Автоматика все больше проникает на транспорт. Многие из современных моделей автомобилей оснащаются системами спутниковой навигации, компьютерами, выполняющими функции технической диагностики и даже непосредственного управления. Системы поддержки водителей становятся все более и более активными, уже создаются пробные варианты автопилота для вождения автомобиля в сложных городских условиях. Характерно, что главным препятствием на пути их внедрения считаются не технические трудности, а отсутствие законов, предусматривающих уголовное наказание компьютера (кстати, это опять проблема ответственности).

Что же получается? С одной стороны, вероятность возникновения непредвиденных ситуаций не позволяет полностью положиться на автоматику. С другой стороны, человек, лучше ориентируясь в сложных, нестандартных ситуациях, может споткнуться на ровном месте. Возможности проведения качественного, содержательного анализа ситуаций оператором определяются его профессиональным опытом, знаниями и умениями, способностями к творческому мышлению, психологической готовностью принять ответственное решение в экстремальных условиях. Но даже профессионалам высокого класса это порой не удается. Человек не всегда способен заменить автоматику в изначально неизвестных и неопределенных ситуациях, нелинейных и неустойчивых процессах межсистемного взаимодействия. В этих условиях возможны ошибочные, несанкционированные действия, несоблюдение профессиональных норм и даже отказ от деятельности.

Ограниченность возможностей операторов в непредвиденной ситуации межсистемного взаимодействия выявила и авария на четвертом блоке Чернобыльской АЭС. Вспомним, кстати, что технических отказов при этом не было, а одной из основных причин аварии, помимо ошибок персонала, явилось предположение разработчиков планируемого эксперимента о независимости электротехнических и ядерных процессов.

Таким образом, основная проблема автоматизации заключается даже не компьютере и программном обеспечении. Эта проблема во многом имеет психологический характер, так как происходит столкновение в общем-то непримиримых позиций двух профессиональных групп людей - разработчиков техники и средств автоматики, с одной стороны, и операторов - с другой. Первые (в надежде максимизировать надежность) спрашивают: что можно автоматизировать, что мешает передать все функции компьютеру, и только затем: что можно оставить человеку? Вторые (надеясь достичь максимальной удовлетворенности трудом) задаются вопросом: какие задачи могут быть выполнены человеком и в каких ему не обойтись без помощи компьютера?

В связи с тем, что проблема автоматизации управления техникой явно имеет психологический аспект, она попадает в круг интересов инженерной психологии как одной из отраслей психологической науки. Ее решение ищется в основном в рамках проблемы распределения функций между человеком и автоматикой. Принципы решения этой, по словам отца кибернетики Н. Винера (N. Wiener), одной из великих проблем претерпели значительную эволюцию. Рассмотрим вкратце некоторые из них.

Одним из первых стал принцип преимущественных возможностей, разработанный главным образом П. Фиттсом (P. M. Fitts). Суть его заключается в том, что функции человеку и автоматике должны назначаться в зависимости от того, чьи преимущества будут лучше использоваться при выполнении задачи управления. Инструментом распределения функций являются перечни преимущественных возможностей для различных задач. Например, человек превосходит машину в обнаружении слабых визуальных и акустических сигналов, создании и использовании гибких процедур, хранении больших объемов информации и вспоминании нужных фактов в нужный момент, индуктивном мышлении; наоборот, машина превосходит человека в быстроте и силе реакций, выполнении повторяющихся, рутинных задач, скорости и точности вычислений. Варианты подобных перечней разрабатываются до сих пор.

Однако у этого принципа достаточно быстро выявились серьезные ограничения, выразившиеся в существенной тривиальности итогового вывода: автоматика хорошо выполняет те функции, которые плохо выполняет человек, и наоборот. Иначе говоря, возможности человека и автоматики оказались взаимоисключающими. Однако существуют задачи, например оценка риска движения на высокой скорости, с которой одинаково плохо справляются и люди, и машины.

В противовес принципу преимущественных возможностей Н. Джорданом (N. Jordan) был выдвинут принцип взаимодополняемости человека и машины. В соответствии с ним нужно не распределять функции, а организовывать совместную деятельность человека и машины таким образом, чтобы взаимно усиливать их функции. Взаимодополняемость может выражаться как в обеспечении оптимальной трудности деятельности, так и в резервировании, дублировании человеком машины при возникновении отказов в ее работе посредством перехода на ручной режим управления.

К сожалению, из принципа взаимодополняемости прямо не следовали конкретные средства его реализации. Так, Джордан считал, что распределять следует не функции (задачи), а действия, из которых состоит каждая задача. Но главный вопрос: как определять необходимую степень автоматизации процессов управления? - остался открытым.

Следующим шагом стало понимание того, что разделение функций между человеком и автоматикой на основе перечней Фиттса является статическим. С позиции проектирования проблема распределения функций является нестационарной. Например, автоматика может отказать, а человек подвержен стрессам. Таким образом, следует осуществлять динамическое или адаптивное распределение функций.

Общим для такого подхода является положение о зависимости степени автоматизации процессов управления от характеристик решаемых задач, условий деятельности и величины когнитивной или умственной рабочей нагрузки (workload) оператора. Считается необходимым снижать степень автоматизации при малой нагрузке и наоборот, что позволяет поддерживать ее на относительно постоянном уровне - не слишком низком и не слишком высоком.

Основные трудности при этом связаны с определением критериев распределения задач. Попытки использования для оценки рабочей нагрузки различных психофизиологических параметров, прежде всего характеризующие активность мозга, пока не увенчалась успехом.

В то же время возможен и другой способ динамического распределения функций, при котором оператор сам принимает решение и осуществляет передачу функций автоматике или оставляет их для выполнения вручную. Однако оператор может переоценить или, наоборот, недооценить свои возможности или ресурсы автоматики. Кроме того, автоматика с высокой степенью доверия будет использоваться часто, в противном случае может неоправданно выбираться ручное управление.

Проблемы доверия автоматике, активности в управлении, резервирования человеком автоматики, а также ответственности во многом решает принцип активного оператора, разработанный российскими психологами Н. Д. Заваловой, Б. Ф. Ломовым и В. А. Пономаренко. Как следует из названия, принцип определяет необходимость поддержания некоторого уровня активности оператора в автоматизированных режимах управления в связи с тем, что человек, работая, всегда имеет в виду конечную цель управления и активно к ней стремится.

Соответственно степень автоматизации необходимо выбирать так, чтобы человек, осуществляя непрерывный контроль процессов управления, часть операций по управлению выполнял самостоятельно. Следствием указанного принципа фактически является признание нецелесообразности использования полностью автоматических режимов и предпочтительность полуавтоматического управления.

Оставим сейчас в стороне целый пласт теоретических инженерно-психологических подходов к человеку и технике, являющихся методологической основой приведенных принципов. Это машиноцентрический, технократический, технически-ориентированный подходы и противостоящие им антропоцентрический, пользователе-центрический, антропоориентированный, пользовательско-ориентированный, деятельностно-ориентированный, когнитивный и другие.

Но что делать с новым типом отказов, выражающимся в возможности отключения исправных блоков систем, когда ни на автоматику, ни на человека нельзя полностью положиться? Понятно, что функцию резервирования автоматики оператором, реализуемую посредством самостоятельного снижения им степени автоматизации, нужно сохранить. Если же и оператор не может найти решения по выходу из непредвиденной ситуации, следует осуществить обратную, на первый взгляд парадоксальную, функцию - резервирование оператора автоматикой. Ее можно реализовать путем принудительного, не зависящего от воли человека повышения степени автоматизации процессов управления.

В случае непонимания и серьезных трудностей по выходу из ситуации (которая, кстати, может возникнуть не только из-за отказов техники, но и из-за собственных ошибок) субъективная сложность деятельности оператора будет гораздо выше, чем в нормальных условиях. Поэтому резервирование оператора автоматикой должно происходить при превышении некоторой нормативной величины этого показателя. И чем больше превышение, тем выше должна быть степень автоматизации, включая и переход на автоматический режим управления, если он возможен. В противном случае должны реализовываться автоматические резервные или аварийные режимы, обеспечивающие прежде всего надежность и безопасность технического объекта.

Повышение степени автоматизации, освобождая оператора от функций по управлению, тем самым предоставляет ему возможность для более полного и детального анализа ситуации. И если ситуация разъясняется, оператор переходит обратно к полуавтоматическому режиму управления, если же нет - контролирует работу автоматики.

Таким образом, полуавтоматические режимы управления должны являться основными и выбираться, исходя из оценки адекватности использования количественных критериев в программах автоматики, а автоматические и ручные - рассматриваться как резервные для страховки оператора и автоматики соответственно. Изложенная стратегия гибкого изменения степени автоматизации процессов управления составляет содержание разработанного нами принципа взаимного резервирования оператора и автоматики.

Но может быть, здесь нет ничего нового по сравнению с динамическим распределением функций? Подумаешь, одно понятие заменено другим - рабочая нагрузка на субъективную сложность деятельности. Действительно, при ее увеличении предполагается повышение степени автоматизации управления. Однако при последующем уменьшении субъективной сложности уже не происходит соответствующего снижения степени автоматизации, его осуществляет сам оператор, если сочтет нужным! Поэтому при взаимном резервировании отсутствует однокритериальная зависимость по поддержанию некоторого оптимального уровня, неважно - рабочей нагрузки или субъективной сложности, присущая динамическому распределению.

Осталось только разобраться, как практически оценить субъективную сложность деятельности. Разработанный для этого компьютерный метод основан на оригинальном анализе движений глаз. Обычно в психологии изучают зрительные маршруты, то есть перемещение точек фиксации взгляда на объекте наблюдения, полагая, что человек думает о том, куда в данный момент смотрит. Но всем знаком эффект «пустого взора», когда, задумавшись, перестаешь замечать окружающий мир и можно, например, налететь на столб (хорошо еще, если при ходьбе, а не на автомобиле!). Иначе говоря, в такие моменты человек смотрит, но не видит!

Чем сложнее для оператора деятельность, тем в большей степени он отстраивается от внешнего мира и погружается в свой внутренний. При этом, как оказалось, в движениях глаз человека исчезают скачки (саккады), с помощью которых взгляд перемещается с одной точки фиксации на другую, - они становятся просто не нужны. Поэтому длительность интервалов между саккадами (которая меняется в достаточно больших пределах) используется как параметр субъективной сложности операторской деятельности. Продуктивность метода проверена экспериментально, как в лабораторных условиях, так и на тренажерах для космонавтов.

Взаимное резервирование позволит реализовать своеобразную форму активной помощи или даже страховки человека в критических ситуациях, а разработчики автоматики будут в определенной мере гарантированы от операторских ошибок. Тем самым фактически реализуется обоюдная защита и оператора, и техники. Кроме того, оператор не будет чувствовать себя брошенным в одиночестве перед многообразной сложностью техники, а разработчики - устраненными из процесса управления.

Не надо только считать предлагаемую стратегию автоматизации единственно верной. Она необходима лишь в самых сложных случаях. Например, лифт или стиральная машина и должны управляться полностью автоматически. Конкретную стратегию следует определять исходя как из объективных факторов сложности, относящихся к технике, управлению, функциям человека, так и личностных, социальных, культурных, организационных, экономических и иных ограничений. Но это уже, как говорится, другая история.