«Когнитивная и прикладная психология»

Раздел 2
ОПОЗНАНИЕ И ПОЗНАНИЕ

Информационно-ресурсный подход в исследовании совмещенной деятельности

Специфика современных АСУ состоит в увеличении разнообразия задач, решаемых оператором в условиях жестких временных ограничений, что приводит к необходимости выполнения совмещенной деятельности.

Под совмещенной деятельностью мы понимаем любую деятельность, связанную с одновременным выполнением двух и более задач, направленных на различные цели, причем цели могут быть частные, связанные с выполнением отдельных действий, и конечные, общие, связанные с выполнением деятельности.

Основным психическим процессом, обеспечивающим возможность выполнения совмещенной деятельности, является внимание оператора. Рассматривая внимание с точки зрения его избирательности, представители информационного подхода [1, 2, 3] описывают его в терминах гипотетических информационных потоков, проходящих по некоторому каналу, который нельзя наблюдать непосредственно, но можно изучать его свойства, анализируя эффекты интерференции поступающих в канал информационных потоков. Свойство избирательности внимания объясняется наличием фильтра, производящего селекцию информации по некоторым признакам. Анализ экспериментальных данных позволяет предположить наличие фильтров на каждом уровне обработки информации, начиная с физического. Чем ниже порог селекции, тем больше информации должно проходить на следующие уровни обработки.

Однако, рассматривая селективные аспекты познавательной деятельности, информационный подход не способен объяснить эффекты распределения внимания.

Наряду со структурно-информационными моделями внимания в последние годы развивается ресурсная концепция, в которой внимание рассматривается со стороны его энергетического, интенсивностного проявления [4, 5, 6]. Так Д. Канеман [4] рассматривает внимание как умственное усилие, возникающее в процессе выполнения деятельности и отражающее энергетические затраты на организацию протекания психического процесса.

Рассматривая внимание, исходя из основных положений ресурсной концепции, можно предположить, что оно представляет собой некоторую гипотетическую возможность, некоторые ресурсы, которые субъект способен вкладывать в решение задачи. Успешность решения задач зависит от соответствия требований задач и вложенных в их решение ресурсов внимания. Ресурсы, вкладываемые человеком с целью эффективного выполнения деятельности, соотносятся с его психофизиологическими возможностями и определяются требованиями задачи.

Предполагается, что кроме общих ресурсов внимания существуют ресурсы, специфичные для каждой задачи. Совокупность ресурсов внимания, требуемых для решения задачи, составляет аттенционный состав задачи [7]. Если совмещенные задачи имеют одинаковый аттенционный состав, успешность их совместного решения падает, преобладающей стратегией внимания является переключение. Если задачи имеют разный аттенционный состав, они могут быть успешно совместно решены с распределением внимания между ними.

Последние теоретические исследования Д. Гофера и Д. Навона [6] постулировали существование множества ресурсов внимания и множества каналов по переработке информации. Множество ресурсов и каналов позволяет человеку одновременно обрабатывать несколько потоков информации. Однако подобное усложнение приводит к соблазну увеличивать объемы ресурсов внимания до бесконечности, что не дает возможности объяснить селективность процессов внимания.

Нам представляется продуктивным для более полного описания аттенционного процесса и раскрытия его механизмов совмещение рассматриваемых подходов - информационного и ресурсного. Информационный подход позволит построить архитектуру процесса обработки информации и установить соотношение параллельных, последовательных и гибридных компонентов. Задача ресурсного подхода - определить аттенционный состав рассматриваемых задач и с этой точки зрения оценить возможности распределения внимания между ними.

Целью настоящего исследования является проверка гипотезы о том, что эффективность совмещенной деятельности определяется как архитектурой процесса решения задач, так и составом ресурсов внимания, требуемых для выполнения задач. Построение архитектуры процесса решения задач возможно на основе микроструктурного анализа совмещенной деятельности, для оценки ресурсов внимания может использоваться метод двойной задачи, позволяющий выявить динамику эффективности решения совмещенных задач при изменении их субъективной трудности.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование строилось на принципах микроструктурного подхода к изучению познавательно-исполнительной деятельности. В связи с этим в экспериментах варьировались в строго регламентированных границах время предъявления задач и длительность межстимульных интервалов. Наряду с этим, использовались методические приемы, традиционные для ресурсного подхода, а именно - сравнительный анализ эффективности выполнения совмещенных задач с эффективностью выполнения их в контрольных условиях, то есть при раздельном предъявлении, а также изменении трудности одной из предъявляемых задач.

Эксперимент проводился на специально созданной для исследования совмещенной деятельности установке. В качестве аналогов реальной операторской деятельности использовались задачи идентификации сложных зрительных и слуховых сигналов, а также задача зрительного информационного поиска цифро-буквенной информации с последующим ее декодированием.

В задачах идентификации использовались алфавиты сигналов яркостных и тональных кодов. В задачах информационного поиска в качестве стимульного материала использовались табло слогов, состоящие из трех столбиков по шесть строк. Всего использовалось 12 слогов. Зрительная информация предъявлялась на экране таким образом, чтобы поле зрения при обзоре не превышало 9 угловых градусов.

Процедура эксперимента состояла в идентификации испытуемым предъявленных через определенные промежутки времени на телевизионном индикаторе или через наушники сложных сигналов и одновременном поиске на экране того же индикатора выделенного маркером в таблице слога с последующим декодированием выбранного слога. Варьировалась трудность задачи идентификации сигналов. В контрольном эксперименте было установлено, что задача идентификации двух последовательных сигналов является более трудной для испытуемых по сравнению с задачей идентификации сигнала по эталону памяти.

Основной эксперимент состоял из 22 серий, различающихся временным режимом предъявления задач. При длительном временном режиме предъявления информации время предъявления обеих задач на экране индикатора превышало суммарное время их решения в контрольных условиях. При кратковременном предъявлении — время предъявления информации сокращалось в два раза. В эксперименте фиксировались временные и точностные параметры решения задач. Рассчитывался коэффициент интерференции между задачами как показатель устойчивости внимания испытуемых к воздействию иррелевантной информации при решении совмещенных задач, а также операциональный показатель концентрации и распределения внимания между совмещенными задачами (по Д. Канеману):

где K_инт. - коэффициент интерференции, 
P_к - точность решения задачи в контрольных условиях, 
Р_совм. - точность решения задачи при совместном предъявлении двух задач:

где К - операциональный показатель Канемана, 
Px, Py - безусловные вероятности успешного решения задач X и Y соответственно, 
Pxy - вероятность успешного решения двух задач.

Операциональный показатель Канемана позволяет определить способ выполнения совмещенных задач на основе сопоставления успешности их выполнения в условиях совместного и раздельного предъявления. Под стратегией распределения внимания в пробе понимают успешное совместное выполнение двух задач без учета времени их решения, под стратегией переключения внимания - выполнение одной из двух предъявленных задач. Изменение значения показателя К в сторону его увеличения свидетельствует о тенденции увеличения числа проб с успешным совместным решением двух задач, что характеризует стратегию распределения внимания.

В эксперименте принимали участие 11 испытуемых в возрасте от 23 до 40 лет, прошедших предварительную тренировку по выполнению совмещенных задач.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

При анализе микроструктуры внимания мы исходили из следующего положения. Если время решения совмещенных задач не превышает суммарного времени их решения при раздельном предъявлении, то можно говорить о параллельном решении этих задач или о стратегии распределения внимания между ними. В случае выполнения требований к распределению внимания по временным параметрам решения задач, рассматривалась успешность их совместного выполнения в каждой пробе (расчет показателя Д. Канемана).

Анализ значений времени решения задач и операционального показателя свидетельствует о том, что при совместном решении задачи идентификации двух последовательных зрительных сигналов и задач информационного поиска и декодирования наблюдается снижение суммарного времени решения задач (рис. I, I, А). И вероятности успешного совместного их решения (рис. I, II, А).

Подобные изменения могут свидетельствовать о точностно-временном перераспределении эффективности решения задач, при этом увеличение операционального показателя Канемана (рис. I, III, А) указывает на стратегию распределения внимания между задачами в каждой пробе. При снижении времени предъявления задач падает общее число успешно решаемых проб при неизменном числе проб с решением одной из задач, то есть рост операционального показателя свидетельствует о сохранении стратегии распределения внимания в отдельных пробах.

Таким образом, при совместном решении задач идентификации двух последовательных зрительных сигналов и задач информационного поиска и декодирования, то есть в условиях отсутствия мнемической нагрузки, наблюдается стратегия распределения внимания в большей части проб. В условиях мнемической нагрузки (совмещение задачи идентификации зрительных сигналов по эталону памяти с задачами информационного поиска и декодирования) преобладает стратегия переключения внимания в отдельных пробах. Об этом свидетельствует снижение вероятности успешного совместного решения задач при снижении операциональных показателей Канемана (рис.I, II, III, А), то есть происходит увеличение числа проб с решением одной из задач.

При предъявлении информации по различным сенсорным каналам, независимо от наличия или отсутствия мнемической нагрузки, достоверно снижается общее время решения задач, остается высокой вероятность совместного успешного решения задач и не изменяются значения операционального показателя Канемана (рис. I, II, III, Б).

На этом основании можно сделать заключение о том, что в условиях бимодального предъявления преобладает стратегия распределения внимания между задачами.

   
Рис.1

Таким образом, анализ микроструктуры внимания в условиях совместного выполнения задач показал наличие последовательных и параллельных компонентов обработки информации. Архитектура обработки информации зависит от модальности предъявленной информации и от наличия в задачах мнемической нагрузки.

Для исследования аттенционного состава задач использовался методический прием изменения трудности одной из задач.

Аттенционный состав задач мы понимаем как состав ресурсов внимания, необходимых для их выполнения. При изменении трудности задачи должна изменяться интенсивность уделяемого ей внимания. Если для выполнения рассматриваемых задач требуются различные ресурсы внимания, то есть задачи имеют различный аттенционный состав, то распределение внимания между задачами не будет вызывать снижения эффективности выполнения первой задачи при изменении сложности второй задачи. В противном случае эффективность выполнения первой задачи снизится.

Кроме того, принимая гипотезу У. Найссера [8] о существовании различных уровней внимания, мы рассматривали выполнение задач на двух уровнях: уровень предвнимания и уровень фокального внимания. Уровень предвнимания осуществляет грубую оценку информации, уровень фокального внимания — детальный анализ. Если задачи сходны по аттенционному составу, то есть предъявляют требования к одним и тем же ресурсам внимания и требуют высокого фокального уровня внимания, то распределение внимания между ними невозможно. Такие задачи будут решаться последовательно, путем переключения внимания.

Расчет коэффициента интерференции задачи информационного поиска в условиях ее совмещения с задачами идентификации зрительных сигналов показал значительное снижение эффективности решения задачи информационного поиска (рис.2, А, сплошная линия). Это свидетельствует о единстве ресурсов внимания, требуемых для решения данных задач и о невозможности решать данные задачи на уровне предвнимания. При этом наблюдается большее снижение эффективности решения задачи информационного поиска при совмещении с задачей идентификации двух последовательных сигналов, то есть при совмещении с более трудной задачей. Одновременно

Рис.2.

наблюдается и увеличение коэффициента интерференции задачи идентификации двух последовательных сигналов по сравнению с неизменным коэффициентом интерференции более легкого варианта задачи идентификации по эталону памяти (рис.2, Б, сплошная линия). Эти данные также свидетельствуют о едином ресурсе внимания, затрачиваемом на решение задач информационного поиска и идентификации. При этом совмещение с более легкой задачей не исчерпывает ресурса внимания, совмещение с более трудной задачей вызывает нехватку ресурса и эффективность решения обеих задач резко падает.

В условиях совмещения задач декодирования и идентификации эффективность их решения достоверно не изменяется (рис.2, А, пунктирная линия), независимо от трудности задачи идентификации. Подобная стабильность результатов может свидетельствовать либо о существовании различных, специфических ресурсов внимания для данных задач, либо о возможности параллельного выполнения задач в условиях единого ресурса внимания, что возможно в случаях, когда задачи не требуют высокого уровня внимания и единый ресурс при решении обеих задач не исчерпан. Предположению о различии ресурсов внимания, требуемых для решения задач декодирования и идентификации, противоречит факт увеличения коэффициента интерференции более трудной задачи идентификации при отсутствии достоверного изменения этого коэффициента для более легкой задачи (рис. 2, Б, пунктирная линия). При предположении о едином ресурсе внимания данный факт объясняется тем, что единый ресурс обеспечивает эффективное решение легких задач и исчерпывается при усложнении одной из них. Возможность параллельного решения задач в условиях единого ресурса внимания обеспечивается близкими по структуре алгоритмами решения задач декодирования и идентификации, одновременной актуализацией в памяти нескольких следов и параллельным сличением с актуализированными следами нескольких потоков зрительной информации, то есть механизмами многоканальной зрительной системы. Требования к вниманию в данном случае ограничены в связи с дихотомией ответной реакции в задаче идентификации. Задачи информационного поиска и идентификации выполняются по различным алгоритмам, и тем ограничивается возможность параллельных процессов обработки информации, что приводит к снижению эффективности решения данных задач при их совмещении.

Расчет коэффициента интерференции задач, распределенных по двум сенсорным каналам, позволил установить, что трудность задачи идентификации не влияет на эффективность решения задач информационного поиска и декодирования (рис.2, В, Г). Это может свидетельствовать о различных ресурсах внимания, требуемых для решения задач зрительного поиска декодирования и идентификации слуховых сигналов. Так как решение задач информационного поиска и идентификации требует фокального внимания, можно предположить, что при распределении этих задач по различным сенсорным каналам они могут успешно решаться на уровне распределения фокального внимания.

Таким образом, анализ микроструктуры внимания и его ресурсов, вкладываемых в решение задач декодирования, информационного поиска и идентификации сложных зрительных и слуховых сигналов, позволил выявить следующие закономерности:

1. Архитектура процессов обработки информации в условиях совмещенной деятельности включает последовательные и параллельные компоненты.
2. Распределение фокального внимания возможно на задачи, не тождественные по аттенционному составу или задачи с единым аттенционным составом, но имеющие близкие алгоритмы решения и при наличии резерва внимания.
3. Независимо от аттенционного состава задач возможно их параллельное решение на уровне фокального внимания при предъявлении информации по различным сенсорным каналам.
4. Для задач как близких, так и различающихся по аттенционному составу возможно их параллельное решение на уровне предвнимания и внимания. На уровне предвнимания могут осуществляться операции обнаружения сигнала, запись эталона в иконическую память, ожидание сигнала.
5. Анализ динамики коэффициентов интерференции первой задачи при изменении трудности совмещенной с ней второй задачи является адекватным методом выявления аттенционного состава выполняемых задач.

В целом, проведенное исследование позволило установить, что эффективность совмещенной деятельности определяется архитектурой процесса обработки информации, которая в свою очередь связана с составом ресурсов внимания, расходуемых при решении предложенных задач. Сочетание в исследовании совмещенной деятельности двух методологических подходов - информационного и ресурсного - дает возможность оценить аттенционный состав решаемых задач и прогнозировать успешность деятельности.

Результаты исследования, таким образом, подтвердили продуктивность информационно-ресурсного подхода к изучению познавательно-исполнительной деятельности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Brodbent D.E. Decission and stress. — London. Academic Press, 1971, 122 p.
2. Moray N. Where is capasity limited? A survey and a model. Act. Psychology, 1967. — v. 27. — P.84-89.
3. Treisman A.M. Effect of irrelevant material of the efficiency of selective listening. Amer. J. of Psychol., 1964. — V. 77 (4). — P.533-546.
4. Kahneman D. Attention and effort. Englewood, 1973. — 250 p.
5. Norman D.A., Bobrow D.C. On data limited and resource limited processes. Cognitive psychology, 1978. — V. 7. — P.44-46.
6. Navon D., Gopher D. On the economy of the human processing system. Psychological Rev., 1979. — V. 86. — P. 214.
7. Зинченко Т.П., Смородин И.М. Распределение ресурсов внимания при выполнении совмещенных действий // Эргономика. Труды ВНИИТЭ, вып.35. — М., 1988.
8. Найссер У. Познание и реальность. — М.: Изд-во Прогресс, 1981.