Достаточно глубоко изучена динамика конечностей и туловища пользователя персональной электронно-вычислительной машины (далее ПЭВМ) [1, 2]. Изучено влияние условий труда пользователей ПЭВМ на состояние здоровья [3, 4, 5, 6], особенности негативного воздействия на развитие функциональных сдвигов и патологий в организме пользователя ПЭВМ [7, 8, 9]. В работах [10, 11] представлены особенности величин показателей тяжести и напряженности пользователей ПЭВМ для различных категорий работающих, в том числе и по гендерному признаку. Динамика производительности труда пользователей ПЭВМ в течении рабочей смены описана в [12]. Существует достаточное количество методик, позволяющих повысить производительность работы оператора ПЭВМ. Однако, причины влияющие на производительность работы оператора ПЭВМ и особенности работы пользователей различного уровня не получили достаточно широкого распространения. Представляется целесообразным рассмотреть изменение в действиях оператора ПЭВМ в процессе совершенствования своих профессиональных навыков.

С целью выявления характерных особенностей работы «начинающих» и «уверенных» пользователей ПЭВМ, был проведен эксперимент по исследованию работы оператора ПЭВМ при наборе текста. Группа уверенных пользователей со средней скоростью набора текста два и более символа в секунду, и начинающих пользователей со средней скоростью набора текста менее двух символов в секунду. План эксперимента заключался в наборе текста посредством клавиатуры с фиксацией положения верхних конечностей, головы и зрительного анализатора пользователя ПЭВМ. Задачи набора были связаны с типовыми диапазонами и частотами движений при взаимодействии пользователя с компьютерной клавиатурой. На кисть в месте расположения ее центра тяжести крепился светодиодный датчик. Центр тяжести кисти определялся в соответствии с ГОСТ Р ИСО 3411-99, ГОСТ 12.2.049-80, ГОСТ 21889-76 и [13]. Движения кисти пользователя при наборе текста фиксировались, с учетом рекомендаций [14], двумя видеокамерами с характеристиками:

- формат видеозаписи MP-4;

- режим записи и скорость передачи данных: в среднем 1,5 Мбит/с;

- видеокамеры располагались в двух взаимно перпендикулярных плоскостях ортогональной системы координат OXYZ;

Начало системы координат OXYZ совпадает с геометрическим центром клавиши «пробел» (см. рис. 1). Ось OZ направлена вверх перпендикулярно плоскости рабочей поверхности стола. Ось OY лежит в горизонтальной плоскости параллельной плоскости рабочей поверхности стола и направлена в сторону экрана видеодисплейного терминала. Ось OX также находится в горизонтальной плоскости и направлена перпендикулярно плоскости OZY, так, что при этом образует правую ортогональную систему координат.

Рисунок 1. Схема проведения экспериментальных исследований

Видеокамеры были установлены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Процесс записи синхронизировался. Полученные видеофайлы кадрировались с использованием Windows Move Maker. Полученные наборы изображений обрабатывались в программе на языке C# в среде Microsoft Wisual Sudio, которая осуществляла поиск положения светодиодного датчика, заданного цвета. В результате были получены координаты положения центра тяжести кисти, положения головы и зрачков пользователя при наборе текста. На рис. 2 представлены координаты положения ц.т. кисти уверенного пользователя и начинающего пользователя в горизонтальной плоскости, совпадающей с поверхностью стола, на котором располагается клавиатура.

Рисунок 2. Координаты положения ц.т. кисти в горизонтальной плоскости при наборе текста

Площади областей, которые ограничивают положение кисти «начинающего» и «уверенного» пользователей в горизонтальной и продольной плоскостях, а также периметры границ этих областей представлены в табл. 1.

Рисунок 3. Координаты положения ц.т. кисти в плоскости YOZ при наборе текста

Таблица 1 – Площади и периметры областей движения кисти «уверенного» и «начинающего» пользователей

Масса кисти, , «уверенного» и «начинающего» пользователей, согласно [1], составили 0,79 и 0,69 кг, соответственно. Используя известное соотношение [2] для определения потенциальной энергии были получены графики изменения потенциальной энергии кисти пользователя в процессе набора текста (см. рис. 4):

,

где – высота положения кисти пользователя, м; g – ускорение свободного падения, 9,8 м/с².

Рисунок 4. Изменение потенциальной энергии «начинающего» и «уверенного» пользователей в процессе набора текста

На рис. 5 и 6 представлены повороты головы «начинающего» пользователя в горизонтальной и вертикальной плоскостях и перемещение зрачков зрительного анализатора «уверенного» пользователя.

Рисунок 5. Повороты головы «начинающего» пользователя в горизонтальной и вертикальной плоскостях

У «уверенного» пользователя в отличие от «начинающего» пользователя повороты головы, как в вертикальной так и в горизонтальной плоскости не наблюдаются. «Уверенный» пользователь, не владеющий техникой «слепого набора», осуществляет контроль выбора кнопок клавиатуры и контроль правильности набранного текста за счет перемещения зрачков в вертикальной плоскости. При этом количество таких перемещений возрастает (см. рис. 6).

Рисунок 6. Перемещение зрачков зрительного анализатора уверенного пользователя

Выводы

Увеличение площади обусловлено тем фактом, что «начинающий» пользователь использует для набора текста один палец каждой руки – указательный и при этом реализует алгоритм с набором последовательных действий:

- перемещение кисти в горизонтальной плоскости с последующим ее позиционированием над требуемой клавишей;

- вертикальное перемещение кисти вниз с последующим нажатием клавиши.

При этом в качестве точки вращения используется локтевой сустав.

Высокое положение кисти по сравнению с положением кисти «уверенного» пользователя обусловлено обеспечением максимально возможного зрительного поля в процессе поиска требуемой клавиши (см. рисунок 7, 8).

В отличие от «начинающего» пользователя у «уверенного» пользователя зрительный анализатор осуществляет только функцию контроля правильности набора.

Моторная память и когнитивные функции зрительного анализатора у «уверенного» пользователя работают параллельно.

Рис. 7. Положение кистей «уверенного» пользователя

Рис. 8. Положение кистей «начинающего» пользователя

1. Bruno Garza, J.L., Eijckelhof, B.H.W., Johnson, P.W., Raina, S.M., Rynell, P.W., Huysmans, M. a, van Dieën, J.H., van der Beek, a J., Blatter, B.M., Dennerlein, J.T., 2012. Observed differences in upper extremity forces, muscle efforts, postures, velocities and accelerations across computer activities in a field study of office workers. Ergonomics 55, 670–81.
2. William, S. Marras, Valdemar Karwowski. Intervention, controls, and applications in occupational ergonomics.
3. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы: СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. – М., 2003. – 29 с.
4. Никитина В.Н. Здоровье пользователей электронно-вычислительными комплексами / В.Н. Никитина, М.П. Захарченко, Е.А. Вишнякова // Медицина труда и промышленная экология – 2002. – №9. – с. 27-31.
5. Шумилин В.К. Безопасная работа на компьютере / В.К. Шумилин, А.М. Елин, И.И. Литвак. – М.: Изд-во «Безопасность труда и жизни». 2005. – 272 с.
6. Маньков В.Д. Обеспечение безопасности при работе с ЭВМ / В.Д. Маньков. – СПб.: Политехника, 2004. – 277 с.
7. Andersen, J.H., Fallentin, N., Thomsen, J.F., Mikkelsen, S., 2011. Risk factors for neck and upper extremity disorders among computers users and the effect of interventions: an overview of systematic reviews. PloS one 6, e19691.
8. Marcus, M., et al., 2002. A prospective study of computer users: II. Postural risk factors for musculoskeletal symptoms and disorders. American Journal of Industrial Medicine, 41, 236-249.
9. Visser, B. and van Dieen, J.H., 2006. Pathophysiology of upper extremity muscle disorders. Journal of Electromyography and Kinesiology, 16, 1-16.
10. Richter,J.M., Mathiassen, S.E., Sliper, H.P., Over, E.A. and Frens, M.A., 2009. Differences in muscle load between computer and non-computer work among office workers. Ergonomics, 52(12), 1540-1555.
11. Won, E.J., Johnson, P.W., Punnett, L., and Dennerlein, J.T., 2009. Upper extremity biomechanics in computer tasks differ by gender. Journal of Electromyography and Kinesiology, 19 (3), 428-436.
12. Homan, M.M. and Armstrong, T.J., 2003. Evaluation of three methodologies for assessing work activity during computer use. AIHA Journal, 64, 48–55.
13. Эргономика и психофизиологические основы безопасности труда: практикум по дисциплине «Эргономика и психофизиологические основы безопасности труда» / Сост.: Д.С. Алешков, Е.А. Бедрина. – Омск: СибАДИ, 2013. – 83 с.
14. Ehara, Y., Fujimoto, H., Miyakazi, S., Tanaka, S., Yamamoto, S., 1995. Comparison of the performance of 3D camera systems. Gait & Posture 3, 166–169.

Все статьи автора «Суковин Михаил Владимирович»