Percettivo - Capacità motorie: tipi, fattori, tracciamento e controllo del sistema

Il tema delle abilità motorie si estende dallo studio del comportamento in semplici compiti di manipolazione-destrezza (per esempio, pegboard) al tipo altamente complesso di abilità e coordinamento coinvolti nel controllo di veicoli come aeroplani e capsule spaziali. L'attività motoria, o il comportamento percettivo-motorio come spesso viene designato, svolge un ruolo così importante nella nostra esistenza quotidiana che spesso lo diamo per scontato.

Solo quando ci troviamo in certi tipi di situazioni ci rendiamo conto che la coordinazione fisica e la destrezza non sono qualcosa di naturale per tutte le persone. Alcune ore trascorse a guardare i golfisti uscire dal primo tee di un sabato pomeriggio può essere una dimostrazione drammatica delle varietà di comportamento motorio possedute da individui diversi.

Tipi di movimenti motori:

Ai fini della convenienza, è utile classificare i movimenti del motore in varie categorie.

McCormick (1964) elenca cinque gruppi di questo tipo:

Posizionamento dei movimenti:

Questi sono movimenti da una posizione specifica a un'altra posizione specifica. Gli esempi consisterebbero nel girare la pagina di un libro o spostare una leva da una posizione discreta ad un'altra posizione discreta.

Movimenti ripetitivi:

La caratteristica essenziale qui è che lo stesso movimento si ripete continuamente, come rimbalzare una palla, avvolgere un orologio, ecc.

Movimenti continui:

Questi movimenti implicano un processo di controllo continuo, di solito in risposta ad alcuni stimoli esterni. Ad esempio, guidare una macchina comporta uno sterzo continuo in risposta alle svolte e alle curve della strada.

Movimenti di serie:

Queste sono una serie di movimenti relativamente separati in una sequenza. Possono essere conosciuti in anticipo o possono risultare in parte in funzione delle prestazioni precedenti. Suonare uno strumento musicale illustra un caso di movimenti seriali in cui tutti i movimenti sono essenzialmente dello stesso tipo; preparare un sandwich al burro di arachidi illustra un caso di movimento seriale in cui i movimenti sono piuttosto diversi in tutta la serie, cioè, raccogliendo il coltello, avvitando il barattolo aperto, estraendo il burro, il burro di arachidi, ecc.

Movimento statico:

Il mantenimento di una posizione costante per un periodo di tempo è chiamato movimento statico. Sebbene non sia richiesto alcun movimento reale, lo sforzo muscolare è necessario per il movimento statico. Al momento è disponibile una grande quantità di dati riguardanti la capacità degli esseri umani di eseguire i diversi tipi di movimenti sopra elencati. Per un eccellente riassunto di questo materiale, esamina il libro Human Factors Engineering di EJ McCormick (1964).

Studi fattoriali fattoriali sull'abilità motoria:

Un approccio per determinare le dimensioni di base della capacità motoria è attraverso l'uso dell'analisi fattoriale. Tipicamente, questi studi implicano il dare a ciascuno un gran numero di persone (di solito diverse centinaia) una varietà di diversi tipi di compiti motori da eseguire. Le attività spaziano dalle attività su carta e matita, come mettere i punti in circolo ai test di destrezza reali come il Purdue Pegboard. Raggruppando questi compiti in gruppi simili in base alle loro correlazioni, si può ottenere una visione approfondita di quali diversi tipi di abilità speciali costituiscono l'abilità più grossolana che chiamiamo abilità motoria.

Fleishman ei suoi collaboratori hanno fatto la maggior parte della ricerca utilizzando questa metodologia. Un buon esempio della loro ricerca è lo studio del 1962 su Fleishman ed Ellison. Hanno somministrato dodici test di apparato e nove test di tipo paper-and-pencil di carattere manipolativo ai 760 tirocinanti dell'Air Force, e quindi hanno analizzato le inter-correlazioni tra i 21 test con i risultati mostrati nella Tabella 20.2.

Sono stati in grado di identificare (dare un senso ai) primi cinque fattori e li hanno nominati come segue:

Fattore I: velocità polso-dito

Fattore II: destrezza delle dita

Fattore III: velocità del movimento del braccio

Fattore IV: destrezza manuale

Fattore V: Mirare

Questo tipo di studio è quello che potrebbe essere meglio definito uno studio correlazionale "statico" delle capacità motorie: cattura le persone in un dato momento ed esamina le loro dimensioni di abilità di base. Fleishman ha anche fatto una ricerca analitica sui fattori usando la procedura di testare le persone in diverse occasioni durante l'allenamento per vedere se, man mano che le persone diventano più abili, le dimensioni delle abilità di base cambiano nella loro importanza e enfasi.

Tracciamento delle prestazioni:

L'abilità di tracciamento è una sottozona molto importante all'interno dell'argomento più ampio del comportamento motorio. Il tracciamento è piuttosto difficile da descrivere in un modo specifico - può essere pensato come qualsiasi comportamento motorio che implichi mirare o guidare o indicare una parte del proprio corpo o qualche oggetto su un obiettivo di qualche tipo. Un cacciatore che mira il suo fucile a un fagiano in volo sta "rintracciando" il fagiano.

Un autista che guida la sua auto lungo un'autostrada sta "seguendo" l'autostrada. Un difensore centrale che si prepara a prendere una mosca sta "seguendo" la palla in volo. Una grande quantità di attività quotidiana dell'uomo può essere vista come un comportamento di monitoraggio (prendere, ad esempio, alzando un cucchiaio di carote alla bocca a cena), ma è una tale seconda natura per noi che raramente ci pensiamo in questi termini, eccetto forse quando guardiamo un bambino molto piccolo che sta solo imparando queste abilità abituali.

Uomo come controller di sistema:

Le attuali ricerche sulle abilità tendono a considerare le prestazioni percettivo-motorie dell'uomo in termini di compiti di controllo di alcuni "sistemi". La Figura 20.17 è un diagramma del concetto di base del sistema uomo-macchina. In quasi tutti i compiti qualificati, l'uomo può essere concepito come un elemento integrante di un sistema dinamico più ampio. Cioè, egli (1) riceve un qualche tipo di informazione dall'ambiente (di solito una sorta di display) a cui deve rispondere, e (2) rende un qualche tipo di risposta a questo input, usando qualunque controllo sia fornito dal sistema.

La risposta viene quindi "trasmessa" attraverso i restanti componenti del sistema nell'effettiva uscita del sistema. Questa uscita viene quindi "reinserita" nel display in modo che l'operatore possa visualizzare le sue prestazioni in base a quanto, nella sua risposta, era presente un "errore". Ad esempio, nel caso della guida di un'automobile, è il leveraggio dello sterzo e la dinamica del pneumatico che intervengono tra la risposta umana (azione di sterzata) e l'uscita del sistema (la posizione sulla strada). Il feedback in questo sistema è, naturalmente, fornito tramite il display del parabrezza, attraverso il quale l'operatore può confrontare la sua posizione effettiva sulla strada con lo standard interno di dove sa che "dovrebbe essere".

Ordine di sistema:

Le attività di monitoraggio possono essere classificate in termini di dinamica del sistema di controllo manipolato dall'operatore. In generale, maggiore è l'ordine di controllo del sistema, più complesso è il compito dell'operatore.

Controllo ordine zero:

Un sistema di controllo di ordine zero viene spesso definito controllo posizionale. Il sistema di controllo richiede semplicemente che una persona effettui una risposta proporzionale all'output di sistema desiderato. Poiché l'uscita del sistema desiderata è in genere una corrispondenza del segnale di ingresso, il sistema di controllo chiede in sostanza all'operatore di fornire risposte proporzionali al segnale di ingresso. Il sistema di controllo traduce (ad esempio, attraverso un riduttore con un determinato rapporto) una risposta di posizionamento dell'operatore in una nuova posizione di uscita per il sistema.

Controllo del primo ordine:

Comunemente chiamato sistema di controllo di velocità o velocità, un dispositivo di controllo del primo ordine fornisce all'operatore il controllo sulla velocità (velocità) del movimento dell'uscita del sistema. Un esempio sarebbe quello di avere il dispositivo di controllo collegato a un motore in modo tale che un movimento di posizione da parte dell'operatore cambi la velocità del motore che a sua volta è agganciato alla trasmissione (vedere Figura 20.18). Pertanto, l'operatore controlla il tasso di variazione della posizione del sistema, piuttosto che la sua posizione.

Controllo del secondo ordine:

In alcuni sistemi di controllo l'operatore ha il controllo sulla velocità di cambiamento del sistema. Con ciò intendiamo che una risposta posizionale da parte dell'operatore provoca un cambiamento di accelerazione da parte dell'uscita del sistema.

Inseguimento e inseguimento del compenso:

Le attività di monitoraggio possono anche essere categorizzate in termini di inseguimento o natura compensativa. La differenza essenziale tra queste due forme di tracciamento risiede nel modo in cui i due elementi critici del task - la posizione del "target" e la posizione del sistema controllato - vengono visualizzati dall'operatore del sistema.

Nell'inseguimento dell'inseguimento vengono visualizzate le posizioni relative sia del bersaglio che del sistema controllato e entrambe si spostano sul display. Il compito dell'operatore è, controllando appropriatamente il sistema, di portare la rappresentazione del sistema sul display in modo che coincida con l'elemento obiettivo (cioè, è "sul bersaglio") anche se l'obiettivo può essere in movimento.

Il tracciamento compensativo, d'altra parte, fornisce una visualizzazione in cui il bersaglio è rappresentato da un elemento stazionario e il bersaglio si muove da solo. Il suo movimento è tale da fornire informazioni all'operatore su quanto lontano e in quale direzione sia "fuori bersaglio". Qualsiasi differenza tra il bersaglio e l'elemento del sistema rappresenta il grado di errore in quel momento.

Teoria del controllo di sistema:

Uno dei principali vantaggi dell'uso dell'approccio sistemico nello studio dell'aspetto percettivo-motorio delle prestazioni umane è che consente l'uso di modelli matematici sia nella descrizione che nella comprensione di tale comportamento. I modelli matematici delle prestazioni umane sono sempre altamente desiderabili poiché consentono sia la quantificazione che la specificità. I modelli strettamente verbali tendono ad essere più generali e meno utili.

La teoria del controllo di sistema si basa principalmente sulla nozione di servo-meccanismi presi dalle scienze fisiche. Un servo-meccanismo è un dispositivo che stabilisce una certa relazione tra il segnale di ingresso e il segnale di uscita.

La teoria del controllo di sistema considera il controllore umano come un servomeccanismo, in quanto l'umano è descritto come un elemento di sistema che fornisce una relazione sistematica tra l'input dello stimolo e l'output di risposta. Se l'input può essere descritto in modo quantitativo e se l'output può essere definito in modo simile, allora la relazione tra output (Y) e input (X) può essere espressa matematicamente come una funzione, cioè,

Y = f (x)

La funzione f (x) viene definita "funzione di trasferimento umano" e rappresenta matematicamente le trasformazioni che il controllore umano applica al segnale di ingresso nel processo di produzione della sua risposta di controllo. Pertanto, la funzione di trasferimento è in senso molto reale un'espressione matematica della prestazione umana in un complesso compito percettivo motorio.

La ricerca sulla funzione di trasferimento umano nell'ultimo decennio ha indicato che è possibile "adattare" equazioni matematiche alle prestazioni del controllore umano che sono sorprendentemente stabili e precise, dato che la complessità del sistema non è eccessiva per superare le capacità umane. Briggs (1964) ha recentemente dimostrato come questo approccio alle prestazioni umane abbia implicazioni considerevoli per la teoria comportamentale psicologica generale.