Психические процессы и состояния регулируют конкретные действия человека, что подчеркивает принципиальное значение выработки у летчиков необходимого уровня волевого самоконтроля.

По указанным причинам оценка уровня эмоционально-волевой устойчивости является одной из главных задач профессионального отбора операторов сложных систем, а совершенствование навыков психологической устойчивости является важнейшей составляющей процесса их профессиональной подготовки [1].

У неподготовленных людей в трудных ситуациях эмоциональные центры приходят в сильное возбуждение, способное, минуя кору головного мозга, напрямую вызвать двигательные реакции, не отвечающие требованиям конкретной обстановки [7,8].

В формировании эмоционально-волевой устойчивости операторского состава особое значение приобретает выработка привычки к неожиданному изменению рабочей ситуации. Выработка у операторов умений и навыков действовать при ограниченности и противоречивости информации, невозможности получения советов, консультаций и распоряжений, а особенно при дефиците времени является важнейшей стороной процесса обучения.

Проведение подобного обучения в условиях реального функционирования эксплуатируемой системы чрезвычайно опасно, поэтому первоначальное обучение этим навыкам следует проводить с применением тренажеров и компьютерных симуляторов. Эти технические средства позволяют имитировать особые случаи полета, отказы и ложные сигналы приборов, а так же другие нештатные ситуации.

Принципиально важным в процессе данного обучения является задача непрерывного мониторинга эмоционального состояния обучающегося, как индикатора его эмоционально-волевой устойчивости.

Очень часто текущий контроль эмоционального состояния операторов опирается на субъективные самооценки человека, однако эксперименты показывают, что в чрезвычайных ситуациях, а так же в ситуациях, связанных с повышенной ответственностью люди склонны не только к неадекватным вербальным самооценкам, но и к искажению подобной информации с различной степенью правдивости. В этих ситуациях проявляется тенденция оценок, базирующихся на социально-желаемых результатах, и искажениях оценок, вызванных неосознаваемыми эмоциональными состояниями.

Последний фактор связан с тем, что даже при наличии желания и готовности адекватного оценивания человек не может дать отчет о своем эмоциональном (или функциональном) состоянии, если он его не осознает. С этой точки зрения текущий контроль изменения состояния человека позволяет оператору более объективно оценивать свое состояние и соответственно существенно повысить эффективность своей деятельности. При этом практическая форма реализации контроля может осуществляться как без использования приборных систем, так и с их использованием [4,4,12,13,18].

Другой вариант контроля изменений эмоционального состояния пилота состоит в использовании видеонаблюдения и мониторинга внешних проявлений в мимике, пантомимике и речи. Данное направление позволяет производить мониторинг дистанционно, без непосредственного контакта технической аппаратуры с телом оператора. При этом использование информации о внешнем проявлении изменяющихся эмоций для оценки функционального состояния пилота в реальном масштабе времени выглядит достаточно перспективным если не в отдельном применении, то, как минимум, в качестве одного из каналов гибридных систем мониторинга и особенно полезным при отработке навыков на тренажерах.

Попытки систематизации и исследования эмоций человека и их мимического проявления имеют очень длительную историю от Леонардо да Винчи до наших дней [7,8].

Развитие компьютерных технологий способствовало возможности быстрой обработки больших объемов информации, возникающей при анализе изображений лица и мимических проявлений эмоций.

Наиболее интересные результаты в данном направлении получили П. Экман и В. Фризен [21] которые разработали унифицированную систему идентификации лицевых движений, получившую название «Системы кодирования лицевых движений» (FACS). Данная система базируется на выбранных «единицах активности движения» (AU). Каждая единица активности соответствует движению определенной группы лицевых мышц, причем 46 единиц рассматриваются как проявление экспрессии, а 12 отвечают за направление взгляда и ориентацию.

В последующих работах была разработана специальная база данных сопоставляющая упомянутые движения семи архитипичным эмоциям. В 1996 году появился международный стандарт ISO MMPEG-4 [22], определяющий набор параметров определения лица FD. Этот же стандарт определял и характерные единичные лицевые движения в терминах изменения расстояний между ключевыми лицевыми признаками.

Использование унифицированных опорных точек позволяет сравнивать результаты, полученные различными авторами, и упрощает процесс создания автоматизированной системы дифференцированного определения текущего эмоционального состояния в терминах архи типических проявлений эмоций.

Использование компьютерных технологий позволяет построить систему мониторинга эмоционального состояния оператора в реальном масштабе времени.

Компьютерные технологии дифференциации эмоциональных состояний позволяют оценить величину и характер текущего мимического проявления возможной эмоции, но с одной стороны наличие эмоционального проявления не является отклонением от «нормального» функционального состояния оператора, а с другой стороны мимические проявления помимо общих тенденций имеют существенные индивидуальные особенности.

Задача полной идентификации эмоционального состояния оператора является чрезвычайно сложной, в том числе и из-за проблем создания базы данных для возможности автоматического корректного распознавания секущего состояния. Однако практически значимые результаты удается получить путем применения упрощенных систем оценки изменчивости эмоционального фона во время выполнения рабочего задания [3].

Работы по автоматическому мониторингу эмоционального состояния человека по видеонаблюдению за мимикой и пантомимикой человека являются еще далеко не законченными, а с точки зрения практически полезного результата только начинающими распространяться, но даже первые полученные результаты позволяют судить о перспективности исследований в данной области.

дистанционный рабочий оператор эмоциональный.

Использованные источники

• 1. Буриченко Л. А. Охрана труда в гражданской авиации: Учеб. Для вузов.-3-е изд., -М.: Транспорт, 1993.-188 с.
• 2. Волков Г. А., Кудряков С. А., Опара Ю. С., Комарова М. Е. Перспективы использования приборного мониторинга эмоционального состояния пилотов в режиме реального времени.// Актуальные проблемы психологической безопасности., СПб.: Свое издательство, 2012, с.71−78.
• 3. Грешных А. А., Комарова М. Е., Кудряков С. А. Система неинвазивного мониторинга эмоционального состояния оператора. //Психолого-педагогические проблемы безопасности человека и общества, № 2, 2012, с.44−51.
• 4. Грешных А. А., Комарова М. Е., Кудряков С. А. Тренировка зрительного восприятия информации у работников диспетчерских и оперативных служб.//Проблемы управления рисками в техносфере. № 1, т.21, 2012, с. 121−128.
• 5. Грешных А. А. Комарова М.Е. Кудряков С. А. Двухуровневая система мониторинга речи работников диспетчерских служб.// Психолого-педагогические проблемы безопасности человека и общества, № 1, 2012, с. 41−48.
• 6. Иванова С. П., Кудряков С. А., Солодухин А. И., Станкевич П. В., Титов Б. А. Актуальные проблемы психологической безопасности.// Актуальные проблемы психологической безопасности., СПб.: Свое издательство, 2012, с.12−20.
• 7. Изард К. Э. Психология эмоций. С.-Пб. «Питер», 1999 — 464с.
• 8. Ильин Е. П. Эмоции и чувства, 2-е изд.- СПб, 2011.-783 с.
• 9. Корчемный П. Психология летного обучения. М.: Военное Издательство, 1986, -137 с.
• 10. Кудряков C.А., Комарова М. Е. ДГС. Методика совершенствования навыков эффективного поведения. СПб.: Свое издательство, 2011, — 146с., ISBN 978−5-4386−0085−5
• 11. Кудряков С. А. Актуальные аспекты психологической безопасности личности и общества//Здоровьесберегающее образование, № 1, 2013, с.98−101.
• 12. Кудряков С. А. Параметрические модели пульса и перспективы их использования.//Научное приборостроение, СПб.: ИАП РАН, т.2., № 1, 1992. с. 85 -100.
• 13. Кудряков С. А. Размышления о виртуальной истории, или куда бежит «Идиот»?// КЛИО, № 1, 2013, с. 135−138.
• 14. Кудряков С. А., Волков Г. А., Опара Ю. С., Комарова М. Е. Перспективы использования дистанционного мониторинга эмоционального состояния пилотов.// Человек и транспорт (Психология. Экономика. Техника).: Материалы II Международной научно-практической конференции. ответственный редактор В. Л. Ситников. СПб.: ПГУПС, 2012. с. 174−178.
• 15. Кудряков С. А., Комарова М. Е. К вопросу контроля текущего состояния человека-оператора.// Проблемы летной эксплуатации и безопасность полетов. Межвузовский тематический сборник научных трудов. редкол.: М. Ю. Смуров (гл. ред.), Г. В. Коваленко (отв. ред.), В. А. Дмитриев. Санкт-Петербург: СПбГУГА.2010. с. 162−171.
• 16. Кудряков С. А., Остапченко Ю. Б., Шаповалов Е. Н., Романцев В. В. Транспрофессиональная подготовка современных специалистов: миф или реальная необходимость //Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ», № 8, 2014, с.94−98
• 17. Кудряков С. А., Ситников В. Л., Солодухин А. И. Методы реализации текущего контроля состояния оператора.// Актуальные проблемы психологической безопасности., СПб.: Свое издательство, 2012, с.53−62.
• 18. Кудряков С. А., Ситников В. Л., Солодухин А. И. Психологические и приборные методы контроля состояния оператора в реальном времени. //Человек и транспорт (Психология. Экономика. Техника): Материалы II Международной научно-практической конференции. СПб.: ПГУПС, 2012. с. 184−190.
• 19. Кудряков С. А., Ткачев В. Р., Трубников Г. В., Кисличенко В. И. Беспилотные авиационные системы./Под ред. Кудрякова С. А. СПб.: Свое издательство, 2015,-121 с.
• 20. Остапченко Ю. Б., Кудряков С. А., Романцев В. В., Беляев С. А. Проблемы профессиональной подготовки специалистов для эксплуатации сложных технических объектов в современных условиях.// Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ», № 8,2014, с.90−94
• 21. Ekman P. and W. Friesen, The Facial Action Coding System. San Francisco, CA: Consulting Psychologists Press, 1978
• 22. Jeffrey F. Cohn. Advances in Behavioral Science Using Automated Facial Image Analysis and Synthesis, IEEE Signal processing magazine, Nov. 2010, pp.129−133.