Main directions of A.I. Galaktionov's engineering-psychological studies (To the 100th Anniversary of Birth)

Full Text

Крупный специалист в области инженерной психологии, умело сочетающий теоретические, экспериментальные и прикладные исследования.

Б.Ф. Ломов

В настоящее время формируется устойчивый интерес исследователей к истории отечественной инженерной психологии [25–27; 30; 33; 34; 37; и др.]. В частности, это связано с тем, что в последние годы активно развивается проблематика психологического исследования искусственного интеллекта [33], истоки которой (хотя и в другом понимании) восходят к изучению этого вопроса в 1970–1980-е годы в советской психологии [9; 28; 29; 35; и др.].

Значимое место в истории российской инженерной психологии занимает научно-исследовательская деятельность выдающихся ученых Института психологии РАН: Б.Ф. Ломова, К.К. Платонова, В.Ф. Рубахина, В.А. Бодрова и др. [8; 22; 25; 26; 30]. В этом ряду важно отметить Анатолия Ивановича Галактионова (1924–1996), доктора психологических наук, кандидата технических наук, ветерана Великой Отечественной войны (ВОВ), крупного специалиста в области инженерной психологии. О его жизни и творчестве написано явно недостаточно — его вклад справедливо отмечается в обзорно-аналитических работах по истории отечественной инженерной психологии [8, с. 16; 27, с. 59; 34, с. 126; 37, с. 315; и др.], психологии труда и профессиональной деятельности [7, с. 67; 24, с. 33; и др.]. В связи со 100-летием со дня его рождения представляется важным более подробно рассмотреть его научную биографию и основные направления исследований.

Жизненный путь А.И. Галактионова

Анатолий Иванович родился 22 июня 1924 г. в с. Синьково Дмитровского района Московской области в семье рабочих. Отец — Иван Петрович (1890–1943), работал в колхозе столяром и заведующим слесарным цехом на фабрике; мать — Анна Дмитриевна (1900–?), также работала в колхозе. В 1939 г. А.И. Галактионов окончил Синьковскую неполную среднюю школу, затем поступил в Московский техникум общественного питания при Народном комиссариате внутренней и внешней торговли СССР, но в июне 1941 г. в связи с началом ВОВ, будучи 17 лет, ушел добровольцем на трудовой фронт (работал под Смоленском, Брянском, Москвой и др.). Через год в августе 1942 г. он был призван в ряды Советской армии: участвовал в освобождении Украинской ССР, Молдавской ССР, Румынии, Югославии, Венгрии и др. После окончания ВОВ продолжил служить на Сахалине [32, Л. 10, 12].

Можно выделить два периода научной биографии А.И. Галактионова по основаниям места работы и специализации организаций:

• 1947–1979 гг. — “инженерно-технический”: научно-исследовательская работа в инженерно-технических организациях;
• 1980–1996 гг. — “инженерно-психологический”: научно-исследовательская деятельность в Институте психологии АН СССР (РАН).

“Инженерно-технический” период научно-исследовательской деятельности А.И. Галактионова

В сентябре 1947 г. после демобилизации А.И. Галактионов поступил на подготовительное отделение Московского механического института (с 1953 г. — Московский инженерно-физический институт), где с 1948 по 1954 г. учился по специальности “физическое приборостроение” и выпустился с квалификацией “инженер-физик” [Там же, Л. 20]. После получения высшего образования с марта 1954 г. он начал работать инженером-конструктором в лаборатории космических лучей Физического института им. П.Н. Лебедева Академии наук СССР [Там же, Л. 118]. Здесь он занимался инженерно-технологической работой и разработал несколько сложных электронных устройств для исследования параметров частиц высоких энергий, ряд установок в области ядерной физики [14].

В ноябре 1959 г. Анатолий Иванович поступил в аспирантуру Института автоматики и телемеханики АН СССР (с 1969 г. — Институт проблем управления (ИПУ) АН СССР), которую закончил в 1964 г., а в 1966 г. здесь же защитил кандидатскую диссертацию по техническим наукам на тему “Исследование процесса обнаружения событий человеком-оператором в системах контроля”. Одновременно с обучением в аспирантуре с 1962 г. А.И. Галактионов был зачислен сотрудником в ИПУ АН СССР, где последовательно занимал должности ведущего инженера, младшего и старшего научного сотрудника, заместителя заведующего лабораторией [32, Л. 7]. В эти годы Анатолий Иванович занимался изучением сложной мыслительной деятельности человека-оператора по решению задач контроля и управления технологическими процессами и комплексами техники, процессов формирования и трансформации психологической структуры деятельности. Он разработал электролюминесцентные и световодные мнемосхемы для Ужгородского бетонного завода-автомата, атомного ледокола “Ленин”, Серебряковского цементного завода и др. [3, с. 145–146].

В апреле 1977 г. его перевели в Проектно-конструкторское бюро автоматизированных систем управления (ПКБ АСУ) при Министерстве приборостроения, средств автоматизации и систем управления СССР (г. Нахабино, Московская область) на должность заместителя директора по научной работе [32, Л. 15, 118]. Летом 1978 г. Московское отделение ПКБ АСУ было сначала переведено в другой город, а затем расформировано. По этой причине с июня 1978 г. А.И. Галактионов начал вести преподавательскую деятельность, став доцентом кафедры вычислительной техники и автоматизированных систем управления (АСУ) Московского технологического института мясной и молочной промышленности, а затем и заместителем заведующего кафедрой [Там же, Л. 15, 68]. Он читал курсы, посвященные АСУ в целом и на предприятиях в частности. В этом институте он продолжал преподавать и в 1980-е гг. Кроме преподавательской деятельности, Анатолий Иванович занимался разработкой методов инженерно-психологического проектирования автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУ ТП) [31].

“Инженерно-психологический” период научно-исследовательской деятельности А.И. Галактионова

Новый этап жизни и творчества Анатолия Ивановича начался в мае 1980 г., когда он стал старшим научным сотрудником лаборатории инженерной психологии (рук. — В.Ф. Венда) Института психологии АН СССР [32, Л. 23], в которой работали В.А. Вавилов, Е.П. Ермолаева, Г.Н. Ильина, Л.А. Китаев-Смык, Б.В. Пулькин, В.Н. Янушкин и др. Здесь он возглавил группу по инженерно-психологическому анализу и проектированию деятельности операторов современных систем управления [Там же, Л. 58]. А.И. Галактионов участвовал в разработке нескольких научно-исследовательских тем ИП АН СССР: например, в 1981 г. — «Методологические и теоретические принципы построения систем адаптивного взаимодействия в системах “человек–машина”» [5, Л. 17], в 1982 г. — “Анализ и оптимизация психологических факторов сложности в деятельности операторов” [6, Л. 15] и др. В 1983 г. он защитил докторскую диссертацию по психологии на тему “Инженерно-психологический анализ и проектирование деятельности оператора АСУ ТП”.

С июля 1986 г. А.И. Галактионов перешел на должность ведущего научного сотрудника [32, Л. 83]. С сентября этого же года он стал и.о., а в мае 1987 г. — заведующим лабораторией инженерной психологии [Там же, Л. 143, 160]. В эти годы он занимался разработкой основ инженерно-психологического проектирования, анализа и оценки системы “человек–машина” и деятельности оператора. Кроме теоретико-методологических вопросов, Анатолий Иванович решал прикладные проблемы и участвовал в нескольких научно-технических проектах: разрабатывал рекомендации по инженерно-психологическому анализу деятельности и проектированию ее технических средств, а также методов обучения операторов и созданию технических средств обучения для Кирово-Чепецкого химического комбината им. Б.П. Константинова, атомных электростанций при Научно-исследовательском и конструкторском институте энерготехники (НИКИЭТ), НПО “Энергия”, СПКБ “Промавтоматика”, предприятий Северо-Крымского канала, Уренгойского газового месторождения и др. [Там же, Л. 73, 148].

Он руководил лабораторией до 1990 г., когда вновь вернулся на должность ведущего научного сотрудника [Там же, Л. 188]. В 1990-е годы А.И. Галактионов обратился к проблемам психологии труда — профессионального развития человека и информационного пространства деятельности.

Научно-организационная деятельность А.И. Галактионова и его общественное признание

Анатолий Иванович состоял в различных ученых советах, комиссиях и других академических сообществах, в частности, он был заместителем председателя Комиссии по исследованию оптимальных форм взаимодействия человека и автоматических устройств в Научном совете по комплексной проблеме “Кибернетика” при Президиуме АН СССР, а также заместителем председателя Секции 3 “Алгоритмы и средства деятельности” Межведомственного координационного совета по эргономике [3, с. 145; 32, Л. 57–58, 74].

А.И. Галактионов был одним из ответственных редакторов (вместе с В.Ф. Вендой и В.А. Вавиловым) сборника научных трудов “Психологические факторы операторской деятельности” (1988). Кроме того, под его научным руководством были защищены две кандидатские диссертации: диссертация В.Н. Янушкина “Взаимная адаптация образа объекта и структуры мнемосхемы в процессе обучения операторов” (1984) (под совместным с В.Ф. Вендой научным руководством) и диссертация Е.А. Трофимова “Инженерно-психологическое обеспечение АСУ АЧ” (1985).

Значение научно-исследовательской и научно-организационной деятельности А.И. Галактионова признавалось профессиональным сообществом и государством. Так, его коллега старший научный сотрудник Института психологии АН СССР В.А. Вавилов написал следующее заключение в одной из рекомендаций: “А.И. Галактионов принадлежит к числу наиболее известных специалистов в нашей стране. Его доклады, представленные на международные конференции, отражали последние достижения инженерной психологии в области формирования специальных навыков и профессионального обучения операторов на основе идеализированных структур деятельности” [32, Л. 195].

Наконец Анатолий Иванович имел несколько наград, в том числе медали за участие в ВОВ (“За боевые заслуги”, “За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.”, “Двадцать лет Победы в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.”, “Тридцать лет Победы в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.”, “Сорок лет Победы в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.”), медали “За доблестный труд. В ознаменование 100-летия со дня рождения Владимира Ильича Ленина”, “50 лет Вооруженных Сил СССР” и “60 лет Вооруженных Сил СССР”, “Ветеран труда”, бронзовую медаль за разработку системы отображения информации (СОИ) АСУ “Цемент-1” (1976) [14; 32, Л. 14, 25, 45, 68, 132] и др. Ему также были присвоены звания старшего научного сотрудника по специальности “Приборы и устройства автоматики и телемеханики” (1972) и “Ударника коммунистического труда” (1983) [4; 32, Л. 22, 58, 123].

Разработка проблем инженерной психологии в трудах А.И. Галактионова

За годы своего научного творчества Анатолий Иванович подготовил две монографии: “Представление информации оператору (исследование деятельности человека — оператора производственных процессов)” (1969) [11] и “Основы инженерно-психологического проектирования АСУ ТП” (1978) [12], а также более 80 статей в журналах и сборниках научных трудов, тезисов, патентов и др. В своей научной деятельности он занимался как фундаментальными вопросами проектирования человеко-машинных систем, так и прикладными задачами инженерной психологии, принимал непосредственное участие в создании систем управления и отображения информации целого ряда АСУ. Работы А.И. Галактионова не потеряли своей ценности и в настоящее время (в период бурного развития систем искусственного интеллекта): его научные представления о многоуровневой структуре концептуальной модели деятельности заслуживают самого пристального внимания разработчиков систем искусственного интеллекта.

Предметом исследований А.И. Галактионова являлась сложная мыслительная деятельность человека-оператора по решению задач контроля и управления технологическими объектами. Он занимался разработкой теоретических основ проектирования человеко-машинных систем, в частности систем отображения информации, разработкой методов анализа и оценки деятельности человека-оператора, а также прикладными задачами инженерной психологии — созданием схем управления различными системами автоматизации, имеющими большую практическую ценность для экономики страны. В настоящей статье рассматриваются лишь некоторые направления его научной деятельности: разработка проблемы концептуальной модели профессиональной деятельности; исследование психологической структуры деятельности; инженерно-психологическое проектирование систем управления и отображения информации.

Разработка проблем концептуальной модели профессиональной деятельности в работах А.И. Галактионова

В инженерной психологии одним из основных принципов проектирования человеко-машинных систем является обеспечение адекватности внутренней (концептуальной) модели деятельности (КМД)¹ оператора и внешней информационной модели — системы отображения информации о состоянии объекта управления. Естественно, что практическая реализация этого принципа требует глубокого изучения КМД реальных операторов и создания простой и доступной методологии решения задач инженерно-психологического проектирования их деятельности.

На основании выполненных А.И. Галактионовым экспериментальных исследований им была высказана гипотеза о многоуровневой структуре КМД: “В процессе обучения и тренировки по обслуживанию объекта оператор-технолог способен выработать несколько КМД разного характера и назначения” [15, с. 20]. Было обозначены пять базовых частных моделей, различающихся составом оперативных единиц деятельности (ОЕД), характером связей между ними и способом их организации:

• технологическая модель деятельности — ее структура образуется технологическими ОЕД (в виде понятий отдельных элементов, например, агрегата, устройства, технологической операции и т.п.) и производственно-технологическими связями;
• функциональная модель деятельности — это субъективный образ существующих причинно-следственных связей между возможными изменениями и нарушениями технологического процесса (функциональные ОЕД представляются в виде понятий о состоянии элементов технологического процесса);
• причинно-следственная модель деятельности — в ее структурной организации используются причинно-следственные связи между информационными ОЕД (в виде отклонений контролируемых параметров);
• алгоритмическая модель деятельности, формализуемая в виде набора алгоритмов контроля событий по их признакам — информационным ОЕД;
• образная модель деятельности — набор единых образов возможных событий на объекте управления, каждое из которых характеризуется комбинацией информационных единиц (интегральных ОЕД), воспринимаемых симультанно.

Ценность работ А.И. Галактионова по исследованию свойств КМД заключается в том, что он показал иерархическое строение образа, формирующегося у человека и осуществляющего регулятивную функцию профессиональной деятельности [23]. Это послужило основой глубокого понимания психологической структуры деятельности оператора АСУ ТП. Оператор в реальной работе пользуется несколькими частными КМД в зависимости от условий деятельности. В процессе обучения он постепенно оптимизирует структуру связей и состав ОЕД, достигая их идеальности (упорядоченности). Такие частные КМД были названы идеализированными. Владея структурой внутренних средств деятельности, проектировщик может начать работать над созданием внешних средств деятельности и их приспособлением к внутренним средствам. В этом приспособлении и состоит общая задача согласования методов и средств контроля, управления и отображения информации. Вместе с тем многоструктурность КМД, ее динамичность в процессе принятия решений значительно осложняют разработку моделей, необходимых для решения задач инженерно-психологического проектирования.

А.И. Галактионовым были разработаны методы (эвристический и аналитический) теоретического построения идеализированных КМД, что в значительной степени решило эту проблему [12; 21]. Для формального описания моделей использовался математический аппарат теории графов. Каждая частная концептуальная модель представляется в виде ациклического графа, узлами которого являются характерные для этой модели ОЕД, соединенные соответствующими связями. Это позволило упростить построение моделей деятельности — устранить сложные математические расчеты и абстрагироваться от использования таких исходных данных, как временные и надежностные характеристики деятельности оператора, характеристики потоков информации, которые трудно получить при построении новых систем. Соответственно, теоретические модели деятельности легли в основу многих методик инженерно-психологического проектирования средств управления и отображения информации АСУ ТП [12; 16; 17; 27].

Следует отметить, что в условиях современного технологического уклада, характеризующегося бурным развитием отрасли искусственного интеллекта, работы А.И. Галактионова приобретают особое значение. Его концепция о многоуровневой структуре КМД ориентирует разработчиков искусственного интеллекта на создание полисетевых нейронных систем [36; 38]. Именно многоуровневость сетей становится доминантным фактором для концептуализации сильного искусственного интеллекта, а их мощность должна соответствовать числу частных КМД с соответствующей регулятивной функцией. В практике использования искусственного интеллекта уже появились и успешно эксплуатируются системы, в структуре которых содержится несколько нейронных сетей. Подобные системы (их называют генеративно-состязательными) моделируют многие когнитивные функции интеллекта человека. Например, в мае 2023 г. “Яндекс” выпустил новое приложение “Шедеврум”², которое обучено генерировать изображения по текстовым запросам пользователей. Подобные системы признаются самой выдающейся разработкой за последние 20 лет в области обучения нейросетей³.

Исследование психологической структуры деятельности в трудах А.И. Галактионова

Первые работы А.И. Галактионова в области исследования психологической структуры деятельности (ПСД) человека-оператора по контролю и управлению технологическими процессами были посвящены разработке методов количественной оценки различных параметров его деятельности — сложности решаемых задач, пропускной способности (объема обрабатываемой информации), временных показателей и др. [11]. Дальнейшие исследования касались уже собственно ПСД: была разработана методика для анализа и оценки всего многообразия частных психологических структур (концептуальных моделей), формируемых человеком, т.е. способов решения сложных мыслительных задач. За основу была взята “кривая обучения” — зависимость показателей деятельности человека (времени решения задач, числа ошибочных решений и т.п.) от длительности обучения. В течение ряда лет был накоплен большой объем экспериментальных данных, который позволил получить статистически достоверные результаты анализа этих зависимостей (кривых обучения) для разных испытуемых, вариантов систем отображения информации, сложности задач, различных методов обучения и др. Был выявлен феномен качественного и количественного различия кривых обучения для операторов: форма кривых обучения содержит характерные признаки, отражающие индивидуальные особенности психологической структуры их деятельности. Оказалось, что кривая обучения носит немонотонный характер и форма ее индивидуальна, но линия тренда кривой обучения обладает определенной систематичностью — на ней несложно выявить ряд характерных участков, соответствующих сформированным оператором частным ПСД.

Эта работа выполнялась с использованием ряда известных на то время экспериментальных методик (“слепого поиска” информации; активного испытуемого; регистрации глазодвигательной активности; анкетирования и др.), а также методики собственной разработки (АКО-грамм — анализа и оценки деятельности по кривым обучения), что позволило в итоге значительно повысить валидность получаемых результатов путем сравнительного их анализа. Активное участие в этих работах принимали ученики А.И. Галактионова — Н.А. Бахарева, Е.Ф. Горский, А.Д. Следь, Е.А. Трофимов, В.Н. Янушкин и др. [15–17; 19; 20].

Методика АКО-грамм основана на сопоставлении моделей частных ПСД (графов контроля и управления) и кривых обучения, отражающих динамику качества приобретаемого оператором навыка. Такой подход позволяет представить в виде целостной картины объективную причинно-следственную схему взаимосвязанных событий на объекте управления и алгоритмов их идентификации. Таким образом, АКО-грамма давала возможность без применения специализированных технических средств проводить анализ сложной мыслительной деятельности человека-оператора, процессов формирования, эволюции и трансформации ПСД в различных конкретных условиях. Появился механизм управления внешними факторами как при обучении операторов, так и при разработке инженерно-психологического проекта деятельности.

По мнению А.И. Галактионова, методика АКО-грамм открыла новое направление исследований в инженерной психологии, которое ориентировано в первую очередь на анализ психологической структуры сложной мыслительной деятельности человека [20, с. 97]. Эта методика позволила разработать новый класс интегральных психологических критериев оценки деятельности человека-оператора (эффективности и сложности формируемых частных ПСД, стратегий и способов решения задач), оценки сложности решаемых задач, качества проектируемых принципов, способов, технических средств (СОИ) и условий деятельности. Кроме того, методика АКО-грамм и полученные на ее основе интегральные показатели деятельности позволили осуществлять количественную и качественную оценку индивидуальных особенностей деятельности человека, степени их профессиональной пригодности для разных видов деятельности и уровня их обученности [17].

Инженерно-психологическое проектирование систем управления и отображения информации в трудах А.И. Галактионова

В своей научной деятельности А.И. Галактионов большое внимание уделял методологии инженерно-психологического проектирования человеко-машинных систем [12; 17; 21].

По результатам экспериментальных исследований и психологического анализа деятельности операторов различных технологических производств А.И. Галактионовым были сформулированы основные положения по решению задач согласования внутренних и внешних средств деятельности. Операторская деятельность по своему содержанию многоструктурна (она может быть представлена в виде пяти вышеописанных частных КМД), более того, в процессе обучения происходят трансформации этой структуры, что, в свою очередь, приводит к изменению стратегии принятия решений. Таким образом, СОИ должна быть изоморфной как объекту контроля и управления, так и КМД оператора. Инженерно-психологическое проектирование СОИ заключается в разработке целесообразного проекта деятельности оператора по контролю и управлению конкретным объектом, а также в выборе степени ее автоматизации с учетом психологических особенностей человека и специфики управляемого объекта. Эскизный проект СОИ в качестве основы должен содержать оптимальную (целесообразную) функционально-алгоритмическую структуру процесса контроля и управления объектом, которая должна быть адекватной структуре частных КМД человека-оператора и в первую очередь отражать структуру причинно-следственных и алгоритмических связей этих моделей [21].

Принципы многоструктурности операторской деятельности и методы инженерно-психологического проектирования, разработанные А.И. Галактионовым, были успешно реализованы им в ряде проектов по созданию реальных систем управления и отображения информации [10; 18; и др.] на различных предприятиях, отмеченных выше. Ученый принимал участие в известном проекте “Олимпиада—1980”, а также в проектировании автоматизированных рабочих мест операторов наземных служб “Аэрофлота”. Некоторые из его разработок были защищены авторскими свидетельствами [1; 2].

Заключение

Научный вклад А.И. Галактионова в разработку проблем инженерной психологии касался специальных вопросов концептуализации деятельности оператора и проектирования различных инженерных систем и комплексов, что остается востребованным и в настоящее время. Многие важные свои исследования он проводил, уже работая в Институте психологии АН СССР (РАН), поэтому его можно отнести к представителям научной школы инженерной психологии и психологии труда ИП РАН, одним из ключевых принципов которой было использование системного подхода [13].

В качестве перспективных направлений изучения его жизненного и творческого пути являются, например, использование и развитие его научных представлений в работах его непосредственных учеников и последователей, анализ его личностных свойств как профессионала и руководителя, организатора.

 

¹ По определению А.И. Галактионова, КМД представляет собой систему навыков и представлений (“образов”) оператора о реальной и прогнозируемой обстановке, в которой функционируют контролируемый объект и система управления им. Понятие “концептуальная модель” (conceptual model) было предложено английским психологом А.Т. Велфордом в 1961 г. на XIV Международном конгрессе по прикладной психологии и понималось им как глобальный образ, формирующийся в сознании оператора.

² Подробнее о приложении “Шедеврум” см.: https://yandex.ru/support2/shedevrum/ru/ (дата обращения: 22.02.2024).

³ Цуриков А. Как ИИ рисует котиков. Говорим о генеративно-состязательных нейросетях (GAN) // Skillbox Media. 3 сентября 2021 г. URL: https://skillbox.ru/media/code/govorim-o-generativnosostyazatelnykh-neyrosetyakh/ (дата обращения: 22.02.2024).

About the authors

А. L. Zhuravlev

Institute of Psychology, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: alzhuravlev2018@yandex.ru

Academician of RAS, Professor, Scientific Adviser

Russian Federation, 129366, Moscow, Yaroslavskaya str., 13 bldg. 1

E. A. Trofimov

Research Institute of Information and Analytical Technologies

Email: eatrofimov@rambler.ru

Candidate of Technical Sciences, Leading Researcher

Russian Federation, 115054, Moscow, Bakhrushina str., 19 bldg. 1

A. А. Kostrigin

Institute of Psychology, Russian Academy of Sciences

Email: artdzen@gmail.com

Candidate of Psychological Sciences, Research Associate, Laboratory of History of Psychology and Historical Psychology

Russian Federation, 129366, Moscow, Yaroslavskaya str., 13 bldg. 1

References

Supplementary files