Soluții tehnice pentru interfață om-mașină

1. Introducere

În viața de toate zilele omul este înconjurat de tot felul de mașini și, cu toate acestea, nu îi este ușor să le utilizeze, în principal, din două considerente:

1. mașinile nu pot monitoriza omul și de aceea nu pot să urmărească în mod adecvat și să înțeleagă care sunt intențiile acestuia;

2. mașinile, de regulă, nu sunt conectate și integrate într‑o rețea și de aceea ele nu pot coopera în acțiune. Rețeaua de calculatoare poate fi folosită, dar ea integrează numai calculatoare care lucrează într‑un mediu logic. Ar trebui un nou tip de rețea de sisteme care să conecteze diferitele mașini care sprijină activitatea umană în lumea reală [1].

Mecatronica a transformat legătura dintre sistemul biologic și sistemul tehnic într‑un nou domeniu de cercetare, unul din subiectele cele mai acute ale proiectării fiind realizarea de mașini orientate spre om. Cerința de a se folosi mașini automate pentru realizarea unor sarcini din ce în ce mai complexe crește continuu, dar, în același timp, proiectanții sânt preocupați de limitările în autonomia cu care mașinile pot sau trebuie să realizeze sarcinile ce le revin. S-a impus și se impune cu necesitate proiec- tarea unor mașini care să coopereze într-un mod „inteligent” cu utilizatorii lor umani, ceea ce va extinde domeniul noțiunii de „uman” și al celui de „inteligent”. Oamenii devin din ce în ce mai conștienți de faptul că aplicațiile tehnice au devenit o parte a vieții lor cotidiene și că trebuie să accepte coexistența sistemelor tehnice cu sistemele biologice.

Această coexistență va evolua în mod cert către cooperare, mecatronica jucând un rol esențial. În cooperarea menționată va fi necesară utilizarea mașinilor „inteligente” sau „cooperante”, spre deosebire de mașinile folosite curent în industrie care nu au nevoie să interacționeze activ cu omul. Mașinile orientate spre om vor trebui să prezinte noi caracteristici în ceea ce privește interacțiunile cu omul.

Alocările de activități între om și mașină constituie o problemă care va influența soluționarea automatiză- rii și a proiectului mașinii. Dincolo de aspectele tehnice, elementele de bază, care definesc rolul mașinii în viața omului, vor conduce la necesitatea soluționării unor probleme de ordin tehnic, etic și social. Complexitatea mediului în care mașina trebuie să lucreze impune abordarea unor noi metode de control al mișcării cum ar fi controlul bazat pe comporta- ment, logică fuzzy, rețele neurale cu proprietăți de autoinstruire și control adaptiv. De exemplu, pentru ca mișcarea roboților să fie lină, rapidă și ușor de programat, se fac analogii cu controlul mișcărilor umane. Tipic pentru un sistem mecatronic este marea cantitate de cunoștințe, pre- cum și faptul că softul trebuie să devină o parte integrantă a noii mașini [2].

În industria actuală, produsele și procesele, cunoscute, sunt proiectate în mod rutinier. A lucra cu elemente cunoscute este o activitate simplă în care, cel puțin, comportamentul mașinii poate fi prevăzut. Este pe deplin justificat să se spună că softul a devenit un element con- stituent al mașinii, factorul uman constituindu-se ca o parte componentă importantă în realizarea și utilizarea (funcționarea) sistemelor mecatro- nice. Structura unui sistem cu luarea în considerare a acestui factor este cea din Fig. nr. 1. Complexitatea sarcinilor industriale crește însă continuu iar soluțio- narea lor presupune utilizarea unor instrumente neconvenționale ca de exemplu control fuzzy, rețele neurale, sisteme expert, precum și combinații

Figure 1 Structura sistemului

Psihologia este preocupată cu studiul comportamentului uman din perspectiva

structurilor mentale și a proceselor asociate, abordând o gamă largă de subiecte, cum sunt: motivația, emoția, aspectele sociale, biologice și organizaționale precum și aspectele privind comportamentul uman normal și anormal.

Din punctul de vedere al interacțiunii om-mașină, psihologia are o contribuție importantă în înțelegerea modului în care oamenii achiziționează și memorează cunoștințe (învață), precum și a modului cum utilizează aceste cunoștințe în acțiunile pe care le execută.

Ergonomia este legată de proiectarea caracteristicilor tipo-dimensionale ale unei mașini, astfel încât să corespundă caracteristicilor fizice ale diferitelor categorii de utilizatori. Ingineria factorilor umani este asociată cu studiul operatorului uman și comportamentul acestuia în contextul utilizării mașinilor și instrumentelor, cu ajutorul cărora îndeplinește anumite activități. Interacțiunea om-mașină a apărut ca o specializare în contextul utilizării calculatoarelor. Aceasta trebuie să răspundă problemelor generale de ergonomie, pe care le ridică orice activitate umană, dar și problemelor specifice unei activități cognitive. Cu alte cuvinte, este necesară proiectarea corespunzătoare a sistemului (hardware- software) astfel încât să asigure un mediu de lucru ergonomie pentru om, atât din perspectiva efortului fizic cât și a celui cognitiv.