Perceptueel - Motorische vaardigheden: typen, factoren, tracering en systeembesturing

Het onderwerp motorische vaardigheden strekt zich uit van de studie van gedrag in eenvoudige manipulatieve-handigheidstaken (bijvoorbeeld pegboards) tot de zeer complexe vorm van vaardigheid en coördinatie die betrokken zijn bij de controle van voertuigen zoals vliegtuigen en ruimtecapsules. Motorische activiteit, of perceptueel-motorisch gedrag zoals het vaak wordt genoemd, speelt zo'n prominente rol in ons dagelijks bestaan ​​dat we het vaak als vanzelfsprekend beschouwen.

Alleen als we ons in bepaalde situaties bevinden, worden we ons ervan bewust dat fysieke coördinatie en behendigheid niet iets is dat natuurlijk is voor alle mensen. Een paar uur kijken naar golfers die op zaterdagmiddag van de eerste tee gaan, kan een dramatische demonstratie zijn van de variëteiten van motorisch gedrag van verschillende personen.

Soorten motorbewegingen:

Voor het gemak is het handig om motorische bewegingen in verschillende categorieën in te delen.

McCormick (1964) somt vijf van dergelijke groepen op:

Positioneringsbewegingen:

Dit zijn bewegingen van een specifieke locatie naar een andere specifieke locatie. Voorbeelden zijn het omslaan van de pagina van een boek of het verplaatsen van een hendel van de ene discrete positie naar een andere discrete positie.

Repetitieve bewegingen:

Het essentiële kenmerk hier is dat dezelfde beweging continu wordt herhaald, zoals het stuiteren van een bal, het opwinden van een horloge, enz.

Continue bewegingen:

Deze bewegingen houden een continu controleproces in, meestal als reactie op een externe stimulus. Rijden in een auto betekent bijvoorbeeld continu sturen in reactie op de bochten en bochten van de weg.

Seriële bewegingen:

Dit zijn een reeks relatief afzonderlijke bewegingen in een reeks. Ze kunnen van tevoren bekend zijn of kunnen deels als een functie van eerdere uitvoering resulteren. Het bespelen van een muziekinstrument illustreert een geval van seriële bewegingen waarin alle bewegingen in wezen hetzelfde type zijn; het bereiden van een boterham met pindakaas illustreert een geval van seriële beweging waarbij de bewegingen in de reeks nogal verschillen, dat wil zeggen mes oprapen, open pot openen, uitgespreid uitgraven, pindakaas verspreiden, enz.

Statische beweging:

Het handhaven van een constante positie gedurende een bepaalde periode wordt statische beweging genoemd. Hoewel er geen daadwerkelijke beweging vereist is, is spierinspanning noodzakelijk voor statische beweging. Er is momenteel een grote hoeveelheid gegevens beschikbaar over het vermogen van mensen om de verschillende soorten bewegingen uit te voeren die hierboven zijn opgesomd. Voor een uitstekende samenvatting van dit materiaal, bekijk het boek Human Factors Engineering van EJ McCormick (1964).

Factoranalyse van motoriek:

Eén benadering voor het bepalen van de basisafmetingen van motorvermogen is door het gebruik van factoranalyse. Meestal houden deze studies in dat elk van een groot aantal mensen (meestal enkele honderden) verschillende soorten motorische taken moet uitvoeren. De taken zullen gaan van papier-en-potlood taken zoals het plaatsen van punten in cirkels tot daadwerkelijke handigheidstesten zoals het Purdue Pegboard. Door deze taken te clusteren in vergelijkbare groepen op basis van hun onderlinge correlaties, kan men aanzienlijk inzicht krijgen in wat verschillende soorten speciale vaardigheden vormen voor de grotere vaardigheid die we motoriek noemen.

Fleishman en zijn collega's hebben de grootste hoeveelheid onderzoek gedaan met behulp van deze methodologie. Een goed voorbeeld van hun onderzoek is de studie uit 1962 van Fleishman en Ellison. Ze hebben twaalf apparaattests en negen tests van het type met pen en papier van een manipulatieve aard aan 760 luchtmachttrainees gegeven en vervolgens de correlaties tussen de 21 tests geanalyseerd met de resultaten in tabel 20.2.

Ze waren in staat om de eerste vijf factoren te identificeren (te begrijpen) en noemden ze als volgt:

Factor I: snelheid pols-vinger

Factor II: vingervaardigheid

Factor III: snelheid van armbeweging

Factor IV: Handmatige behendigheid

Factor V: richten

Dit soort onderzoek is wat je het best een "statische" correlationele studie van motoriek kunt noemen: het vangt mensen op een bepaald moment op en onderzoekt hun basisvaardigheden. Fleishman heeft ook wat factoranalytisch onderzoek gedaan met behulp van de procedure om individuen tijdens verschillende trainingen meerdere keren te testen om te zien of, naarmate mensen vaardiger worden, de basisvaardigheden van vaardigheden verschuiven in hun belang en nadruk.

Trackingprestaties:

Trackingvaardigheid is een zeer belangrijk deelgebied binnen het bredere onderwerp van motorisch gedrag. Tracking is nogal moeilijk om op een specifieke manier te beschrijven - het kan worden gezien als elk motorisch gedrag waarbij het gaat om het richten of begeleiden of wijzen van een deel van het eigen lichaam of een object op een of ander doelwit. Een jager die zijn geweer richt op een fazant tijdens de vlucht, volgt de fazant op.

Een bestuurder die met zijn auto een snelweg afrijdt, volgt de snelweg. Een middelste veldspeler die voorbereidingen treft om een ​​vlieg te vangen, "volgt" de bal tijdens de vlucht. Een groot deel van de dagelijkse activiteit van de mens kan gezien worden als volggedrag (neem bijvoorbeeld een eetlepel wortelen in de mond bij het avondeten), maar het is zo'n tweede natuur voor ons dat we er in deze termen zelden aan denken, behalve misschien wanneer we naar een heel jong kind kijken dat deze gewoonlijke vaardigheden gewoon aan het leren is.

Man als systeemcontroller:

Huidig ​​vakonderzoek heeft de neiging om de perceptueel-motorische prestaties van de mens te zien in termen van de taak om als een controller van een "systeem" te dienen. Figuur 20.17 is een diagram van het basisconcept van het mens-machine systeem. In bijna elke geschoolde taak kan de mens worden opgevat als een integraal onderdeel van een groter dynamisch systeem. Dat wil zeggen, hij (1) ontvangt een soort van informatie uit de omgeving (gewoonlijk een soort van weergave) waarop hij moet reageren, en (2) maakt een soort reactie op deze invoer, gebruikmakende van welke besturing dan ook door het systeem wordt geboden.

Het antwoord wordt vervolgens "doorgestuurd" door de resterende systeemcomponenten naar de werkelijke systeemuitvoer. Deze uitgang wordt vervolgens "teruggevoerd" in het display, zodat de operator zijn uitvoering kan bekijken op basis van hoe veel "fout" in zijn antwoord aanwezig was. In het geval van het besturen van een auto zijn het bijvoorbeeld de stuurstangen en de bandendynamica die tussen de menselijke respons (stuuractie) en de systeemoutput (de positie op de weg) ingrijpen. De feedback in dit systeem wordt uiteraard geleverd via het display van de voorruit, waardoor de auto-operator zijn werkelijke positie op de weg kan vergelijken met de interne standaard van waar hij weet dat hij "zou moeten zijn".

Systeem volgorde:

Volgtaken kunnen worden geclassificeerd in termen van de dynamiek van het besturingssysteem dat door de bediener wordt gemanipuleerd. Over het algemeen geldt dat hoe hoger de systeembesturingsvolgorde, hoe complexer de taak van de operator is.

Zero Order Control:

Een nulde orde controlesysteem wordt vaak aangeduid als positionele controle. Het controlesysteem vereist eenvoudigweg dat een persoon een reactie doet die evenredig is met de gewenste systeemuitvoer. Aangezien de gewenste systeemuitvoer typisch een aanpassing van het ingangssignaal is, vraagt ​​het besturingssysteem in feite de operator om reacties evenredig aan het ingangssignaal te maken. Het regelsysteem vertaalt (bijvoorbeeld door een tandwielkast met een bepaalde gespecificeerde verhouding) een positioneringreactie van de bediener naar een nieuwe uitvoerpositie voor het systeem.

Besturing eerste orde:

Gewoonlijk een snelheid- of snelheidsregelsysteem genoemd, geeft een besturingsapparaat van de eerste orde de operator controle over de snelheid (snelheid) van beweging van de systeemuitvoer. Een voorbeeld zou zijn dat de besturingsinrichting aan een motor is gekoppeld, zodat een positieverplaatsing door de bediener de snelheid van de motor verandert, die op zijn beurt wordt gekoppeld aan de versnellingsbak (zie figuur 20.18). De operator bestuurt dus de veranderingssnelheid van de systeempositie in plaats van zijn positie.

Tweede orde controle:

In sommige besturingssystemen heeft de operator controle over de snelheid van systeemverandering. Hiermee bedoelen we dat een positionele reactie door de operator resulteert in een verandering van de versnelling van de kant van de systeemoutput.

Nastreven en Compensatory Tracking:

Volgtaken kunnen ook worden gecategoriseerd in termen van achtervolging of compenserende aard. Het essentiële verschil tussen deze twee vormen van tracking ligt in de manier waarop de twee kritieke elementen van de taak - de locatie van het "doel" en de locatie van het systeem dat wordt bestuurd - aan de systeemexploitant worden getoond.

Bij het volgen worden de relatieve locaties van zowel het doelwit als het systeem dat wordt bestuurd weergegeven en beide worden op het scherm weergegeven. De taak van de operator is, door het systeem op de juiste manier te besturen, om de weergave van het systeem op het display weer te geven zodat het samenvalt met het doelelement (dat wil zeggen, hij is "op doel"), ook al kan het doelwit in beweging zijn.

Compensatoire tracking biedt daarentegen een display waarin het doelwit wordt gerepresenteerd door een stationair element en het doelwit alleen beweegt. De beweging is zodanig dat de operator informatie krijgt over hoe ver en in welke richting hij "off target" is. Elk verschil tussen het doel en het systeemelement geeft de mate van fout op dat moment weer.

Systeembeheersingstheorie:

Een groot voordeel van het gebruik van de systeembenadering bij het bestuderen van het perceptueel-motorische aspect van menselijke prestaties is dat het het gebruik van wiskundige modellen mogelijk maakt bij zowel het beschrijven als begrijpen van dergelijk gedrag. Wiskundige modellen van menselijke prestaties zijn altijd zeer wenselijk omdat ze zowel kwantificering als specificiteit mogelijk maken. Strikt verbale modellen hebben de neiging om algemener te zijn en iets minder bruikbaar.

De systeembeheertheorie is primair gebaseerd op het begrip servo-mechanismen uit de natuurwetenschappen. Een servo-mechanisme is een apparaat dat een bepaalde relatie tot stand brengt tussen het ingangssignaal en het uitgangssignaal.

System control theory behandelt de menselijke controller als een servomechanisme, in zoverre dat de mens wordt beschreven als een systeemelement dat een systematische relatie verschaft tussen de stimulusinvoer en de responsuitvoer. Als de invoer op een kwantitatieve manier kan worden beschreven en als de uitvoer op dezelfde manier kan worden gedefinieerd, kan de relatie tussen uitvoer (Y) en invoer (X) wiskundig worden uitgedrukt als een functie, dat wil zeggen,

Y = f (x)

De functie f (x) wordt de "menselijke overdrachtsfunctie" genoemd en vertegenwoordigt wiskundig de transformaties die de menselijke controller toepast op het ingangssignaal in het proces van het produceren van zijn besturingsrespons. De overdrachtsfunctie is dus in zeer reële zin een wiskundige uitdrukking van menselijke prestaties in een complexe perceptuele motorische taak.

Onderzoek naar de menselijke overdrachtsfunctie in het afgelopen decennium heeft aangetoond dat men wiskundige vergelijkingen kan 'passen' op de prestaties van menselijke regelaars die verrassend stabiel en nauwkeurig zijn, aangezien de complexiteit van het systeem niet te groot is om menselijke capaciteiten te belasten. Briggs (1964) heeft onlangs laten zien hoe deze benadering van menselijke prestaties aanzienlijke implicaties heeft voor de algemene psychologische gedragstheorie.