• Эксклюзивные услуги
• Стажерство и обучение
• Вакансии

Основания, цели, задачи и потенциал эргономической семиотики

Источник публикации: Институт "Высшая религиозно-философская школа" Автор: Институт "Высшая религиозно-философская школа"

Версия для печати

Г.Я. Узилевский

1. Введение

Эргономическая семиотика (в дальнейшем эргосемиотика) является новой научно-практической специализацией, которая занимается исследованием проблем, общих для семиотики, лингвистики и эргономики  [1]. Ее основные положения стали обсуждаться в научной печати с 1988 [2]. Она нацелена на разработку принципов проектирования и создания эффективных и приятных языков человеко-машинного и человеко-компьютерного взаимодействия [1-2]. Объектом исследования являются знаковые средства человеко-машиинного/ компьютерного взаимодействия, предметом исследования – разнообразные аспекты проектирования, использования и функционирование семиотических образований, предназначенных для общения человека с техникой, включая компьютер [3-4].

2. Основания эргонономической семиотики

Нами установлено шесть оснований данной специализации:

1) онтологическая системная лингвистика (В. фон Гумбольдт, И.И. Срезневский, А.А. Потебня, И.А. Бодуен де Куртене, Г.П. Мельников [5];

2) типология знаков Ч.С. Пирса [6];

3) взгляды Н.И. Жинкина на природу отношений между интеллектом и естественным языком (ЕЯ) [7];

4) представления нейролингвистики, нейросемиотики и нейропсихологии о роли и месте асимметрий мозга в образовании естественных и искусственных языков;

5) антропологическая семиотика, изучающая человека как символическое существо в контексте взаимодействия белково-нуклеиного и полевого генов в филогенезе и онтогенезе человека [8];

6) представления эргономики и человеко-компьютерного взаимодействия о проектировании и создании техники, программных и технических средств и пользовательского интерфейса [9].

Рассмотрим их по порядку.

Онтологическая системная лингвистика, являясь продуктом системного подхода и теории  моделирования [10], развивается в контексте немецко-российской лингвистической традиции и характеризуется такими отличительными особенностями, как понятия внутренней и внешней формы языка и знака. Морфема как социализированный образ минимальных единиц речи представляет собой минимум внешней формы языка, значение морфем в виде собственно языкового содержания выступает как минимум внутренней формы языка [5]. 

В связи с этим уместно сказать, что нами были уточнены некоторые положения системной лингвистики. Было выявлено, что языковые знаки не совпадают с речевыми в эволюционно развивающихся искусственных языках, основанных на ЕЯ (библиографический язык, язык волшебных сказок и др.). Языковые знаки совпадают с речевыми в эволюционно развивающихся искусственных языках, не основанных на ЕЯ (см., например, язык геометрических изображений и др.) [3]. Эти результаты содействовали разработке системно-семиотического подхода "снизу вверх" к исследованию и проектированию языков взаимодействия человека с техникой в целом и человека с ЭВМ в частности [3].

Оригинальные идеи Ч.С. Пирса, представленные в его типологии знаков, явились вторым основанием эргосемиотики ввиду того, что понимание природы иконических и индексальных знаков и символов может содействовать надлежащему использованию присущих человеку языков в проектировании и создании пользовательского интерфейса компьютерных систем. Следует особо подчеркнуть, что человек является центром концепции американского мыслителя.

Третье основание эргосемиотики составили взгляды Н.И. Жинкина на общение интеллекта с ЕЯ с помощью универсального предметного кода, что оказало позитивное воздействие на выявление особенностей взаимодействия человека с техникой, включая компьютеры. 

Нейролингвистика, нейросемиотика, нейропсихология и нейрофизиология послужили основой четвертого основания эргосемиотики ввиду необходимости понимания роли и месте асимметрий мозга в образовании языков и кодов, присущих человеку, эволюционно развивающихся искусственных языков и искусственных языков.

Пятое основание эргосемиотики образует представления антропологической семиотики, которая интерпретирует символическое существо как органическую саморазвивающуюся интегративную информационную систему. В предмет исследования данной специализации входят: интеллект как внутренняя форма символического существа; тело как внешняя форма, проявляющаяся в виде динамичной информационной системы порождения состояний, движений и действий; и структурированный субстрат (соматику человека). Выявление свойств, функций и особенностей сознания, бессознательного и сверхсозннания будет стимулировать исследователей в проникновение в глубинные основы взаимодействия человека с техникой, включая ЭВМ [11].

Эргономика, особенно требования к проектированию и эксплуатации эффективного, удобного и приятного оборудования и рабочей среды, является шестым основанием эргосемиотики.

3. Цели и задачи эргономической семиотики

Выявление оснований эргосемиотики позволяет сформулировать следующие цели новой научно-практической специализации:

– определение семиотической природы пользовательского интерфейса, что придает новый импульс к изучению этого феномена;

– установление принципов создания эффективных, удобных и приятных знаковых средств для взаимодействия человека с разнообразными видами техники, включая ЭВМ [2].

Для реализации этих целей должны быть решены такие задачи, как:

Ø                   выявление и изучение различных подходов к пользовательскому интерфейсу и к проектированию и созданию знаковых средств взаимодействия человека с ЭВМ (см. [12]); 

Ø                   исследование природы, форм и процессов взаимодействия человека с ЭВМ (первая попытка была предпринята и описана в [13]);

Ø                   изучение пользовательского интерфейса как интерактивной многоуровневой информационной системы и определение его функций и требований к ним [14];

Ø                   разработка типологии языков человеко-компьютерного взаимодействия, выявление их свойств, функций, особенностей и определение их структуры;

Ø                   выявление правил оптимального распределения функций пользовательского интерфейса между различными языками человеко-компьютерного взаимодействия, ЕЯ, иконическим языком и др.;

Ø                   разработка принципов создания языков и знаковых средств человеко-компьютерного взаимодействия, включая правила распределения информации на экране;

Ø                   раскрытие существующих подходов к выбору цвета при проектировании пользовательского интерфейса и разработка структурно-функционального подхода к надлежащему использованию цветового кода;

Ø                   исследование иконического языка и иконических знаков относительно их участия в проектировании и создании пользовательского интерфейса;

Ø                   изучение использования музыкального кода при формировании пользовательского интерфейса;

Ø                   создание требований к проектированию и оценке языков и знаковых средств человеко-компьютерного взаимодействия.

Теперь рассмотрим некоторые результаты наших исследований, отображающие, на наш взгляд, потенциал эргосемиотики.

4. Потенциал эргономической семиотики

Выявление оснований, целей и задач эргосемиотики содействовало в получении следующих научных результатов:

¨                  Было найдено, что такие хорошо известные, но слабо изученные семиотические образования, как библиографические описания, волшебные сказки, геометрические изображения, шахматные типовые позиции и др. обладают своими собственными знаковыми средствами, их порождающие [15]. Исследование последних с помощью системно-семиотического подхода "снизу вверх" показало правомерность и полезность их интерпретации как языков, обладающих уровнями построения, интеграции и организации. (см. табл. 1).

Таблица 1

Состав и структура библиографического языка

Эта таблица является прекрасным примером реализации свойства самоорганизации. Раскрытие состава и структуры эволюционно развивающихся искусственных языков говорит о том, что они могут использоваться при проектировании специализированных компьютерных систем (информационные системы, включая гипертекстовые; программы порождения волшебных сказок; САПР; шахматные программы и др), поскольку эти языки играют значительную роль в организации последних.

При исследовании эволюционно развивающихся искусственных языков было обращено внимание на то, что их внешняя форма характеризуется двумя уровнями: абстрактным и конкретным, которые, в свою очередь, обусловлены асимметриями мозга [16]. При дальнейшей проработке этой проблемы было установлено, что присущие человеку языки, когнитивные и мнемические механизмы также обладают такой же структурой внешней формы [3]. 

Из сказанного нами выше следует, что структура любого искусственного языка, предназначенного для общения "человек – человек" и "человек – техника/компьютер", должна состоять из двух уровней: абстрактного и конкретного.

Представляет научный интерес связать полученный результат с генетикой человека. Начнем с того, что полевой геном находится в пространстве белковово-нуклеинового генома [17]. Это факт подчеркивает значимость раскрытой нами структуры, которая выводит нас на следующую цепочку: белково-нуклеиновый геном задает специализацию мозга, которая диктует двухуровневую структуру языков, когнитивных и мнемонических механизмов (полевой геном является их материальным носителем). В свою очередь, когнитивные механизмы благодаря самоорганизации и саморазвитию в процессе онтогенеза опредеделенным образом воздействуют на генетические механизмы человека. Из этого следует тесное взаимодействие языков и кодов со структурированным субстратом символического существа.

¨    При изучении эволюции средств общения в контексте развития мировой культуры было найдено, что она включает в себя пять периодов: довербальный период, период устного общения, период письменной речи; период книгопечатания; период появления кино, радио, телевидения, компьютеров [18] (см. табл. 2].

Таблица 2

Периоды эволюции средств общения

Большинство присущих человеку языков появилось в первом периоде. К ним можно отнести такие языки и коды, как языки движений, действий, жестов, образов, эмоциональных состояний, иконический язык, музыкальный и цветовой коды и др. В связи с тем, что эти языки и коды слабо изучены, в задачу эргосемиотики входит исследование этих семиотических образований в двух направлениях:

а) проектирования сложных семиотических образований; 

б) сопряженности свойств, функций и особенностей искусственных языков человеко-компьютерного взаимодействия с характеристиками новых средств или устройств для ввода и вывода информации.

В последнее десятилетие появились индикаторы шестого периода развития средств общения в виде виртуальных реальностей, Интернета и пр. (см. табл. 2). По нашему мнению, этот период будет отличаться непосредственным взаимодействием пользователей с компьютерами. Мы полагаем, что языки и коды, появившиеся в довербальном периоде, устный вариант ЕЯ и новые средства ввода и вывода информации, будут играть доминирующую роль на этом этапе развития средств общения. Ожидается появление новых знаковых средств, основанных на симбиозе этих языков и кодов. Мы полагаем, что эргосемиотика будет объединять усилия ученых и специалистов в этом направлении. Можно с уверенностью полагать, что нас ожидает успех на пути изучения и проектирования новых информационных технологий, создания новых устройств ввода и вывода информации, исследования языков, симметрий и асимметрий мозга, а также присущих человеку языков. По-видимому, это совпадет с открытием, описанием и объяснением механизмов входа и выхода человека в будущее и прошлое.

¨                  Несмотря на наличие громадного опыта взаимодействия человека с ЭВМ надлежащая научная интерпретация пользовательского интерфейса отсутствует. При интерпретации последнего нами была использована дихотомия "язык – текст", которая покрывает большое количество проблем, возникающих в процессе общения человека с компьютером.

При проектировании эффективного, удобного и приятного пользовательского интерфейса мы выходим на проблему выбора периферийных устройств и соответствующих знаковых средств, которые обеспечивают общение человека с компьютером. При создании пользовательского интерфейса формируется оперативная символическая машина, которая порождает тексты с помощью периферийных устройств, языков человеко-компьютерного взаимодействия и программных средств, образующих единую систему.

Иными словами, эти языки трансформируются в автономное независимое от человека (в плане функционирования) средство создания знаковой продукции. Было установлено, что пользовательский интерфейс существует в двух формах:

– как обобщенная абстрактная система физических и знаковых средств; 

– как конкретная система взаимодействия этих средств, позволяющих пользователю динамично общаться с программным продуктом.

В контексте эргосемиотики конкретный пользовательский интерфейс определим как интерактивную многоуровневую информационную систему, образованную на основе присущих человеку языков (ЕЯ, иконический язык, цветовой и музыкальный коды и др.), эволюционно развивающиеся искусственные языки, гибкие средства создания программных и технических средств. Он характериризуется тем, что пользователь получает возможность креативно и динамично работать с постоянно обновляющимся массивом для решения определенных задач.

Использование системно-семиотического подхода "снизу вверх" способствовало определению требований к его проектированию, созданию и эксплуатации [3, 301-307] (см. табл. 3).

Тaблица 3

Эргосемиотические требования к проектированию и оценке

пользовательского интерфейса

Из изложенного нами выше материала следует, что разработана холистическая концепция пользовательского интерфейса, которая может иметь практические следствия.

Нами была предложена типология языков взаимодействия человека с ЭВМ:

*         языки пользователей предметной или проблемной областью;

*         языки общения человека с компьютером (коммандные языки, экранное и планшетное меню, окна как знаковые средства и др.).

Отметим, что были установлены структура, стили, свойства, функции и особенности языков взаимодействия человека с ЭВМ. Были определены следующие требования к проектированию и оценке этих семиотических образований. С позиции прагматики они должны:

1) соответствовать когнитивным, мотивационным, психомоторным, эмоциональным, профессиональным характеристикам пользователей;

2) отвечать потребностям и задачам пользователей;

3) соответствовать назначению и особенностям того или иного программного продукта;

5) быть легки в изучении, легки и удобны в использовании, приятны в общении, эффективны в деятельности [3].

С позиции сигматики они должны быть основаны не только на ЕЯ, но и на других присущих человеку языках. С позиции семантики они должны отвечать нормам той или иной предметной области знания с максимальным учетом профессионального языка пользователей. С позиции синтактики они должны отвечать особенностям устройств для ввода и вывода информации.

На наш взгляд, рассмотренные выше результаты будут содействовать исследованию и проектированию искусственных языков взаимодействия человека со сложным оборудованием. Отметим, что в этом случае компьютер играет роль посредника между человеком и техникой.

¨      Для того, чтобы проникнуть в сущность человеко-компьютерного взаимодействия были разработаны следующие модели обработки информации: модель процесса перевода; модель восприятия, понимания и порождения библиограмм; модель порождения текста драматическим актером;; модель обработки информации в процессе общения;

– модель обработки информации в процесс общения "человек – человек" [3, 218-232] (см. рис. 1);

–                    модель порождения движений и действий в процессе общения "человек – человек" (см [8, 93-107]) и др.

В основу создания перечисленных выше моделей легли вошли представления онтологической системной лингвистики, модифицированная модель оперативной речевой памяти Н.И. Жинкина, особенности взаимодействия интеллекта с ЕЯ и др. В состав этих моделей входят механизмы и блоки вербального и невербального мышления, тесно связанные друг с другом прямыми и обратными связями, многоуровневостью и системной организацией.

Fig.1. Модель обработки информации партнерами в процессе общения

1 – вход сообщения; 2 – знакоприемный механизм; 3 – языковое мышление; 4 – невербальное мышление; 5 – механизм сличения знаков; 6 – механизм декодирования сообщения; 7 – блок внешней формы языковых знаков; 8 – блок внутренней формы языковых знаков; 9 – блок оперативной речевой памяти; 10 – механизм выявления намерения партнера; 11 – механизм контроля; 12 – механизм поддержки общения; 13 – механизм выдачи задания на реализацию намерения; 14 – блок универсального предметного кода; 15 – блок знаний о невербальных средствах общения (мимика, жесты, позы); 16 – блок самопознания; 17 – блок идентификации и эмпатии; 18 – блок рефлексии; 19 – блок прогнозирования развития образа партнера; 20 – блок психологической защиты; 21 – блок совместной деятельности; 22 –  механизм выбора знаков; 23 – механизм комбинирования знаков; 24 – механизм выразительной речи; 25 – блок внутренней формы языковых знаков; 26 – блок внешней формы языковых знаков; 27 –блок знакообразовательных моделей; 28 – блок оперативной речевой памяти; 29 –невербальные средства общения. 30 – механизм физической реализации знаков; 31 – выход сообщения.

Данные модели отличает широкая представленность интеллекта, который непосредственно взаимодействует с языками и кодами, появившимися в довербальный период эволюции средств общения, и опосредованно с помощью ЕЯ и универсального предметного кода [8, 76-82]).

Данная модель содействовала вводу новых метафор в человеко-компьютерное взаимодействие, проектирование современных компьютерных систем и исследования ментального мира пользователей. К ним относятся:

1) компьютер как  иллюзорный партнер;

2) компьютер как квазиcубъект [13, 228-236]. 

При исследовании интеллекта мы пришли к выводу, что полезно реинтерпретировать триаду "сознание – бессознательное – сверхсознание", в которой последнее является системой взаимодействия с первыми двумя компонентами. Это дает возможность рассматривать различные виды знаний пользователя в контексте совершенствования общения "человек –машина/компьютер" [3;8].   

Наличие жестких и мягких звеньев в мозгу человека, а также универсальный характер взаимодействия сознания, бессознательного и сверхсознания позволили нам по иному посмотреть на состав компьютерных систем. На наш взгляд, сложные компьютерные системы полезно проектировать трехзвенными:

а) консервативная система, в которой представлены те программы, которые могут обслуживать стереотипные запросы в течение длительного времени;

б) операциональная система в виде пользовательского интерфейса, осуществляющая общение между компьютером и пользователем;

c) интеллектуальная система-посредник, которая следит за обработкой информации, подвергает ее анализу и быстро реагирует на изменение внешней среды, в особенности на изменение экономической ситуации. [8].

В этом случае компьютерные системы будут динамично и своевременно откликаться на развитие того или иного объекта или субъекта, и, в свою очередь, вызывать изменения в целях и задачах человеко-компьютерного взаимодействия.

¨                  При изучении природы пользовательского интерфейса и предметной/ проблемной области пользователей были определены состав и отличительные особенности иконических знаков. Следует отметить, что были выявлены свойства и функции иконических языков (см. табл. 4) и разработаны эргосемиотические требования к проектированию иконических знаков.

Таблица 4

Свойства и функции иконических языков

При изучении пользовательского интерфейса нами было обращено внимание на участие иконического языка в создании языка предметной/проблемной области пользователей. С позиции эргосемиотики были проанализированы использование иконических знаков в исследовании математических объектов и объектов другого рода, а  также применение математических средств в изучении иконических знаков и иконических систем [3, 355-360]. Отметим, что в рамках данной научно-практической специализации был разработан структурно-функциональный подход к использованию цветового кода при создании пользовательского интерфейса, который содействует увеличению количества цветов на экране компьютера до 10-12 без ущерба для пользователей [19].  

Мы ощуществили обзор определенных достижений в области эргосемиотики, которые, на наш взгляд, свидетельствуют о значительном потенциале последней.

Различные пути практического применения научных результатов, полученных автором (системы искусственного интеллекта, САПР, виртуальные реальности, инновационные педагогические технологии и др.) были представлены и обсуждены в [3;11]. 

5. Заключение  

Таким образом, мы рассмотрели основания, цели, задачи и потенциал в области эргосемиотики, находящейся в начале своего развития. Очевидно, нет смысла противопоставлять эргосемиотику другим научным дисциплинам, занимающимся исследованием пользовательского интерфейса и прикладного программирования. Наоборот, исследовательские данные, полученные научными специализациями в технике, эргономике, лингвистике, программировании, психологии, семиотике и др., можно рассматривать как требования к исследованию и проектированию пользовательского интерфейса на более низком уровне, ответственным за который является эргосемиотика. Это утверждение является чрезвычайно важным, поскольку компьютеры трансформируются в настоящее время в медиатор (посредник) между человеком и сложным оборудованием.

Следует сказать, что формулирование целей и задач эргосемиотики содействовало

Ø                  разработке системно-семиотического подхода "снизу-вверх" к исследованию знаковых средств;

Ø                  изложению нового взгляда на природу присущих человеку языков;

Ø                  выявлению состава, структуру, свойств и функций эволюционно развивающихся искусственных языков;

Ø                  cозданию моделей обработки, основанных на взаимодействии интеллекта с различными языками и кодами;

Ø                  раскрытию триады "сознание – бессознательное – сверхсознание", в которой  последнее играет роль мягкого и умного менеджера;

Ø                  разработке новой периодизации эволюции средств общения и др.

Теперь сформулируем ряд тем, которые, вытекая из рассмотренных в статье результатов, имеют практическую значимость:

– Исследование, обобщение и использование лингвистических и семиотических фактов и представлений архитектуры, информатики, искусственного интеллекта, кибернетики, компьютерной графики, общей теории общения, психологии, эргономики и др. в контексте антропологической и эргономической семиотик в целях проектирования пользовательского интерфейса. Полезно разработать соответствующую экспертную или гипертекстовую систему по этим проблемам.

– Обобщение значительного опыта использования языков, появившихся в довербальный период развития средств общения, в проектировании и создании пользовательского интерфейса в контексте антропологической и эргономической семиотик. Выявленные данные и знания полезно использовать в создании экспертной или гипертекстовой системы, посвященной использованию иконического языка, музыкального и цветового кодов, языка жестов и др. в проектировании и разработке пользовательского интерфейса.

– Исследование, проектирование и создание комптютеризованных учебных комплексов, в которых учебники и компьютерные обучающие системы обладают своими целями, задачами, функциями и особенностями [12].

– Исследование, проектирование и создание систем искусственного интеллекта, нацеленных на стимулирование естественного интеллекта.

Список использованной литературы

1. Uzilevsky G.J., Andreev V.O. Ergosemiotics as a result of engineering, linguistics, semiotics and ergonomics development // Ergonomics in Russia, the other independent states, and around the world: past, present and future. St. Petersburg, Russia., 1993. – С. A 32-34.

2. Узилевский Г.Я. Об эргосемиотическом подходе к созданию визуальных знаковых систем // Графические знаки: проблемы, исследования, разработки, стандартизации. Киев, 1988. – С. 41-46.

3. Узилевский Г.Я. Начала эргономической семиотики. – Орел: ОРАГС, 2000. – 408 с.

4. Uzilevsky G. Ergosemiotics of user interface research and design: foundations, potential, objectives // Human-computer interaction: 4^th International Conference EWHCI’94. St. Petersburg, Russia, 1994. Berlin: Springer Verlag, 1994. – P. 1-10.

5. Мельников Г.П.. Основы терминоведения. –М.: УДН, 1991.– 115 с. 

6. Peirce Ch. S. Collected papers. – Vol. 1-2. – Cambridge: Harvard University Press, 1960. – 535 p.

7. Жинкин Н.И. Речь как проводник информации. М: Наука, 1982.– 153 с.

8. Узилевский Г.Я. Введение в антропологическую семиотику. Орел: НП "Редакция газеты"Орловская правда", 2002. –158 с.

9. Мунипов В.М., Зинченко В.П.. Эргономика:человекоориентированное проектирование техники, программных средств и сред. – М.: Логос, 2001. – 356 p.

10. Мельников Г.П. Системология и лингвистические аспекты кибернетики. – М.: Сов. Радио, 1973. –367 с.

11. Узилевский Г.Я. Взаимосвязи искусственного интеллекта и человеко-компьютерного взаимодействия в контексте антропологической семиотики // Пользовательский интерфейс в современных компьютерных системах. Орел, 1999. – С. 182-195.

12. Узилевский Г.Я. Семиотические подходы к исследованию пользовательского интерфейса // Новости искусственного интеллекта. – 1994. – № 2. – С. 7-56.

13. Агеев В.Н., Узилевский Г.Я. Человеко-компьютерное взаимодействие: концепции, процессы, модели. М.: Мир книги, 1995.– 288 с.

14. Uzilevsky G. Ja., Zinchenko V.P. User interface research // East-West. Proc. of International Conference on human-computer interaction. Part. 2. St.-Petersburg, Russia, 1992. – P. 303-313.

15. Узилевский Г.Я. О структуре естественных и структуре эволюционно развившихся искусственных языков // НТИ.– Сер. 2.– 1991.– № 9.– С. 1-7.

16. Узилевский Г.Я., Руденская Т.Е. К исследованию оснований антропологической семиотики. 3. Скоростной метод определения облика человека как проявление семиотического диагностирования // НТИ. – Сер. 2. – 2002. – № 5.– С.  5-17.

17. Казначеев В.П., Михайлова Л.П. Биоинформационная функция естественных электромагнитных полей. – Новосибирск: Наука, 1985. – 181 p.

18. Uzilevsky G., Andreev V. Iconic signs and user interface development, in: Human-computer interaction. Third International Conference, EWHCI'93. Moscow, Russia, August 1993. Berlin: Springer Verlag, 1993. – P. 115-124.

19. Узилевский Г.Я. Использование цветового кода при проектировании пользовательского интерфейса современных компьютерных систем // // Международный форум по информации и документалистике. – 2000. – №  4.

20. Минакова М.А., Узилевский Г.Я. Принципы разработки учебно-методического комплекса. – Орел: ОРАГС, 2002.– 204 с.

Сведения об авторе

Узилевский Геннадий Яковлевич – профессор, доктор филологических наук.

Служебный адрес: г. Орел, 302017, бульвар Победы 5а, Орловская региональная академия государственной службы, кафедра социологии и психзологии управления, тел. 0862–43-40-05.

Домашний адрес (адрес для переписки) – Орел, 302025, Московское шоссе 113а, кв. 8, тел. 086-22-3-61-61. Электронная почта: guzilevsky@orel.ru.