Система «человек – машина» относится к числу основных понятий эргономики, в котором фиксируются существенные признаки данного класса объектов. Это абстракция, а не физическая конструкция или тип организации.
Система "человек - машина" (или "рабочая система") включает одного или большее число людей и производственное оборудование, используемое при выполнении задачи системы в рабочем пространстве, в среде на рабочем месте и в ситуациях, определяемых рабочими задачами.
В целостном образовании, каковым является система «человек – машина», эргономика вычленяет и решает проблемы распределения функций в системе, соотношения деятельности человека с функционированием технической системы и ее элементов, распределения и согласования функций между людьми при выполнении рабочих задач, а также проектирует или организует деятельность человека или группы людей с техническими системами или ее элементами, обосновывает требования к указанным средствам деятельности и условиям ее осуществления, разрабатывает методы реализации этих требований в процессе проектирования и использования систем.
Зрительный анализатор
Раздражитель зрительного анализатора – световая энергия. Рецептор – глаз. Зрительный анализатор позволяет воспринимать форму, цвет, яркость и движение предмета.
Возможности зрительного восприятия определяются энергетическими пространственными, временными и информационными характеристиками сигналов.
Энергетические характеристики:
· диапазон воспринимаемых яркостей;
· контрастность;
· слепящая яркость;
· относительная видимость.
Информационные характеристики:
· пропускная способность.
Пространственные характеристики:
· острота зрения;
· поле зрения;
· объем восприятия.
Временные характеристики:
· латентный период реакции – промежуток времени между подачей сигнала и моментом возникновения ощущения (160-240 мс);
· длительность инерции ощущения – 0,2 – 0,5 с (при дискретно поступающих сигналах – интервал следования);
· критическая частота мельканий – та минимальная частота проблесков, при которой возникает слитное восприятие объекта);
· время адаптации.
Объем зрительного восприятия ограничен с одной стороны объемом оперативной памяти, а с другой – пространственными характеристиками зрения (размером зоны ясного видения – зона, ограниченная углом 100 от линии взора в горизонтальной и вертикальной плоскостях).
Слуховой анализатор
Раздражитель слухового анализатора – звуковая энергия. Рецептор – ухо. Слуховой анализатор обнаруживает и опознает звуки; позволяет различать звуковые раздражения; определять направление звука; а также удаленность источника.
В реальных условиях деятельности человеку приходится воспринимать звуковые сигналы на том или ином фоне. При этом фон может маскировать полезный сигнал, что затрудняет его обнаружение.
Слуховой аппарат человека воспринимает слышимый звук – колебания с частотой от 16 Гц до 20 Кгц – диапазон слышимости. Ухо наиболее чувствительно к колебаниям в области средних частот от 1000 до 4000 Гц. Звуки с частотами ниже 16 Гц называются инфразвуками, а выше 20000 Гц – ультразвуками. Инфразвуки и ультразвуки также оказывают воздействие на организм человека, но оно не сопровождается слуховым ощущением.
Нижний абсолютный порог соответствует интенсивности звука в децибелах сигнала, обнаруживаемого человеком с вероятностью 0,5%.
Верхний абсолютный порог – интенсивность звука, при которой возникают различные болевые ощущения.
Величина едва различимой прибавки – дифференциальный порог – к исходному раздражителю зависит от его интенсивности и частоты. В пределах среднего участка диапазона изменения звука по частоте и интенсивности эта величина примерно постоянна и составляет 0,1 от исходной интенсивности раздражителя.
Временной порог чувствительности слухового анализатора, т.е. длительность звукового раздражителя, необходимая для возникновения ощущения, также не является постоянной величиной. С увеличением интенсивности или частоты он сокращается. Например, изменение интенсивности звука с 30 дБ до 10 дБ при частоте 1000Гц временной порог изменяется с 1 мс до 50 мс.
Человек оценивает звуки, различные по интенсивности, как равные по громкости, если частоты их также различны (звук, уровень интенсивности которого120 дБ при частоте 10 Гц, оценивается слуховым анализатором как равный по громкости со звуком в 100 дБ при частоте 1000 Гц).
Тактильный анализатор
Немаловажное значение в трудовой деятельности человека имеет осязательный анализатор. При помощи тактильных рецепторов человек получает информацию о положении объекта в пространстве, о его форме, поверхности, качестве материала, из которого он сделан и т.д.
Довольно часто при работе технологического оборудования возникает вибрация. Ощущение вибрации передается человеку также при помощи тактильных рецепторов, т.е. вибрация (в допустимых пределах) на рабочем месте служит источником информации для контроля за работой транспортных средств, механизмов, станков и др.
Абсолютная чувствительность тактильных рецепторов на механические раздражения определяется как минимальное давление, необходимое для возникновения ощущения. При механическом раздражении, возникающем при вибрации, наибольшая чувствительность рецепторных элементов наблюдается при частоте вибрации 100 - 300 Гц.
По количеству воспринимаемой информации тактильный анализатор значительно уступает зрительному и слуховому. Путем изменения частоты вибротактильных или электрокожных сигналов можно передать не более 10 градаций. Трудности использования тактильных рецепторов в передаче информации о ходе технологического процесса связаны также с довольно быстрой их адаптацией и сложностью хранения сигналов в памяти.