Космические полеты часто связаны со сложными задачами, сопряженными с неопределенностью и риском, что создает огромную когнитивную нагрузку на космонавтов. Например, задача ручного управления сближением и стыковкой требует интенсивного вовлечения тех когнитивных функций, которые связаны с умственной обработкой трехмерной пространственной информации.
Кроме того, эта задача требует длительного обмена информацией между оператором и технологическим интерфейсом. Для эффективной передачи визуальной информации астронавтам необходимо тщательно продумать и расположить визуальные дисплеи. Ниже рассмотрены некоторые недавние психологические исследования, чтобы дать новый взгляд на роль человеческого фактора в эффективном использовании визуальных дисплеев.
Отображение цветовой кодировки
Предыдущие исследования позволили разработать полезные рекомендации по проектированию визуальных дисплеев, используемых людьми, работающими в космосе. Ранние работы показали, что использование цветового кодирования на дисплеях облегчает поиск и идентификацию визуальной информации в сравнении с кодированием по форме, размеру и яркости, независимо от того, является ли цветовое кодирование избыточным или нет. Хотя цвет не всегда был лучше, чем буквы и цифры, цветовое кодирование становилось все более предпочтительным по сравнению с буквами и цифрами по мере усложнения задачи идентификации. Кроме того, цвет также помогает соединить пространственно разделенные, но концептуально связанные между собой элементы. Например, Берн и др. разработали для Международной космической станции два набора карточек с метками пакетов респираторной поддержки (RSP) и проверили их эффективность с помощью начинающих участников. Результаты показали, что процедура RSP была на три минуты короче для участников, использующих цветные карты метки с цветовой кодировкой и схемой RSP. Поэтому они предложили, чтобы это сделали инженеры:
"Используйте цвет, где это возможно, для идентификации, но не злоупотребляйте цветом (например, для декорирования)".
Недавние исследования показали, что информация с цветовой маркировкой не только усиливает восприятие человеком стимулов, но и невольно привлекает его внимание. Ду и коллеги попросили участников искать уникальную по цвету цель в быстром визуальном потоке, имитирующем динамический информационный поток на визуальном дисплее. Они сообщили, что не относящийся к делу периферийный отвлекающий маневр, соответствующий определенному цвету цели, может автоматически привлечь внимание испытуемых, даже если он появляется за пределами интересующей области. Эти данные подтвердили, что цвет настолько важен с психологической точки зрения, что может перекрыть пространственный контроль внимания. Кроме того, несколько недавних исследований показали, что цвет намного сильнее, чем ахроматические особенности, такие как ориентация и размер.
Таким образом, визуальные стимулы, которые несут в себе важную информацию, должны быть последовательно окрашены в соответствующий цвет, чтобы невольно привлечь внимание к этой информации.
Однако простого изучения роли цвета в определении приоритетности внимания, вероятно, недостаточно для оптимального использования цветового кодирования, что требует более глубокого понимания того, как воспринимается информация в цветовой кодировке. Например, на вопрос о том, где лучше всего представить информацию в цветовой кодировке, не был дан полный ответ.
Недавнее исследование показало, что неактуальный отвлекающий маневр, соответствующий целевому цвету, с большей вероятностью привлечет внимание объекта съемки, когда он появится в левом поле зрения, чем в правом. Последствия изменения длины интервала между двумя важными цветовыми стимулами, который может варьироваться в зависимости от сложности информации, также был недавно рассмотрен. Исследования показали, что человеку необходим интервал не менее 400-500 мс между двумя последовательными стимулами, и что нашей системе контроля внимания требуется около 500 мс для устранения влияния цвета предыдущей цели.
Количество цветов, используемых для кодирования информации, должно быть сведено к минимуму и не должно превышать четырех цветов для случайных пользователей. Этот принцип обусловлен, главным образом, ограниченностью объема визуальной рабочей памяти. Однако при использовании цвета в качестве ненужного кода для немедленного привлечения внимания операторов исследования показали, что люди могут легко поддерживать два цвета в системе управления вниманием одновременно.
Вопрос способен ли человек поддерживать более двух цветов в системе контроля внимания, заслуживает дальнейшего изучения. Кроме того, при использовании цветовой маркировки следует учитывать и другие соображения, такие как ограниченная способность различать цвета в условиях низкой освещенности, например, в сумерках и ночью.
Ручные визуальные дисплеи
По мере развития технологий появляется все больше портативных и носимых вычислительных устройств. Несмотря на повсеместное распространение таких устройств, исследования еще не показали, могут ли дисплеи вблизи тела (например, портативные устройства) изменять зрительное восприятие или познание. Одно из последних исследований, посвященное изучению этой возможности, показало, что эффект близости ручного стимула влияет на визуальную обработку. Абрамс и другие обнаружили, что близость ручного стимула (также известная как близость рук) приводит к тому, что объекты демонстрируют более низкую скорость визуального поиска, меньшее торможение возврата и большее внимание по сравнению с дистальным состоянием руки. Даволи и его коллеги использовали задачу глобального/локального переключения и сообщили об относительно более медленном смещении внимания между глобальными и локальными аспектами объектов, когда стимулы находились рядом, по сравнению с тем, когда они находились далеко от рук.
Абрамс и другие выдвинули гипотезу о замедленном внимательном разъединении, которая гласит, что стимулы вблизи рук получают более обширный перцептивный анализ по сравнению с предметами, находящимися далеко от рук. Такой широкий фокус на предметы, находящиеся рядом с руками, приводит к повышению производительности в целом. Например, стимул вблизи руки обнаруживается быстрее, чем вдали от руки. Кроме того, если держать руки рядом с дисплеем, увеличивается количество элементов, которые можно хранить в визуальной рабочей памяти, и повышается эффективность распознавания букв.
Однако Даволи и его коллеги обнаружили меньший эффект Струпа (задержка в определении цвета, когда имя цвета печатается в цвете, отличном от цвета имени) рядом с руками. Они пришли к выводу, что семантический процесс обедняется, когда стимул находится рядом с руками. В связи с этим возникает важный вопрос о том, являются ли носимые дисплеи полезными или вредными для чтения. И модулируется ли этот эффект возрастом или зрительной способностью аудитории. Ответы на эти вопросы могут иметь решающее значение для улучшения дизайна визуальных дисплеев и рабочих характеристик астронавтов.