Perzeptiv - Motorik: Typen, Faktoren, Nachverfolgung und Systemkontrolle

Das Thema motorische Fähigkeiten reicht von der Untersuchung des Verhaltens bei einfachen manipulativen Geschicklichkeitsaufgaben (z. B. Pegboards) bis hin zu hochkomplexen Fertigkeiten und Koordination bei der Steuerung von Fahrzeugen wie Flugzeugen und Weltraumkapseln. Die motorische Aktivität oder das perzeptualmotorische Verhalten, wie es oft bezeichnet wird, spielt in unserem täglichen Leben eine so herausragende Rolle, dass wir es oft als selbstverständlich betrachten.

Nur wenn wir uns in bestimmten Situationen befinden, wird uns bewusst, dass körperliche Koordination und Geschicklichkeit nicht für alle Menschen natürlich ist. Ein paar Stunden, in denen Golfer an einem Samstagnachmittag den ersten Abschlag verbringen, können dramatische Demonstrationen der verschiedenen motorischen Verhaltensweisen verschiedener Personen darstellen.

Arten von motorischen Bewegungen:

Zum besseren Verständnis ist es hilfreich, motorische Bewegungen in verschiedene Kategorien einzuteilen.

McCormick (1964) listet fünf solcher Gruppen auf:

Positionierbewegungen:

Dies sind Bewegungen von einem bestimmten Ort zu einem anderen bestimmten Ort. Beispiele wären das Umblättern eines Buches oder das Bewegen eines Hebels von einer diskreten Position in eine andere diskrete Position.

Wiederholende Bewegungen:

Das wesentliche Merkmal hierbei ist, dass die gleiche Bewegung kontinuierlich wiederholt wird, z. B. ein Ball springen, eine Uhr aufrollen usw.

Kontinuierliche Bewegungen:

Diese Bewegungen beinhalten einen kontinuierlichen Kontrollprozess, normalerweise als Reaktion auf einen äußeren Stimulus. Zum Beispiel erfordert das Autofahren ein kontinuierliches Lenken in Reaktion auf die Kurven und Kurven der Straße.

Serienbewegungen:

Dies sind eine Reihe von relativ separaten Bewegungen in einer Sequenz. Sie können im Voraus bekannt sein oder sich teilweise als Funktion der vorherigen Leistung ergeben. Das Spielen eines Musikinstruments veranschaulicht einen Fall von seriellen Bewegungen, bei denen alle Bewegungen im Wesentlichen vom gleichen Typ sind; Die Zubereitung eines Erdnussbuttersandwiches veranschaulicht einen Fall serieller Bewegungen, bei denen die Bewegungen in der gesamten Serie ziemlich unterschiedlich sind, d. h. Messer aufheben, Glas aufschrauben, Ausbreitung ausgraben, Erdnussbutter verteilen usw.

Statische Bewegung:

Das Festhalten einer konstanten Position über einen bestimmten Zeitraum wird als statische Bewegung bezeichnet. Obwohl keine tatsächliche Bewegung erforderlich ist, ist für die statische Bewegung eine Muskelanstrengung erforderlich. Derzeit ist eine große Anzahl von Daten verfügbar, die die Fähigkeit des Menschen betreffen, die verschiedenen oben genannten Bewegungsarten auszuführen. Eine hervorragende Zusammenfassung dieses Materials finden Sie in dem Buch Human Factors Engineering von EJ McCormick (1964).

Faktoranalytische Studien zur Bewegungsfähigkeit:

Ein Ansatz zur Bestimmung der grundlegenden Dimensionen der Motorfähigkeit ist die Verwendung der Faktoranalyse. In der Regel umfassen diese Studien, dass jeder von einer großen Anzahl von Menschen (in der Regel mehreren hundert) verschiedene Arten von motorischen Aufgaben ausgeführt werden müssen. Die Aufgaben reichen von Papier- und Bleistiftaufgaben wie dem Einfügen von Punkten in Kreisen bis hin zu aktuellen Fingerfertigkeitstests wie dem Purdue-Pegboard. Durch Gruppieren dieser Aufgaben in ähnliche Gruppen nach ihren Korrelationen kann man einen umfassenden Einblick erhalten, welche unterschiedlichen Spezialfähigkeiten die gröberen Fähigkeiten sind, die wir als motorische Fähigkeiten bezeichnen.

Fleishman und seine Mitarbeiter haben die meiste Forschung mit dieser Methode durchgeführt. Eine gute Probe ihrer Forschung ist die Studie von Fleishman und Ellison aus dem Jahr 1962. Sie gaben zwölf Gerätetests und neun Tests mit Papier und Bleistift mit manipulativem Charakter an 760 Air Force-Auszubildende ab und analysierten anschließend die Wechselwirkungen zwischen den 21 Tests mit den in Tabelle 20.2 gezeigten Ergebnissen.

Sie waren in der Lage, die ersten fünf Faktoren zu identifizieren (sinnvoll) und nannten sie wie folgt:

Faktor I: Handgelenk-Finger-Geschwindigkeit

Faktor II: Fingerfertigkeit

Faktor III: Geschwindigkeit der Armbewegung

Faktor IV: Manuelle Fingerfertigkeit

Faktor V: Zielen

Diese Art von Studie ist das, was man am besten als „statische“ Korrelationsstudie der motorischen Fähigkeiten bezeichnen könnte: Sie fängt die Menschen zu einem bestimmten Zeitpunkt ein und untersucht ihre grundlegenden Fähigkeiten. Fleishman hat auch einige Faktorenanalysen durchgeführt, bei denen Personen während des Trainings mehrmals getestet wurden, um zu sehen, ob sich mit zunehmender Qualifikation der Menschen die grundlegenden Qualifikationsdimensionen in ihrer Bedeutung und ihrem Schwerpunkt ändern.

Tracking-Leistung:

Die Verfolgung von Fertigkeiten ist ein sehr wichtiger Teilbereich innerhalb des breiteren Themas des motorischen Verhaltens. Tracking lässt sich nur schwer auf eine bestimmte Art beschreiben - es kann als motorisches Verhalten verstanden werden, bei dem das Zielen oder Führen eines Teils des eigenen Körpers oder eines Objekts auf ein bestimmtes Ziel gerichtet ist. Ein Jäger, der seine Flinte auf einen im Flug befindlichen Fasan richtet, "verfolgt" den Fasan.

Ein Fahrer, der sein Auto über eine Autobahn fährt, „verfolgt“ die Autobahn. Ein Mittelfeldspieler, der sich darauf vorbereitet, eine Fliege zu fangen, „verfolgt“ den Ball im Flug. Ein großer Teil der täglichen Aktivitäten des Menschen kann als Tracking-Verhalten betrachtet werden (nehmen Sie zum Beispiel beim Essen einen Löffel Karotten in den Mund), aber es ist für uns eine so zweite Natur, dass wir selten in dieser Hinsicht daran denken Vielleicht, wenn wir ein sehr junges Kind beobachten, das gerade diese gewohnheitsmäßigen Fähigkeiten erlernt.

Mann als System Controller:

Die aktuelle Skill-Forschung hat tendenziell die perzeptualmotorische Leistung des Menschen im Hinblick auf die Aufgabe eines Controllers eines „Systems“ betrachtet. Abbildung 20.17 zeigt ein Diagramm des grundlegenden Mensch-Maschine-Systemkonzepts. In fast jeder geschickten Aufgabe kann der Mensch als integraler Bestandteil eines größeren dynamischen Systems verstanden werden. Das heißt, er (1) empfängt eine Art von Informationen aus der Umgebung (normalerweise irgendeine Art von Anzeige), auf die er antworten muss, und (2) gibt auf diese Eingabe eine Art Reaktion ab, wobei er die vom System bereitgestellten Steuerelemente verwendet.

Die Antwort wird dann durch die verbleibenden Systemkomponenten in die tatsächliche Systemausgabe "übertragen". Diese Ausgabe wird dann in die Anzeige "zurückgespeist", so dass der Bediener seine Leistung danach sehen kann, wie viel "Fehler" in seiner Antwort vorhanden war. Beim Fahren eines Automobils ist es beispielsweise das Lenkgestänge und die Reifendynamik, die zwischen der menschlichen Reaktion (Lenkaktion) und der Systemausgabe (der Position auf der Straße) eingreifen. Die Rückmeldung in diesem System erfolgt natürlich über die Windschutzscheibenanzeige, durch die der Autofahrer seine tatsächliche Position auf der Straße mit dem internen Standard des Ortes vergleichen kann, von dem er weiß, dass er „sein sollte“.

Systemauftrag:

Verfolgungsaufgaben können hinsichtlich der Dynamik des durch den Bediener manipulierten Steuersystems klassifiziert werden. Im Allgemeinen ist die Aufgabe des Bedieners umso komplexer, je höher die Systemsteuerungsreihenfolge ist.

Zero Order Control:

Ein nullteres Steuersystem wird häufig als Positionssteuerung bezeichnet. Das Steuersystem erfordert lediglich, dass eine Person eine Antwort abgibt, die proportional zur gewünschten Systemleistung ist. Da die gewünschte Systemausgabe typischerweise eine Übereinstimmung des Eingangssignals ist, fordert das Steuersystem den Bediener im Wesentlichen auf, Reaktionen proportional zu dem Eingangssignal zu machen. Das Steuersystem übersetzt (z. B. durch ein Getriebe mit einem bestimmten Verhältnis) eine Positionierungsantwort des Bedieners in eine neue Ausgabeposition für das System.

Erstauftragskontrolle:

Eine Regelungsvorrichtung erster Ordnung, die üblicherweise als Geschwindigkeits- oder Geschwindigkeitssteuersystem bezeichnet wird, gibt dem Bediener die Kontrolle über die Bewegungsgeschwindigkeit (Geschwindigkeit) der Systemausgabe. Ein Beispiel wäre, wenn das Steuergerät mit einem Motor verbunden ist, so dass eine Positionsbewegung durch den Bediener die Drehzahl des Motors ändert, der wiederum an das Getriebe angeschlossen ist (siehe Abbildung 20.18). Somit steuert der Bediener die Änderungsrate der Systemposition und nicht dessen Position.

Kontrolle zweiter Ordnung:

In einigen Steuerungssystemen hat der Bediener die Kontrolle über die Änderungsrate des Systems. Damit ist gemeint, dass eine Positionsreaktion des Bedieners zu einer Änderung der Beschleunigung der Systemleistung führt.

Verfolgung und kompensatorisches Tracking:

Nachverfolgungsaufgaben können auch nach der Art der Verfolgung oder Kompensation kategorisiert werden. Der wesentliche Unterschied zwischen diesen beiden Formen der Nachverfolgung liegt in der Art und Weise, in der die beiden kritischen Elemente der Aufgabe - der Ort des "Ziels" und der Ort des zu kontrollierenden Systems, dem Systembediener angezeigt werden.

Bei der Verfolgung werden die relativen Positionen sowohl des Ziels als auch des Systems, das gesteuert wird, angezeigt und beide bewegen sich auf der Anzeige. Die Aufgabe des Bedieners besteht darin, durch geeignete Steuerung des Systems die Darstellung des Systems auf der Anzeige so zu bringen, dass sie mit dem Zielelement übereinstimmt (dh er ist "auf dem Ziel"), obwohl das Ziel in Bewegung sein kann.

Die kompensatorische Verfolgung liefert andererseits eine Anzeige, in der das Ziel durch ein stationäres Element dargestellt wird und sich das Ziel alleine bewegt. Seine Bewegung ist so, dass der Bediener darüber informiert wird, wie weit und in welche Richtung er sich vom Ziel entfernt befindet. Jede Differenz zwischen dem Ziel und dem Systemelement repräsentiert den Fehlergrad zu diesem Zeitpunkt.

Systemsteuerungstheorie:

Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung des Systemansatzes bei der Untersuchung des perzeptualmotorischen Aspekts der menschlichen Leistungsfähigkeit besteht darin, dass mathematische Modelle sowohl zur Beschreibung als auch zum Verständnis eines solchen Verhaltens verwendet werden können. Mathematische Modelle menschlicher Leistungsfähigkeit sind immer sehr wünschenswert, da sie sowohl Quantifizierung als auch Spezifität zulassen. Streng verbale Modelle sind allgemeiner und weniger nützlich.

Die Theorie der Systemsteuerung basiert in erster Linie auf der Vorstellung von Servomechanismen aus den physikalischen Wissenschaften. Ein Servomechanismus ist eine Vorrichtung, die eine bestimmte Beziehung zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal herstellt.

Die Theorie der Systemsteuerung behandelt die menschliche Steuerung als einen Servomechanismus, indem der Mensch als ein Systemelement beschrieben wird, das eine systematische Beziehung zwischen der Anregungseingabe und der Antwortausgabe bereitstellt. Wenn die Eingabe in quantitativer Weise beschrieben werden kann und die Ausgabe auf ähnliche Weise definiert werden kann, kann die Beziehung zwischen Ausgabe (Y) und Eingabe (X) mathematisch als eine Funktion ausgedrückt werden, d. H.

Y = f (x)

Die Funktion f (x) wird als "menschliche Transferfunktion" bezeichnet und stellt mathematisch die Transformationen dar, die der menschliche Controller auf das Eingangssignal anwendet, während er seine Steuerantwort erzeugt. Die Übertragungsfunktion ist also in einem sehr realen Sinn ein mathematischer Ausdruck menschlicher Leistung in einer komplexen perzeptiven motorischen Aufgabe.

Forschungen zur Funktion des menschlichen Transfers haben in den letzten zehn Jahren gezeigt, dass man mathematische Gleichungen an die Leistung von menschlichen Controllern anpassen kann, die überraschend stabil und genau sind, da die Komplexität des Systems nicht zu groß ist, um die Fähigkeiten des Menschen zu übersteuern. Briggs (1964) hat kürzlich gezeigt, dass diese Herangehensweise an die menschliche Leistungsfähigkeit erhebliche Auswirkungen auf die allgemeine psychologische Verhaltenstheorie hat.