Työ ja ihminen. 3 / vuosikerta. Ihminen tietotyössä toim. Mikko Härmä

Transkriptio

1 Pääkirjoitus Työ ja ihminen 3 / vuosikerta Ihminen tietotyössä toim. Mikko Härmä Uusi teknologia ei tehnytkään autuaaksi stressin ehkäisy tietotyössä yhä tärkeämpää Mikko Härmä Katsaukset Käyttöliittymien visuaalinen käytettävyys Risto Näsänen Ihmisen ja tekniikan välisen vuorovaikutuksen toimivuuden arviointi monimutkaisissa tietointensiivisissä töissä Leena Norros, Paula Savioja Systemaattinen katsaus tietokonetyöhön kohdistuneiden ergonomisten interventioiden vaikuttavuudesta liikuntaelinten vaivoihin Esa-Pekka Takala Etätyö on varteenotettava vaihtoehto perinteiselle tietotyölle Sirkka Heinonen Työperäisten unihäiriöiden yleisyys, merkitys ja vähentämiskeinot Mikko Härmä, Mikael Sallinen Osaaminen tietotyössä käsityksiä, tuloksia, tutkimustarpeita Anneli Leppänen Artikkelit Tietotyön työajat Raija Julkunen, Jouko Nätti, Timo Anttila Henkisen kuormittuneisuuden vähenemisen edellytykset IT-ammattilaisen työssä teknisen kehityksen ja epävarmuuden oloissa Marketta Kivistö, Pekka Huuhtanen Kirja-arvio Kun rauta oli kuumaa Simo Salminen Sammandrag Summaries Kirjoittajat

2 Toimitus Anna-Liisa Karhula Kansi ja taitto Kati Kaivo ISSN Kirjapaino Vammalan Kirjapaino Oy 86

3 pääkirjoitus Uusi teknologia ei tehnytkään autuaaksi stressin ehkäisy tietotyössä yhä tärkeämpää T yöolosuhteiden kehitykseen Suomessa vaikuttavat tänä päivänä yhä enemmän taloudelliset ja kansainväliset tekijät luvun lopussa havahduttiin tietoyhteiskunnan merkitykseen taloudellisena kilpailutekijänä. Paavo Lipposen hallituksen ja Suomen itsenäisyyden juhlarahasto Sitran vetämänä sitouduttiin strategiaan, jossa tekniikan, tiedon ja osaamisen avulla pyrittiin luomaan tuottava ja tehokas, mutta samalla myös turvallinen ja kestävä suomalainen tietoyhteiskunta. Samalla Suomi avautui Eurooppaan. Nyt viiden vuoden kuluttua voimme kysyä, olemmeko jo alkaneet hyödyntämään tekniikasta saatavaa apua, onko nähtävissä siihen liittyvää uutta hyvinvointia ja olemmeko päässeet lähemmäksi turvallisempaa ja kestävämpää yhteiskuntaa. Kansantalous ja tuottavuus ovat kasvaneet joka vuosi, mutta samaan aikaan näyttävät myös vaatimukset lisääntyvän. Ulkomaisten investointien kasvu koko maailmassa oli viime vuonna voimallisinta Kiinassa. Suomi sai sen sijaan vähemmän investointeja ulkomailta kuin mitä se investoi muualle. Samalla kun olemme avanneet ovia ulos, investointien virta on kääntynyt poispäin, ulos myös koko Euroopan unionista. Työllisyys ei ole olennaisesti vähentynyt, vaan uusia työpaikkoja näyttää syntyvän enemmän Viroon ja Aasiaan. Hyvinvoinnin turvaaminen Suomessa näyttää siten vaativan yhä enemmän ponnisteluja. Erkki Liikanen sanoi Suomen Pankin pääjohtajan virkaan astuessaan, että tehokkaampi työnteko ja tuottavuuden lisääminen ovat Suomen keskeisimmät keinot talouselämän elvyttämiseen osaamisen ja teknologian tutkimuksen ohella. Tietoyhteiskunnan työntekijän tietotyöläisen kannalta työn vaatimukset pysyvät siten kireinä myös jatkossa. Vaikka teknologia lisää tehokkuutta, voisi väittää, ettei uusi teknologia ole vähentänyt työn kuormittavuutta. Työn vaatimukset sen sijaan kasvavat ja muuttavat myös jatkuvasti muotoaan. Valtioneuvoston selonteko eduskunnalle työelämän tilasta vuonna 2004 ei lupaa mitään olennaisia helpotuksia kuvatessaan työolojen ja työelämän kehitystä Suomessa. Vaikka raportin mukaan suomalaisten työ- ja toimintakyky, työtyytyväisyys ja työyhteisöjen tila ovat edelleen hyvällä tasolla, fysikaalisten ja kemiallisten kuormitustekijöiden sijalle ovat nousseet rasitusvammat, tapaturmavaara ja kiire. Työaikakäytännöt ovat Työ ja ihminen 18 (2004):3,

4 pääkirjoitus monipuolistuneet kaikilla tuotanto- ja palvelusektoreilla ja työaikojen määräytyminen on siirtymässä markkinoille. Vaikka ikääntyvien työkyky on parantunut, työkyvyttömyyseläkkeiden määrä on lisääntynyt mielenterveyden häiriöiden ja tukija liikuntaelinsairauksien vuoksi. Yli puolet työntekijöistä arvioi, että heidän työpaikallaan on työtehtäviin nähden liian vähän työntekijöitä. Tilastokeskuksen työolotutkimukset vuodesta 1977 vuoteen 2003 tukevat keskeisiltä osiltaan Valtioneuvoston käsitystä työolojen kehityksestä Suomessa. Palkansaajien koulutus-, kehittymis- ja vaikutusmahdollisuudet työelämässä ovat parantuneet lisäten työn imua 3. Toisaalta työtä koskevat uhat ja vaatimukset ovat samalla kasvaneet. Työelämän kiire, työuupumuksen pelko ja poikkeavat työajat ovat lisääntyneet, samoin työhön liittyvä epävarmuus ja epätietoisuus työpaikoilla tapahtuvista muutoksista on yleistynyt. Kiireen seurauksena väsymys, univaikeudet ja niska-hartiavaivat ovat lisääntyneet. Tilastokeskuksen työolotutkimuksen mukaan muutosten takana on todennäköisesti yhä koveneva kilpailu yksityisellä sektorilla ja toisaalta henkilöstön riittämättömyys julkisella puolella. 3 Suurta julkisuutta ovat synnyttäneet tutkimukset, joiden mukaan työperäinen stressi on yhä selvemmin sydäninfarktin ja siihen liittyvän kuolleisuuden takana. Psykososiaaliset stressitekijät selittivät 52 maan yhteistutkimuksen mukaan länsieurooppalaisten naisten sydäninfarkteja esimerkiksi enemmän kuin tupakointi, ravitsemus, liikunta ja alkoholi yhteensä 7. Työelämässä tapahtuvat muutokset näyttävät myös heijastuvan nopeasti työstressin ilmenemiseen ja sitä kautta työntekijöiden terveyteen. Esimerkiksi Työterveyslaitoksen tutkimuksessa henkilöstösupistukset kymmenen kaupungin aineistossa ennustivat sydän- ja verisuonitauteihin kuolleisuuden lisääntymistä 5. Stressin ehkäisystä modernissa tietotyössä on siten tullut paitsi psyykkinen myös lääketieteellinen ongelma. Mutta tutkijatkaan eivät tunnu olevan yksimielisiä siitä, mitä stressi on. Luultavasti stressiä voi syntyä työpaikalla sekä psykososiaalisten että fyysisten tekijöiden kautta. Siten esimerkiksi myös yötyö ja työpaikan melutaso ennustavat sydäninfarktien ilmaantumista työn psyykkisten vaatimusten ja vähäisten vaikutusmahdollisuuksien ohella 1, 6. Suomalaisen työelämän kiristyminen ja työterveyteen liittyvien riskien kasvaminen eivät merkitse sitä, että kansalliset työelämän tutkimus-, kehittämis- ja ohjaustoimenpiteet olisivat olleet tehottomia. Päinvastoin esimerkiksi kansallisten sektoritutkimuslaitosten toiminta ja suomalainen työterveystutkimus yleensäkin on kansainvälisissä arvioinneissa todettu jatkuvasti korkeatasoiseksi 2, 4. Epäedulliset muutokset työolosuhteissa johtunevat enemmänkin kansainvälisen kilpailun lisääntymisestä, henkilöstömäärän riittämättömyydestä ja yritystason yhteistyöverkostojen ja tukitoimien puutteista kuin käynnistettyjen kehittämistoimenpiteiden laadusta. Sen sijaan voidaan perustellusti kysyä, ovatko kansalliset voimavarat työterveyden edistämisessä olleet alimitoitettuja suhteessa työelämän asettamiin uusiin haasteisiin. Vaikka tutkimukseen ja kehittämiseen liittyviä voimavaroja on lisätty, uudet resurssit ovat menneet lähes kokonaan uuden teknologian ja teknologiasovellutusten tukemiseen. 88

5 Kroonisen stressin ehkäisy ja työssä jaksamisen edistäminen edellyttävät jatkossa yhä enemmän kansallisia voimavaroja. Toiminnassa tulee keskittyä ennaltaehkäisyyn ja niin fyysisen, psyykkisen kuin sosiaalisenkin työympäristön parantamiseen. Tämä Työ ja Ihminen -lehden teemanumero Ihminen tietotyössä päättää viisi vuotta sitten alkaneen Tietointensiivinen työ -kärkiohjelman sekä Työterveyslaitoksen Ihminen ja tietotyö -ohjelman. Tietotyölle ominaisia työn kuormitustekijöitä ovat työn tietointensiivisyys, henkinen ja visuaalinen kuormitus, poikkeavat työajat sekä staattinen lihaskuormitus. Nämä työn piirteet tulevat olevaan keskeisiä myös tulevaisuuden työelämässä. Teemanumeromme tavoitteena on esitellä jo tänä päivänä toimivia malleja, joilla voimme edistää sekä terveellistä että luovaa työntekoa. Mikko Härmä KIRJALLISUUS 1. Boggild H & Knutsson A: Shift work, risk factors and cardiovascular disease. A review. Scand J Work Environ Health 25 (1999) Fingerhut M, Dijk F, Dybing E, Hagmar L, Hemminki K, Lambert J, Schneider T, Uusitalo H & Westlander G: Toward a better working life. International evaluation of the Finnish Institute of Occupational Health ( ). Reports of the Ministry of Social Affairs and Health 11 (2004): Lehto A-M & Sutela H: Uhkia ja mahdollisuuksia. Työolotutkimusten tuloksia Tilastokeskus, Edita Prima, Helsinki Navarro A & Martin M: Scientific production and international collaboration in occupational health. A bibliometric study of the period Scand J Work Environ Health 30 (2004) Vahtera J, Kivimaki M, Pentti J, Linna A, Virtanen M, Virtanen P & Ferrie J: Organisational downsizing, sickness absence, and mortality: 10-town prospective cohort study. BMJ 328 (2004) Virtanen S & Notkola V: Socioeconomic inequalities in cardiovascular mortality and the role of work: a register study of Finnish men. International Journal of Epidemiology 31 (2002) Yusuf S, Hawken S, Ôunpuu S, Dans T, Avezum A, Lanas F, McQueen M, Budaj A, Pais P, Varigos J & Lisheng L: Effect of potentially modifiable risk factors associated with myocardial infarction in 52 countries (the INTERHEART study): case-control study. Lancet 364 (2004) Työ ja ihminen 18 (2004):1,

6 katsaukset Käyttöliittymien visuaalinen käytettävyys Risto Näsänen Informaation visuaalinen esitystapa käyttöliittymissä vaikuttaa siihen, voiko käyttäjä prosessoida ja tulkita informaation nopeasti, virheettömästi ja vaivattomasti. Huonosti suunniteltu tiedon esitys voi hidastaa työskentelyä ja lisätä virheitä. Tässä kirjoituksessa käsitellään sitä, miten näköaistin ja näköhavainnon ominaisuudet tulisi ottaa huomioon käyttöliittymien visuaalisen esityksen suunnittelussa. Keskeisimpiä kysymyksiä ovat tiedon riittävän hyvä näkyvyys, selkeä tiedon sijoittelu ja tärkeiden käyttöliittymäkomponenttien tai tapahtumien esittäminen niin, että käyttäjän huomio kohdistuu niihin. Avainsanat: näköhavainto, tarkkaavaisuus, luettavuus, ikääntyminen, tietotekniikka 90

7 Käyttöliittymien visuaalinen käytettävyys JOHDANTO Useimmissa työtehtävissä käytetään enemmän tai vähemmän tietotekniikkaa, jossa käyttöliittymien informaatio esitetään pääosin visuaalisesti tekstinä ja graafisina symboleina. Visuaalisen informaation vastaanotto, käsittely ja virheetön tulkinta ovat työn tuloksellisuuden kannalta keskeisiä. Käyttöliittymiä ei aina ole suunniteltu näköhavainnon kannalta oikealla tavalla. Ongelmat visuaalisen informaation tulkinnassa korostuvat keski-iässä, jolloin silmään ja näköaistiin liittyvät muutokset alkavat vaikeuttaa informaation nopeaa ja virheetöntä havaitsemista. Hyvin suunniteltu visuaalinen esitys käyttöliittymissä auttaa tulkitsemaan informaatiota luotettavasti ja nopeasti ja voi osittain jopa poistaa ikääntymiseen liittyviä ongelmia. Visuaalinen käytettävyys on havaintoergonomiaa ja se koskee sitä, miten visuaalinen informaatio pitäisi esittää, jotta sen havaitseminen olisi nopeaa, virheetöntä ja mahdollisimman vaivatonta. KESKEISET NÄKÖAISTIN OMINAISUUDET VISUAALISEN KÄYTETTÄVYYDEN KANNALTA Vaaleuskontrastien ja värikontrastien havaitseminen Visuaalinen informaatio muodostuu valon kirkkauden (luminanssin) ja värin (aallonpituuskoostumuksen) vaihteluista eli kontrasteista, ajan ja paikan suhteen. Se, kuinka kontrastit välittyvät näköaistissa aivoihin, riippuu silmän optisen järjestelmän ja näön hermojärjestelmän ominaisuuksista. Silmän verkkokalvolle muodostuvassa kuvassa pienet yksityiskohdat piirtyvät heikkokontrastisempina kuin suurikokoiset objektit. Tämä johtuu valon leviämisestä optisessa järjestelmässä 21, 43. Valon leviäminen vaikuttaa myös ääriviivojen terävyyttä heikentävästi. Valon leviäminen on erityisen suurta ja verkkokalvokuvassa pienten yksityiskohtien toistuminen on heikentynyt erityisesti silloin, kun optiikan tarkennus ei ole kohdallaan 1, 3, kuten ikänäköisellä henkilöllä, jonka silmälasikorjaus ei ole oikea työssä tarvittavalle katseluetäisyydelle. Kirkkauden vaihteluiden havaitsemisessa näön neuraalinen järjestelmä pyrkii terävöittämään verkkokalvolle piirtynyttä kuvaa 10, 28 Neuraalinen järjestelmä kompensoi siten tietyissä rajoissa silmän optiikan aiheuttamaa epäterävyyttä 35. Värinäössä ei ole vastaavaa terävöitysjärjestelmää 19, 35. Tämän vuoksi näöntarkkuus puhtaalle värikontrastille on vain noin kolmasosa siitä, mitä se on kirkkauserojen havaitsemiselle. Tämä on erityisen tärkeä ottaa huomioon värien käytössä. Se kontrastitaso, jolla informaatio on havaittavaa, riippuu optisen ja neuraalisen järjestelmän kontrastia vaimentavista tai vahvistavista vaikutuksista, neuraalisen järjestelmän kohinasta eli vasteiden satunnaisluonteisesta vaihtelevuudesta sekä aivojen hahmontunnistusalueiden kyvystä käyttää hyväksi sinne saapunutta informaatiota 16, 34. Tiedonsiirron nopeus verkkokalvolta aivoihin riippuu kuvan kontrastista ja katseltavien kohteiden koosta. Matalakontrastisen ja pienikokoisen informaation siirtyminen aivoihin vie pidemmän ajan kuin korkeakontrastisen ja suurikokoisen 38, 41. Aivojen hahmontunnistusalueilla informaation käsittelyyn kuluva aika on kuitenkin riippumaton kontrastista ja koosta, paitsi jos kontrasti tai koko on hyvin pieni, jolloin käsittelyaika on pidentynyt 27. Käytännön näkemisen kannalta merkittävin kontrastinäön ominaisuus on, että suurikokoisille objekteille riittää pienempi kontrasti kuin pienikokoisille, jotta ne olisivat näkyviä. Suurikokoiset objektit myös havaitaan nopeammin. Tämä seikan merkitys korostuu erityisesti silloin, kun objektin havaitseminen perustuu lähinnä värieroihin 30. Työ ja ihminen 18 (2004):3,

8 R. Näsänen Silmänliikkeet Näemme tarkasti vain näkökentän keskiosassa. Tämä johtuu siitä, että verkkokalvon solutiheys (gangliosolut erityisesti) ja näöntarkkuus laskevat voimakkaasti katseen kohdistuspisteestä sivullepäin 42, 8. Tämä johtaa tarpeeseen kohdistaa silmiä eri suuntiin ympäristössämme. Normaalikatselussa silmät liikkuvat vähän väliä. Silloin kun katselemme liikkumattomia kohteita, silmät liikkuvat nykäyksittäin eli sakkadisesti. Sakkadien (eli nopeiden nykäysten) välillä silmät ovat lähes liikkumattomia 7. Näiden pysähdysten eli katseenkohdistusten (fiksaatioiden) aikana kerätään lähes kaikki näköinformaatio. Fiksaatioiden kestot vaihtelevat välillä 0,15 0,4 sekuntia riippuen tehtävästä ja ärsykkeen ominaisuuksista. Lukemisessa fiksaatioiden kestot ovat keskimäärin 0,25 sekuntia. Jos tekstin kontrasti on pieni, fiksaatioiden kesto kasvaa jonkin verran 15. Sama pätee myös visuaalisessa haussa, jossa katselija hakee esimerkiksi käyttöliittymäelementtiä muiden elementtien joukosta 24, 22, 23. Liikkuvia kohteita katsottaessa silmät seuraavat tasaisella liikkeellä kohdetta. Tällaista liikettä kutsutaan seurantaliikkeeksi (smooth pursuit). Liikkumattomia kohteita katsellessa silmät liikkuvat aina nykäyksittäin. Yhden silmänpysähdyksen eli fiksaation aikana nähdään tietty määrä informaatiota. Aluetta, josta tieto kerätään, kutsutaan näkyvyysalueeksi (visual span, perceptual span). Luettaessa näkyvyysalue on pitkänomainen ja rivien suuntainen. Luettaessa nähdään noin kymmenen merkkiä kerralla, kolme merkkiä katseen kohdistuspisteen vasemmalta puolelta ja seitsemän oikealta puolelta 39. Sanavälejä koskevaa tietoa kerätään kauempaakin. Visuaalisessa haussa näkyvyysalue on pysty- ja vaakasuunnassa ilmeisesti yhtä suuri ja sen koko riippuu siitä, minkälaista informaatiota haetaan. Esimerkiksi kirjain- ja numeromerkkejä käytettäessä alueen koko on noin 5 x 5 merkkiä 23, myös tietokoneikoneille se on noin 5 x 5 ikonia 17, mutta kasvokuville vain 2 4 kasvoa 25. Alueen koko näyttää riippuvan objektien monimutkaisuudesta niin, että monimutkaisille objekteille näkyvyysalueen koko on pienempi 25. Näkyvyysalueen perustavaa laatua oleva merkitys on se, että mitä pienempi näkyvyysalue on suhteessa informaation kokonaismäärään, sitä enemmän silmänliikkeitä tarvitaan ja sitä hitaampaa ja vaivalloisempaa on käyttöliittymäinformaation vastaanotto. Varovaisesti arvioiden teemme työpäivän aikana noin fiksaatiota. Jokainen fiksaatio vie aikaa ainakin 0,15 sekuntia, mutta usein selvästi enemmän. Koska yhteen fiksaatioon kuluvaa aikaa ei voi lyhentää, ainoa mahdollisuus visuaalisen havainnoinnin nopeuttamiseksi on yrittää vähentää fiksaatioiden lukumäärää. Näköhavainnon kannalta käyttöliittymät siis tulisi suunnitella sillä tavoin yksinkertaisiksi ja selkeiksi, että niiden käyttö vaatisi mahdollisimman vähän silmänliikkeitä ja fiksaatioita. Visuaalinen tarkkaavaisuus (attentio) eli huomion kohdistaminen Visuaaliset ympäristöt ovat yleensä erittäin monimutkaisia. Tämä pätee erityisesti luontoon, jonka havaitsemiseen näköaisti on suurelta osin kehittynyt. Myös keinotekoiset ympäristöt, kuten liikenneympäristöt ja tietokoneiden graafiset käyttöliittymät, sisältävät paljon informaatiota. Jotta aivot voisivat järkevästi tulkita ympäröivää informaatiota, näköaistin välittämää tietoa on valikoitava ja käsiteltävä yksinkertaisempina osina. Niitä toimintoja, jotka ohjaavat tiedon valikointia, kutsutaan visuaaliseksi attentioksi. Arkisemmin ilmaistuna kysymys on siis huomion kohdistamisesta. Attentiota ohjataan kahdella päätavalla. Niin sanottujen preattentiivisten mekanismien avulla ympäristöstään poikkeavat ärsykkeet vetävät automaattisesti huomion puoleensa (alhaalta ylöspäin suuntautuva eli bottom up -ohjaus). Toisaalta voimme enemmän tai vähemmän tietoisesti ohjata huomion kohdistumista (ylhäältä alaspäin suuntautuva eli top down -ohjaus). 92

9 Käyttöliittymien visuaalinen käytettävyys Vaikka subjektiivinen kokemuksemme on, että näemme selvästi kaiken sen, mitä katsomme, emme havaitse tietoisesti sellaista, mihin huomiomme ei kohdistu. Olemme siis sokeita kaikelle, mihin huomio ei kohdistu. Attention suuntaamiseen liittyy usein silmänliikkeet. Etsiessämme esimerkiksi jotain käyttöliittymäelementtiä silmämme liikkuvat näytön eri osissa, kunnes löydämme etsimämme. Ääreisnäköön yllättäen ilmestyvät ympäristöstään poikkeavat ärsykkeet vetävät attention ja silmänliikkeen puoleensa 37. Voimakkaasti huomiota puoleensa vetävät kohteet voivat myös estää tai häiritä huomion kohdistumista työn kannalta oleelliseen informaatioon. Visuaalisen haun on todettu hidastuvan yllättäen näkökenttään ilmestyvien objektien vaikutuksesta 44. Kaavio käyttöliittymäinformaation käsittelystä näköjärjestelmässä Kuvassa 1 on esitetty kaavio, joka esittää tiivistetysti ne tekijät, jotka vaikuttavat käyttöliittymän sisältämän näköinformaation käsittelyyn. Käyttöliittymästä tieto siirtyy silmien ja näköratojen kautta aivoihin. Aivoissa kullakin hetkellä oleellinen tieto valikoidaan tulkintaa varten. Tulkitun tiedon perusteella käyttäjä tekee jonkin tai joitain toimintoja, esimerkiksi klikkaa hiirellä jotain käyttöliittymäkomponenttia, mikä puolestaan aiheuttaa muutoksen käyttöliittymässä. Alhaalla oleva katkoviiva Toiminnasta Käyttöliittymään edustaa käyttäjän toiminnan vaikutusta tietokoneeseen, mikä näkyy muutoksena käyttöliittymässä. Muuttuneesta käyttöliittymästä tieto siirtyy uudelleen silmien ja näköradan kautta aivoihin. Tiedon valintaa ohjaa attentio, joka puolestaan on riippuvainen tiedon tulkinnasta (top down -ohjaus) sekä vastaanotetusta tiedosta (bottom up -ohjaus). Attentio myös ohjaa silmänliikkeitä eli silmien suuntausta käyttöliittymän eri osiin ja sitä kautta vaikutta informaation valitaan. Ikääntymisen vaikutus näköhavaintoon Näköaisti muuttuu iän myötä monella eri tavalla. Ehkä parhaiten tunnettu muutos on ns. ikänäköisyys eli presbyopia, jossa silmän linssin mukautumiskyky eri katseluetäisyyksille vähitellen vähenee iän myötä. Tämä on Kuva 1. Kaavio käyttöliittymäinformaation prosessoinnista näköaistissa ja aivoissa. Työ ja ihminen 18 (2004):3,

10 R. Näsänen edelleen jonkinasteinen ongelma muun muassa tietokonetyöskentelyssä, jossa joudutaan katselemaan eri etäisyyksillä ja eri suunnissa sijaitseviin kohteisiin, kuten näyttöön, näppäimistöön ja mahdolliseen paperilla olevaan tekstiin. Moniteholaseillakaan ei aina saada verkkokalvolle riittävän terävää kuvaa kaikilta tarpeellisilta etäisyyksiltä kaikissa katselukulmissa. Ikä tuo myös muita muutoksia silmän optiseen järjestelmään. Erilaiset optiikan vääristymät (aberraatiot) lisääntyvät ja heikentävät verkkokalvolle muodostuvan kuvan terävyyttä, vaikka taittovirheet olisi korjattu 9, 2. Myös pupillin koko pienenee iän myötä (senile miosis), mikä osin kompensoi optiikan vääristymien vaikutuksia. Lisäksi optisten väliaineiden valon läpäisevyys vähenee. Verkkokalvolle muodostuvan kuvan kirkkaus heikkenee täten iän myötä. Varsin merkittävä optinen muutos on myös häikäistymisalttiuden kasvu, joka liittyy pääosin silmän linssin vähittäiseen samentumiseen ja aberraatioiden lisääntymiseen. Tällä on merkitystä erityisesti liikenneammateissa, mutta myös toimisto-olosuhteissa ikkunoista tuleva valo tai näkökentässä olevat valaisimet voivat aiheuttaa häikäistymistä. Häikäisy heikentää verkkokalvolle muodostuvan kuvan kontrastia. Useat tutkimukset osoittavat, että näön kontrastiherkkyys, eli kyky nähdä pieniä kontrasteja, heikkenee iän myötä 6, 32, 4. Pääosin kontrastiherkkyyden heikentymistä tapahtuu kuitenkin vain niin sanotuilla melko korkeilla paikkataajuuksilla (spatial frequency), mikä tarkoittaa sitä, että heikentyminen koskee vain pienehköjen yksityiskohtien havaitsemista. Suuret objektit havaitaan melkein yhtä hyvin kuin nuorena. Osa tästä selittyy yllä mainituilla optisilla tekijöillä, mutta osa kontrastiherkkyyden alenemisesta perustuu näön hermojärjestelmän informaationkäsittelyn hyötysuhteen (efficiency) pienenemiseen. Käytettävissä olevasta informaatiosta pienempi osa pystytään siirtämään aivoihin taikka kyetään tulkitsemaan 32, 4. Se, mitkä tekijät näön hermojärjestelmässä huononevat ikääntyessä, on vielä avoin kysymys. Myös havaintonopeus mitattuna visuaaliseen etsintään kuluvana aikana hidastuu iän myötä niin, että keskimäärin vuotiailla hakuajat ovat noin kaksinkertaiset vuotiaisiin verrattuna 26. Koska edellä mainitussa tutkimuksessa käytetyt ärsykkeet olivat suhteellisen suuria, on ilmeistä, etteivät iän mukanaan tuomat silmän optiikan muutokset selitä tulosta, vaan tulos heijastanee aivojen näköinformaation prosessointinopeuden hidastumista. MITEN INFORMAATION ESITYKSESSÄ TULISI OTTAA HUOMIOON NÄKÖAISTIN OMINAISUUDET Koon ja kontrastin vaikutukset käyttöliittymäinformaation havaitsemiseen Merkkien (kirjainten ja numeroiden) koolla ja kontrastilla on huomattava vaikutus alfanumeerisen tiedon tulkintanopeuteen. Korkealla kontrastilla lukunopeuden kannalta riittävä keskimääräinen kirjaimen koko on noin 0,4 näkökulman astetta 13. Tämä vastaa 0,4 cm katseluetäisyydeltä 57 cm, 0,5 cm katseluetäisyydeltä 70 cm ja 0,7 cm etäisyydeltä 100 cm. Jos kirjainkoko puolitetaan tästä arvosta, lukunopeus myös puoliintuu 13. Typografiassa kirjainkoko on määritelty pienen x:n korkeuden mukaan. On kuitenkin huomattava, että näinkin määriteltynä kirjainkoko on hieman epätarkka ilmaisu, koska kirjainten korkeus ja leveys vaihtelee ja riippuu myös kirjasinlajista (typeface, font). Lukunopeus 15 ja visuaalisen haun nopeus 23, 24 pienenevät, kun merkkien tai symbolien (ikonien) kontrasti pienenee. Silmän optinen järjestelmä ja näön neuraalinen järjestelmä vaimentavat pienten kirjainten kontrastia. Siksi pienten kirjainten ja matalan kontrastin yhteisvaikutus on erityisen haitallinen lukunopeuden ja visuaalisen haun kannalta. Tämä pätee sekä alfanumeerisen tiedon että graafisen tiedon visuaaliseen hakuun 22,

11 Käyttöliittymien visuaalinen käytettävyys tekstiä tai graafista esitystä katsellaan etäisyydeltä, joka on noin kolminkertainen normaaliin katseluetäisyyteen verrattuna (tai vastaavasti koossa, joka on kolmasosa suunnitellusta koosta). Jos informaatio on vielä tällöin juuri tunnistettavissa, se on riittävän näkyvää normaalilta katseluetäisyydeltä. Tiedon sijoitus (Layout) Kuva 2. Lukunopeuden riippuvuus kirjainkoosta 13. Yksi aste vastaa yhden cm:n kokoa katseltuna 57 cm:n etäisyydeltä. Mikäli käytetään muitakin värejä kuin pelkästään harmaan eri sävyjä, vaaleuskontrasti heikkenee yleensä ainakin jonkin verran, mutta toisinaan vaaleuskontrasti voi hävitä kokonaan. Näköaistin erotuskyky, sekä kontrastiherkkyys pienille objekteille että näöntarkkuus, ovat puhtaita värieroja käytettäessä huomattavasti pienemmät kuin vaaleuseroja käytettäessä 19, 20. Lukunopeus ja visuaalisen haun nopeus hidastuvat dramaattisesti silloin, kun vaaleuskontrasti pienenee, vaikka värikontrasti olisikin lähes maksimaalinen, esimerkiksi vihreät kirjaimet punaisella taustalla 30. Tämä johtaa siihen, että katsottaessa täytyy käyttää useampia silmänliikkeitä ja silmän pysähdysten kesto pitenee. Erittäin suurikokoiselle tekstille lukunopeus voi kuitenkin olla hyvä 14 Yllä olevasta seuraa, että teksti, numerot ja muut graafiset symbolit on esitettävä riittävän suuressa koossa. Jos käytetään värejä tai vaaleuskontrasti on muutoin pienempi kuin maksimaalinen (valkoinen ja musta), tulisi käyttää vieläkin suurempia merkki- tai symbolikokoja. Informaation riittävän hyvä näkyminen voidaan varmistaa eräällä yksinkertaisella käytännöllisellä keinolla, nyrkkisäännöllä : Työtehtävän sujuvuuden kannalta tiedon sijoittelun tulisi tukea tiedon nopeaa löytymistä ja ymmärrettävyyttä. Yleensä haetun tiedon löytymiseen kuluva aika on suoraan verrannollinen kokonaistiedon määrään. Tämän vuoksi näytöllä ei pitäisi olla sellaista tietoa, joka on tehtävän kannalta epäolennaista. Informaation haku monimutkaiselta näytöltä vaatii yleensä aina useita silmänliikkeitä, koska vain melko pieni osa näytöstä voidaan nähdä tarkasti keskeisessä näössä eli katseen kohdistuskohdassa tai sen läheisyydessä. Jokaista silmän liikahdusta seuraa silmän pysähdys, fiksaatio, joka vie aikaa 0,15 0,4 sekuntia. Mitä enemmän silmänliikkeitä tarvitaan, sitä enemmän aikaa kuluu ja sitä vaivalloisempaa näytön katselu on. Jos informaatio on sijoitettu niin, että kullakin katseen kohdistuksella voidaan kerätä mahdollisimman paljon tietoa, katseen kohdistuksia on vähemmän ja näytön havaitseminen on sujuvampaa. Toisaalta tiedonsijoittelun tulisi ohjata katseen kohdistusta kertomalla, missä kohdassa näyttöä on oleellista informaatiota. Jos yhdellä katseen kohdistuksella keskelle näyttöä pystyy näkemään kaikki näytön pääosat, layout on riittävän yksinkertainen antamaan tietoa siitä, missä kohdassa näyttöä oleelliset käyttöliittymäkomponentit ovat. Eräs mahdollinen tapa selkeyttää tiedon sijoittelua on merkitä oleelliset alueet käyttöliittymässä haaleilla väreillä, jotka voidaan nähdä ääreisnäössä 40. Epäterävä ääreisnäkö antaa käyttäjälle vihjeitä siitä, mihin silmiä kannattaa seuraavaksi kohdentaa. Tämä vähentää tarvetta tehdä aikaa kuluttavia silmänliikkeitä. Työ ja ihminen 18 (2004):3,

12 R. Näsänen Tiedon tiheys Se, kuinka lähekkäin toisiaan ikonit on sijoitettu, ei vaikuta kohdeikonin hakemiseen kuluvaan aikaan, mutta ikonien sijoittaminen kovin lähekkäin toisiaan koetaan erittäin epämiellyttäväksi. Suositeltava väli ikonien välissä on noin yhden ikonin mittainen leveys 17. Tällä on merkitystä erityisesti suunniteltaessa käyttöliittymiä mobiililaitteisiin, joissa näyttöjen koko on pieni ja täten houkutus sijoittaa tietoa tiheästi on suuri. Alfanumeerinen informaatio Listan suunta Valikoissa informaatio on tyypillisesti esitetty alfanumeerisesta informaatiosta koostuvina listoina. Listan suunta voi yleensä olla joko vaaka, pysty tai useammalla rivillä. Ojanpää työtovereineen 31 tutkivat kohdesanojen löytymistä vaaka- ja pystysuuntaisista sekä useita rivejä käsittävistä listoista. Hakuajat eivät riippuneet listan konfiguraatiosta, mutta pystysuuntaiset listat kyettiin prosessoimaan pienemmällä määrällä silmänliikkeitä. Pystylistoista koehenkilöt kykenivät lukemaan yhdellä silmän kohdistuksella 4 5 sanaa, kun taas vaakalistoissa kyettiin lukemaan vain 1 2 sanaa 31. Silmänliikkeiden kannalta on siis parempi suosia pystylistoja. Tekstin esittäminen mobiililaitteiden pienillä näytöillä ei aina salli normaalilevyisten palstojen käyttöä. Laarni ryhmineen 12 havaitsi, että jos palstan leveys on vain yksi sana, lukunopeus on vain hieman huonompi kuin normaalilevyisiä palstoja käytettäessä. Toisin kuin pystysuorassa menuhaussa 31 yhdellä katseen kohdistuksella voitiin lukea vain yksi sana kerrallaan. Se, ettei useampaa kuin yhtä sanaa voitu lukea yhdellä katseen kohdistuksella, johtuu todennäköisesti normaalitekstin ajatuksen sarjallisesti etenevästä luonteesta, jolloin sanat prosessoidaan ajallisesti peräkkäin eikä esimerkiksi 4 5 sanaa samanaikaisesti. Rivien väli ei saisi olla suurempi kuin kaksi kirjaimen korkeutta 31. Listojen tasaus Yleinen käytäntö (katso ISO ) on, että pystysuuntaiset sanalistat tasataan vasempaan reunaan. Numeeriset listat, joissa on desimaalipiste tai -pilkku, tasataan pisteen tai pilkun mukaan. Jos numeerisessa listassa ei ole desimaalipilkkua, se tasataan oikealle. Kirjasinlajin vaikutus informaation luettavuuteen Kirjasinlajin vaikutusta informaation luettavuuteen pohditaan usein. Kuitenkin tutkimukset osoittavat, että kirjasinlajilla on vain vähän merkitystä lukunopeuden kannalta, kunhan kirjainten koko on riittävä. Kirjasinlaji, jossa kirjaimen viemä tila on suhteutettu kirjaimen leveyteen, nopeuttaa lukemista hieman verrattuna suhteuttamattoman kirjasinlajin käyttöön, luultavaksi siksi, että tällöin yhdellä katseen kohdistuksella nähdään hieman enemmän kirjaimia 18. Graafinen informaatio Usein graafinen informaatio, ikonit ja muut graafiset symbolit ja kuvaukset, voivat nopeuttaa ja helpottaa visuaalisen informaation käsittelyä näköaistissa ja aivoissa verrattuna siihen, että sama informaatio olisi esitetty sanallisessa muodossa. Esimerkiksi kättä esittävä hiiren kursori, jossa etusormi on osoittavassa asennossa, voidaan havaita vain yhdellä katseen kohdistuksella. Vastaava informaatio tekstimuodossa paina tätä nappia vaatisi ainakin kaksi silmän pysähdystä ja siksi ainakin kaksinkertaisen tulkinta-ajan. Liikennemerkit ovat erittäin hyviä esimerkkejä kuvakielestä, jonka havaittavuus ja tulkinta tapahtuu erittäin nopeasti verrattuna siihen, että sama informaatio esitettäisiin tekstinä. Näköärsykkeenä tekstimuotoinen esitystapa on usein paljon monimutkaisempaa kuin hyvin suunniteltu graafisten symbolien käyttö. Mutta ollakseen tehokkaita graafiset symbolit pitää suunnitella yksinkertaisiksi ja samalla tietyn symbolijoukon kunkin symbolin tulee erota toisistaan selkeästi. Jos graafiset symbolit ovat 96 Työ ja ihminen 18 (2004):3, xx xx

13 Käyttöliittymien visuaalinen käytettävyys liian samanlaisia keskenään, niiden tunnistus hidastuu. Tehokkaan graafisen esityksen perusvaatimus on, että se voidaan prosessoida mahdollisimman pienellä määrällä silmänkohdistuksia. Tarvittavien silmänkohdistuksien määrä ja prosessointiaika kasvaa visuaalisen esityksen monimutkaisuuden myötä. Koon ja kontrastin vaikutukset prosessointiaikaan ovat samanlaiset kuin alfanumeerisen tiedon yhteydessä. Kovin matala vaaleuskontrasti ja pieni koko lisäävät tiedon tulkintaan kuluvaa aikaa 24, 17. Vaikka graafinen esitys voi nopeuttaa tiedon tulkintaa huomattavasti, graafisten symbolien merkitykset on ensin opeteltava. Oppimista helpottaa, jos graafiset symbolit muistuttavat niitä objekteja ja toimintoja, joita ne edustavat. Minkälaiset asiat kiinnittävät huomiota Koska tietoisesti näemme vain sen, mihin huomiomme kohdistuu, vain pieni osa näytöllä olevasta informaatiosta tulee tietoisuuteen. On todennäköistä, että monet yksityiskohdat ja tapahtumat jäävät huomaamatta. Jotkin tapahtumat, kuten automaatiojärjestelmien hälytykset, voivat olla äärimmäisen tärkeitä. Siksi informaation esityksessä on tärkeää käyttää keinoja, jotka automaattisesti vetävät huomion puoleensa. Yleisesti niin sanottu preattentiivinen näkö (mekanismit, jotka suuntaavat attentiota) reagoi herkästi kaikkeen ympäristöstään poikkeaviin ärsykkeisiin (esim. 36 ). Tällaiset ärsykkeet ikään kuin pomppaavat ympäristöstään esiin (pop out). Huomiota herättäviä piirteitä voivat olla suuret ympäristöstään poikkeavat väri-, tummuus-, koko- ja kallistuskulmaerot. Myös yllättäen näytölle ilmaantuvat objektit vetävät huomion 44 ja myös silmän kohdistuksen puoleensa 37. Välkkyvät objektit ovat myös erittäin tehokkaita attention sieppaajia. Koska visuaalisella attentiolla on rajoitettu kapasiteetti, huomion kohdistaminen johonkin objektiin tai tapahtumaan haittaa huomion kohdistamista muuhun, mahdollisesti tärkeämpään asiaan. Tämän vuoksi on erityisen tärkeää, että huomiota puoleensa vetäviä menetelmiä ei käytetä muulloin kuin silloin, kun se on välttämätöntä. Käyttäjän ikääntymisen huomioiminen Osa ikääntymisen näkövaikutuksista voidaan kompensoida oikealla käyttöliittymän suunnittelulla varsin yksinkertaisesti. Koska verkkokalvolle saapuvan valon määrä pienenee iän myötä, tulisi käyttöliittymän kirkkaustasoon (luminanssi) kiinnittää huomiota. Nykyiset LCD-näytöt (litteät näytöt) ovat noin 2,5 kertaa niin kirkkaita (maksimi valotiheys n. 250 cd/m 2 ) kuin perinteiset kuvaputkinäytöt eli CRT-näytöt (maksimi valotiheys n. 100 cd/m 2 ). Tuo lisäkirkkaus kompensoi melko hyvin myöhemmällä keski-iällä alentuneen verkkokalvon valaistuksen. Kompensoinnin ansiosta esimerkiksi värien havaitseminen (erottelu) voi olla ikääntyneellä yhtä hyvä kuin nuorilla. Optisen ja neuraalisen järjestelmän alentunutta kykyä välittää hienojakoista informaatiota voidaan kompensoida tehokkaasti käyttämällä suurempia kirjaimia, numeroita ja graafisia symboleita. Kohteen ja taustan välisen kontrastin tulisi myös olla riittävä. LCDnäytöissä kontrastikin muodostuu suuremmaksi, koska se heijastaa vähemmän ulkoista valoa ja sen piirtokyky on parempi. On kuitenkin huomattava, että pienikokoisilla LCDnäytöillä merkkien koko voi olla liian pieni, mitä saattaa olla vaikeaa tai monimutkaista korjata käyttöjärjestelmän asetuksilla kaikissa tilanteissa. Ehkä tätä kirjoitettaessa (keväällä 2004) suositeltava LCD-näytön koko olisi 19 tuumaa. Kaikkia vanhenemisen vaikutuksia ei kuitenkaan voida edellä esitetyillä tavoilla kompensoida, koska esimerkiksi havaintonopeus hidastuu iän myötä, vaikka optiset tai kontrastiherkkyyteen liittyvät tekijät eivät ole rajoituksena. Yksilöiden välillä on kuitenkin huomattavia eroja havaintonopeudessa. Kes- Työ ja ihminen 18 (2004):3,

14 R. Näsänen kimääräistä nopeampi 60-vuotias voi olla nopeampi kuin keskimääräistä hitaampi 25- vuotias. YHTEENVETO Käyttöliittymien suunnittelijoiden tulisi kiinnittää huomiota siihen, että visuaalinen informaatio on esitetty riittävän suurikokoisena ja riittävän hyvällä kontrastilla. Tämä on erityisen tärkeää silloin, kun käytetään värejä. Vaikka tämä tuntuu itsestään selvyydeltä, käytännössä selkeys ei kuitenkaan toteudu riittävässä määrin. Selkeä tiedon sijoittelu nopeuttaa haetun tiedon löytymistä. Tarpeetonta informaatiota on pyrittävä välttämään. Ainakin vanhemmilla työntekijöillä hyvälaatuisia ja riittävän suuria LCD-näyttöjä kannattaa suosia toimistotyössä niiden kirkkauden, teräväpiirtoisuuden ja hyvän kontrastin vuoksi. Voimakkaasti huomiota puoleensavetäviä käyttöliittymäelementtejä tulee käyttää vain silloin, kun niiden käyttö on tarpeellista. KIRJALLISUUS 1. Akutsu H, Bedell HE & Patel SS: Recognition thresholds for letters with simulated dioptric blur. Optometry and Vision Science 77 (2000) Artal P, Berrio E, Guirao A & Piers P: Contribution of the cornea and internal surfaces to the change of ocular aberrations with age. J. Opt. Soc. Am. A 19 (2002) Bedell HE, Patel S & Chung STL: Comparison of letter and vernier acuities with dioptric and diffusive blur. Optometry and Vision Science 76 (1999) Bennett PJ, Sekuler AB & Ozin L: Effects of aging on calculation efficiency and equivalent noise. J. Opt. Soc. Am. A 16 (1999) Boschman MC & Roufs JAJ: Text quality metrics for visual display units: II. An experimental survey. Displays 18 (1997) Burton KB, Owsley C & Sloane ME: Aging and the neural spatial contrast sensitivity: Photopic vision. Vision Research 33 (1993) Ciuffreda KJ & Tannen B: Eye movement basics for the clinician. Mosby-year Book, Inc. St. Louis, Curcio CA & Allen KA: Topography of ganglion cells in human retina. The Journal of Comparative Neurology 300 (1990) Guirao A, Gonzáles C, Redondo M, Geraghty E, Norrby S & Artal P: Average optical performance of the human eye as a function of age in a normal population. Investigative Ophthalmology and Visual Science 40 (1999) Georgeson MA & Sullivan GD: Contrast constancy: deblurring in human vision by spatial frequency channels. J. Physiol. 252 (1975) ISO : Ergonomic requirements for office work with visual display terminals (VDTs) Part 12: Presentation of information. 12. Laarni J, Simola J, Kojo I & Näsänen R: Reading vertical text from a computer monitor. Behavior and Information Technology 23 (2004) Legge GE, Pelli DG, Rubin GS & Schleske MM: Psychophysics of reading I. Normal vision. Vision Research 25 (1985) Legge GE, Parish DH, Luebker A & Wurm LH: Psychophysics of reading. XI. Comparing of color contrast and luminance contrast. Journal of the Optical Society of America A 7 (1990) Legge GE, Ahn SJ, Klitz TS & Luebker A: Psychophysics of reading XVI. The visual span in normal and low vision. Vision Research 37 (1997) Legge GE, Kersten D & Burgess AE: Contrast discrimination in noise. J. Opt. Soc. Am. A 4 (1987) Lindberg T & Näsänen R: The effect of icon spacing and size on the speed of icon processing. Displays 24 (2003) Mansfield JS, Legge GE & Bane MC: Psychophysics of reading XV: Font effects in normal and low vision. Investigative Ophthalmology and Visual Science 37 (1996) Työ ja ihminen 18 (2004):3, xx xx

15 Käyttöliittymien visuaalinen käytettävyys 19. Mullen KT: The contrast sensitivity of human color vision to red-green and Blue-yellow chromatic gratings. Journal of Physiology (London) 359 (1985) Mullen KT & Beaudot WHA: Comparison of color and luminance vision on a global shape discrimination task. Vision Research 42 (2002) Navarro R, Artal P & Williams DR: Modulation transfer of the human eye as a function of retinal eccentricity. J Opt Soc Am A 9 (1993) Näsänen R, Karlsson J & Ojanpää H: Display quality and the speed of visual letter search. Displays 22 (2001) Näsänen R, Ojanpää H & Kojo I: Effect of stimulus contrast on performance and eye movements in visual search. Vision Research 41 (2001) Näsänen R & Ojanpää H: Effect of image contrast and sharpness on visual search for computer icons. Displays 24 (2003) Näsänen R & Ojanpää H: How many faces can be processed during a single eye fixation? Perception 33 (2004) Näsänen R, Ojanpää H, Päällysaho J, Poutiainen E & Sainio M: Letter Search test - normal values for different age groups. ECVP 2004, kongressiesitys. Perception 33 (2004) Näsänen R, Ojanpää H & Tanskanen T: Estimation of the speed of object perception. Perception 32 (2003) Näsänen R, Tiippana K & Rovamo J: Contrast restoration model for contrast matching of cosine gratings of various spatial frequencies and areas. Ophthalmic and Physiological Optics 18 (1998) Ojanpää H & Näsänen R: Utilisation of spatial frequency information in face search. Vision Research 43 (2003) Ojanpää H & Näsänen R: Effetcts of luminance and colour contrast on the search of information on display devices. Displays 24 (2003) Ojanpää H, Näsänen R & Kojo I: Eye movements in the visual search of word lists. Vision Research 42 (2002) Pardhan S, Gilchrist J, Elliott DB & Beh GK: A comparison of sampling efficiency and internal noise level in young and old subjects. Vision Research 36 (1996) Roufs JAJ & Boschman MC: Text quality metrics for visual display units: I. Methodological aspects. Displays 18 (1997) Rovamo J, Luntinen O & Näsänen R: Modelling the dependence of contrast sensitivity on grating area and spatial frequency. Vision Research 33 (1993) Rovamo J, Kankaanpää MI & Kukkonen H: Modelling spatial contrast sensitivity functions for chromatic and and luminance modulated gratings. Vision Research 39 (1999) Simons DJ: Attentional capture and inattentional blindness. Trends in Cognitive Sciences 4 (2000) Theeuwes J, Kramer AF, Hahn S, Irwin DE & Zelinsky GJ: Influence of attentional capture on oculomotor control. J Exp Psychol Hum Percept Perform 25 (1999) Thomas JP, Fagerholm P & Bonnet C: One spatial filter limits speed of detecting low and middle frequency gratings. Vision Research 39 (1999) Underwood NR ja McConkie GW: Perceptual span for letter distinctions during reading. Reading Research Quarterly 20 (1985) Van Laar DL: Psychological and cartographic principles for the production of visual layering effects in computer displays. Displays 22 (2001) Vassilev A, Mihaylova M & Bonnet C: On the delay of processing high spatial frequency visual information: reaction time and VEP latency study of the effect of local intensity of stimulation. Vision Research 42 (2002) Wertheim TH: Über die indirekte Sehschärfe. Zeitschrift für Psychologie und phsiologie der Sinnesorgane 7 (1891) Williams DR, Artal P, Navarro R, McMahon MJ & Brainard DH: Off-axis optical quality and retinal sampling in the human eye. Vision Research 36 (1996) Yantis S & Jonides J: Abrupt onset and selective attention: evidence from visual search. J. Exp. Hu. Percept. Perform. 10 (1984) erikoistutkija, FT, dos. Risto Näsänen, risto.nasanen@ttl.fi Työterveyslaitos, Fysiikan osasto, Aivotyölaboratorio, Helsinki Työ ja ihminen 18 (2004):3,

16 katsaukset Ihmisen ja tekniikan välisen vuorovaikutuksen toimivuuden arviointi monimutkaisissa tietointensiivisissä töissä Leena Norros, Paula Savioja Hiljattain julkaistun teknologiabarometrin mukaan teknologisten innovaatioiden käytännön hyödyntäminen on ollut odotettua hitaampaa sekä Suomessa että muissa teollisuusvaltioissa. Yhtenä syynä tälle pidetään sitä, että teknologian kehittämisessä ei ole syvällisesti pystytty omaksumaan käytön näkökulmaa ja sen tarpeita. Tässä kirjoituksessa käsitellään tietointensiivistä työtä turvallisuus- ja laatukriittisillä aloilla. Näillä aloilla tietointensiivisyys ilmenee laajojen informaatio- ja ohjausjärjestelmien käyttönä. Järjestelmät toimivat osin autonomisesti halliten monimutkaisia teollisuusprosesseja. Ihmisten tekemää työtä kontrolloidaan melko tiukasti ohjeilla ja säädöksillä. Tässä kirjoituksessa käsitellään erityisesti ihmisen ja tekniikan vuorovaikutuksen kehittämistä näissä ympäristöissä. Tämä tehdään ottamalla organisaation tavoitteet lähtökohdaksi. Näin tekniikan kehittämisen tulisi edistää toimintajärjestelmän kokonaistavoitteiden toteutumista. Tämä on VTT:n keskeinen tutkimushaaste tietointensiivisen työn alalla. Ihmisen ja tekniikan välinen vuorovaikutus määritellään kulttuurihistoriallisen toiminnan teorian pohjalta kolmitasoiseksi: vuorovaikutuksen välineet, tilannekohtainen toiminta, ja organisatorinen toiminta. Yleisiä, tietointensiivisen työn kannalta merkityksellisiä ja ihminen tekniikkavuorovaikutukseen liittyviä muutostekijöitä, ovat mm. kohoava automaatioaste, organisaation sisäinen sekä sen ulkopuolelle yltävä tuotannon prosessien integraatio sekä informaation esittäminen digitaalitekniikan avulla. Käsittelemme artikkelissa myös ihminen tekniikka-vuorovaikutuksen arviointia kaikilla kolmella edellä mainituilla tasoilla. Arvioinnin on kohdistuttava sekä suunnitteluprosessiin, joka tuottaa vuorovaikutuksen välineitä että suunnitteluprosessin lopputulokseen artefaktaan, joka toimii vuorovaikutuksen välineenä. Meneillään olevassa tutkimuksessa kehitetään menetelmäkehikkoa, joka kohdistuu ihminen tekniikka-vuorovaikutuksen tarkoituksenmukaisuuden arvioimiseen. Tutkimus seuraa uusien valvomojärjestelmien suunnittelua turvallisuuskriittisellä teollisuuden alalla. Kehittämämme arviointimenetelmä käyttää hyväksi systeemisiä käytettävyyden kriteerejä, jotka määritellään toimintajärjestelmään kuuluvan informaatiojärjestelmän tarkoituksenmukaisuuden perusteella. Arviointimenetelmää voidaan käyttää myös tulevaisuuden sulautuneen ja kaikkialla läsnä olevan automaatiojärjestelmän arvioinnissa. Avainsanat: käyttöliittymät, käyttösuuntautunut suunnittelu, systeemikäytettävyys, tilannekohtainen toiminta, turvallisuuskriittiset organisaatiot 100

17 Ihmisen ja tekniikan välisen vuorovaikutuksen toimivuuden arviointi monimutkaisissa tietointensiivisissä... JOHDANTO Äskettäin julkaistun teknologiabarometrin tulokset viittaavat siihen, että Suomessa ja eräissä muissa teknologiaosaamisen huippumaissa teknologisten mahdollisuuksien käytännön hyödyntäminen yhteiskunnan eri toiminnoissa on ollut ennakoitua hitaampaa 21. Barometrin antamaa tulosta on ennakoitu tietoyhteiskunnan kehitysedellytyksiä koskevissa tutkimuksissa. Yhteiskunnan ja teknologian kehitystä koskevien filosofisten pohdintojen ja teorioiden nojalla sekä jo kertyneen tutkimustiedon nojalla on voitu päätellä, että käyttäjän roolin väheksyminen teknologian kehittämisessä voi muodostua kompastuskiveksi teknologian odotettujen hyötyjen saavuttamisessa 38. Työelämän tutkimuksen perinteen pohjalle rakentuvassa Tietointensiivinen työ -kärkihankkeessa ihmisen toiminnan kehittämisen tärkeys oli luonnollisena lähtökohtana, ja ihmisten tarpeet, työn mielekkäät ja hyvinvointia edistävät sisällöt sekä organisaatioiden tavoitteet määriteltiin keskeisiksi tietoyhteiskunnan kehitystekijöiksi 12, 33. Hankkeessa tehty tutkimustyö on pyrkinyt omalta osaltaan edistämään näihin tekijöihin liittyviä sosiaalisia innovaatioita, joita tietoyhteiskunnan kehityksessä siis myös tarvitaan. Tarkastelemme kirjoituksessa tietointensiivistä työtä laatu- ja turvallisuustavoitteiltaan vaativissa töissä, joissa tietointensiivisyys ilmenee laajojen informaatio- ja ohjausjärjestelmien käyttönä monimutkaisten kohteiden hallinnassa. Näissä yhteyksissä työtä säädellään melko tarkasti organisatorisin keinoin ja erilaisten sääntöjen ja ohjeistojen avulla. Käsittelemme erityisesti ihmisen ja tekniikan vuorovaikutuksen optimaalista, organisaation kokonaistavoitteita edistävää kehittämistä, mikä on Valtion Teknillisen Tutkimuskeskuksen toimialueen kannalta keskeinen tietointensiivisen työn kehittämishaaste. Määrittelemme ensin, miten ymmärrämme ihmisen ja tekniikan välisen vuorovaikutuksen ja erittelemme sitten tähän vuorovaikutukseen liittyviä yleisiä muutostekijöitä, joita ovat automaatio, prosessi-integraatio ja informaation esittäminen digitaalisissa automaatiojärjestelmissä. Tämän jälkeen esittelemme lähestymistavan arvioida ihmisen ja tekniikan välisen vuorovaikutuksen onnistuneisuutta suunnittelun aikana ja sen lopputuloksen perusteella. Kyseistä lähestymistapaa kehitetään tutkimusprojektissa, jossa seurataan tutkimuksen keinoin monimutkaisten riskialttiiden prosessien valvomoiden informaatio- ja ohjausjärjestelmien suunnittelua. Pohdimme lopuksi esitetyn lähestymistavan sopivuutta tulevaisuuden joka paikan automaation systeemiseen arviointiin. IHMISEN JA TEKNIIKAN VÄLINEN VUOROVAIKUTUS TUTKIMUSKOHTEENA Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen (VTT) nykyisessä tutkimusstrategiassa tietoyhteiskunnan kehittämistä tarkastellaan sekä teknisten että sosiaalisten innovaatioiden edistämisen näkökulmasta. VTT:n piirissä toimivien työn ja työelämän tutkijoiden tehtävänä on edistää tekniikan kestävää kehitystä ihmisen toiminnan ymmärtämisen kautta. Olemme omaksuneet näkökannan, että tekniikan kehittämisen lähtökohdaksi tulisi ottaa entistä enemmän ihmisten tarpeet ja heidän toimintojensa kehittäminen 3. Tämän lähestymistavan mukaan teknologiaa tarkastellaan yhteydessä toimintaan, jossa sitä käytetään. Lähestymistapaa voi siis kutsua toimintalähtöiseksi. Viittaamme nimityksellä siihen, että yhteiskunnallisesti merkityksellinen toiminta, ei ihminen tai käyttäjä sinänsä siitä irrallisena, on tarkastelun lähtökohtana. Koska toimintakeskeisessä suunnittelussa tähdätään mielekkään yhteiskunnallisen käytön luomiseen teknologialle, se edistää myös teknologioihin ja palveluihin liittyviä liiketoimintamahdollisuuksia. Hahmotamme tietointensiivisen työn kehitystä erityisesti ihmisen ja tekniikan välisen vuorovaikutuksen näkökulmasta 24. Vuorovaikutuksen tarkastelussa omaksuttiin kulttuuri- Työ ja ihminen 18 (2004):3,

18 L. Norros ja P. Savioja Merkitys/mieli: viittaavat ICTmedian kommunikatiiviseen luonteeseen Toimintaympäristö, organisaatio Teknologiat tai psykologiset välineet: viittaavat ICT-median kognitiiviseen luonteeseen Toiminta käyttötilanteissa Toiminnan KOHDE ja TULOS Materiaaliset tekniikat: viittaavat ICT-median työvälineluonteeseen Vuorovaikutuksen välineet Kuva 1. Toiminnan tasot ja universaalin tieto- ja viestintäteknologian rooli ihmisen ja tekniikan välisessä vuorovaikutuksessa 18, 35. Toiminnan tasojen erittelyä käytettiin ihminen tekniikka-vuorovaikutuskäsitteen muotoilussa ja siihen pohjautuvassa tutkimushaasteiden erittelyssä 24. historialliseen toiminnan teoriaan perustuva käsitys toiminnasta 18. Toiminnan teoriaa soveltaen tieto- ja viestintäteknologian välittämässä vuorovaikutuksessa erotettiin kolme systeemitasoa. Näitä kuvattiin nimikkeillä työvälineet ja käyttöliittymät, toiminta käyttötilanteissa sekä koko toimintaympäristö, organisaatio. Tieto- ja viestintäteknologisilla ratkaisuilla ajateltiin olevan eri rooli ihmisten toiminnassa näillä eri tasoilla, kuten Georg Rückriem on äskettäin ehdottanut 35. Kuvassa 1 esitetään ihmisen ja tekniikan välisen vuorovaikutuksen kolme tasoa, jotka reaalisessa toiminnassa yhdistyvät rakenteeksi, jota toiminnan kohde ja sen tulos määrittelevät. Rückriemin teoreettista pohdintaa hyväksi käyttäen ihminen tekniikka-vuorovaikutuksen mallissa erotetaan eri tyyppiset merkitykset, jotka tieto- ja viestintäteknologia universaalina mediana ja välineenä saa toiminnan eri tasoilla (ks. kuva 1). Tämä malli on taustana myös tämän kirjoituksen tekijöiden omissa ihmisen ja tekniikan työnjakoon ja yhteistyöhön suuntautuvissa tutkimuksissa, joiden perusteita on esitelty laajasti pian ilmestyvässä kirjassa 23. TIETOINTENSIIVINEN TYÖ IHMISEN JA TEKNOLOGIAN VÄLISEN VUOROVAIKUTUKSEN NÄKÖKULMASTA Automaation ja tietointensiivisyyden rinnakkaisuus Tietointensiivinen työ -hankkeessa omaksutun käsityksen mukaan tietointensiivisellä työllä tarkoitetaan työtä, jolle on tunnusomaista tiedon vastaanottamiseen, käsittelyyn ja uuden tiedon tuottamiseen liittyvät työn vaatimukset. Työtä tehdään usein tieto- ja viestintäteknologian avulla, ja sille on ominaista osaamisen suuri merkitys yksittäisten työntekijöiden, työryhmien ja työorganisaatioiden tasolla 13. Tietointensiivisessä työssä korostuvat siis ajatteluun, luovuuteen, yhteistoimintaan ja viestintään liittyvät vaatimukset. Kun työn tarkastelunäkökulmaa laajennetaan, havaitaan, että keskeinen tietointensiivisen työn piirre on myös se, että edellä mainitut vaatimukset vaihtelevat melko lailla tilanteesta toiseen 13. Niinpä esimerkiksi raide-, meri- ja lentoliikenteen tai prosessiteollisuuden ohjauksessa työ näyttää pääosin vaativan 102

19 Ihmisen ja tekniikan välisen vuorovaikutuksen toimivuuden arviointi monimutkaisissa tietointensiivisissä... vain valvontaa, mutta ajoittain saattaa kehittyä hyvinkin vaativia toimintatilanteita. Erityisesti turvallisuuskriittisillä toimialoilla tätä vaatimusrakenteen kaksijakoisuutta luonnehditaan tutkijoiden keskusteluissa usein kärjistyksellä, että 99 prosenttia työajasta on tylsää ja 1 prosentti kauhua. Tietointensiivisen työn vaatimusrakenteen tilanneriippuvaisen vaihtelun keskeinen syy on se, että tietointensiivisyyteen liittyy yleensä aina työn tai muun inhimillisen toiminnan automatisoiminen. Automaation avulla voidaan huolehtia vaativistakin ennakoiduista tehtävistä, mutta todellisten tilanteiden aiheuttama toimintaehtojen vaihtelu edellyttää tilannearvioita ja tilanteeseen mukautuvaa toimintaa. Koska automaatio vaikuttaa ihmisen ja tekniikan, ja samalla myös ihmisten, keskinäiseen työnjakoon ja työn organisointiin, on automaatioasteella perustava merkitys työn sisältöjen kannalta. Automaatioasteena ilmenevä sosioteknisen järjestelmän toimintojen allokointi ihmisen ja tekniikan kesken on monimutkaisten työvälineiden suunnittelun ensimmäinen vaihe 14, jossa myös joudutaan tasapainottamaan kokonaisjärjestelmän mukautumiskyvyn ja toimintavarmuuden sekä tehokkuuden ja työhyvinvointiin liittyvien tekijöiden välillä. Tietointensiivisen työn ihmisen ja tekniikan välisen työnjaon tarkempaan tarkasteluun sopii hyvin ns. hajautuneen kognition (distributed cognition) lähestymistapa 11, koska siinä työnjaon käsittelyyn sisällytetään työvälineet. Kyseinen suuntaus poikkeaa filosofisilta ja metodologisilta lähtökohdiltaan vallitsevasta kognitiivisen psykologian informaation prosessoinnin lähestymistavasta, sillä se tarkastelee kognitiota toiminnallisesta näkökulmasta ja laajentaa älyllisten toimintojen kognition alaa myös esineelliseen toimintaan. Lähestymistapa korostaa edelleen kognition hajaantuneisuutta, joka ilmenee ihmisten välisessä työnajossa, kognition maadoittumisena sisäisiin ja ulkoisiin materiaalisiin resursseihin, sekä myös ajattelun ajallisena hajautuneisuutena ja kulttuurisena kasautumisena 10. Pinnalta katsoen vaikuttaa oikeaan osuvalta kuvata tietotyön vaatimusten tilannesidonnaista vaihtelua vaatimusten jyrkkänä kaksijakoisuutena. Koska työntekijän on tilannekohtaisesti tulkittava, minkälaisessa tilanteessa ollaan ja mitä siinä on tehtävä, vaatimusten vaihtelun hallinta muodostaa uuden vaatimusten tason. Työntekijälle on muodostuttava tietty osaamisperusta, jotta hän pystyy toimimaan kulloinkin tilanteen vaativalla tavalla. Esimerkiksi prosessin häiriintymisen tunnistaminen mahdollisimman pienestä vihjeestä ajoissa ja osuvasti edellyttää perusteellista kohdeprosessin dynamiikan ja myös automaation toimintatapojen tuntemusta ja ohjauskokemusta. Ongelmaksi muodostuu se, miten tarvittavat valmiudet voivat kehittyä, jos niiden kehittymiseen tarvittavia tilanteita tulee työssä vastaan vain harvoin. Lisanne Bainbridge 2 kuvasi klassisessa artikkelissaan tietointensiivisyyden tuottamia ristiriitaisia vaatimuksia prosessien hallinnassa käsitteellä automaation ironiat. Asian organisatorisia vaikutuksia ja työn merkityksellisyyden kokemista tietointensiivisessä (informatisoidussa) prosessinohjauksessa käsitteli puolestaan osuvasti Shosanna Zuboff 43, joka osoitti, että työn operatiivisen onnistumisen edellytykset muodostuvat tulkintaproessien kautta. Automaattisen prosessin hallintavaatimusten kaksijakoisuus ilmitasolla ja kaksijakoisuuden syvempi hallinta ja hallintavalmiuksien oppiminen työssä on monimutkainen asia, josta työntekijöillä itsellään on erilaisia käsityksiä. Tämä havaittiin esimerkiksi äskettäisessä ydinvoimalaoperaattorien haastattelututkimuksessa 29. Tutkimuksen mukaan oli yleistä, että niin kokeneet valvomo-operaattorit kuin ohjaajaharjoittelijatkin erittelivät työn yhtäältä normaalitilanteen toistuviin valvontavaatimuksiin ja toisaalta mahdollisten häiriötilanteiden yllättäviin ja vaikeisiinkin toimintavaatimuksiin. Oppimisen nähtiin kytkeytyvän häiriötilanteista saatuihin kokemuksiin. Osa ohjaajista ei kuitenkaan hahmottanut työtään näin selvästi kaksijakoisena. Oppimis- Työ ja ihminen 18 (2004):3,

20 L. Norros ja P. Savioja mahdollisuuksia nähtiin myös normaalitilanteessa ja niitä voitiin pitää työn vaatimuksiin kuuluvana haasteena. Vastaavanlaisia eroja käsityksissä normaalityön vaatimuksista ja oppimismahdollisuuksista havaittiin anestesialääkärien työhön kohdistuneessa tutkimuksessamme 15, 16. Kun tietointensiivisen työn laatu tai turvallisuusvaatimukset ovat korkeat, työssä on pyrittävä mahdollisimman suureen toimintavarmuuteen. Toimintavarmuutta on tyypillisesti pyritty lisäämään automatisoimalla toimintoja tai standardoimalla niitä muulla tavalla. Toinen pääasiallinen toimintavarmuutta parantava keino on tukea toimijoiden joustavaa asiantuntemukseen perustuvaa työn hallintaa 26. Tämä toimintavarmuutta edistävä strategia nojaa ajatukseen, että monimutkaisessa, paljon ennakoimatonta tilannekohtaista vaihtelua sisältävissä toimintaympäristöissä on pyrittävä edistämään niin teknologioiden kuin ihmisten toiminnankin mukautuvuutta ja kehittymiskykyä 6, 39. Monimutkaisessa ja vaikeasti hahmottuvassa ympäristössä ongelmaksi muodostuu kuitenkin se, että on pystyttävä erottamaan, mikä sopeutuminen edistää toiminnan päämäärien saavuttamista ja mikä taas saattaa johtaa esimerkiksi turvallisen toiminnan rajojen ulkopuolelle. Sopivan tasapainon löytäminen standardisointiin ja sopeutumiseen tähtäävien keinojen välillä on käytännön ongelma. Tasapainoa haetaan muun muassa työnjakoa ja yhteistyön järjestämistä koskevien ratkaisujen avulla 8. Tasapainottelussa joudutaan helposti ongelmiin, jos ohjeiden mielletään kuvaavan toimintaa sellaisenaan sen sijaan, että ne käsitettäisiin välineinä, joita toimija itse käyttää ohjaamassaan kokonaistoiminnassa. Tietointensiivistä työtä tarkasteltaessa ei siis sovi unohtaa tietointensiivisyyden kasvuun liittyvää automatisoitumista, joka olennaisella tavalla vaikuttaa työn sisältöön ja sen asettamiin vaatimuksiin. Keskeisiä haasteita prosessiteollisuuden ja liikenteen turvallisuusja laatukriittisissä työprosesseissa on se, että työntekijälle muodostuu tunne työn hallittavuudesta ja sitä kautta työn hallintaa koskeva itseluottamus jokapäiväisessä työssä. Vaikuttaa myös siltä, että näissä töissä tyypillinen toimintavaatimusten ilmitason kaksijakoisuus ja siitä seuraavat hallinnan syvemmät kehittämisvaatimukset yleistyvät tulevaisuudessa, kun tieto- ja viestintäteknologian uudet ominaisuudet erityisesti teknologian upotettavuus ja sen sallima käyttäjän liikkuvuus muuttavat toiminnallisia suhteitamme jokapäiväisen elinympäristön kanssa. Prosessi-integraatio ja työnjaon muutokset Edellä mainittuja automaattisen prosessin ohjauksen vaatimuksia eriteltiin jo Tietointensiivinen työ -kärkihankkeen julkaisuissa ja eräissä muissa aiemmissa julkaisuissa 19, 22, 25. Kyseiset vaatimukset nousevat esiin, kun ihmisen ja tekniikan välistä työnjakoa tarkastellaan tilannekohtaisen toiminnan ja siihen liittyvien osaamisvaatimusten näkökulmasta. Tällöin liikutaan edellä kuvassa 1 (s. 102) esitetyn ihminen teknologia-vuorovaikutuksen mallin keskimmäisellä tasolla, jossa tieto- ja viestintäteknologiaa tarkastellaan sen kognitiivisen luonteen kannalta. Aiemmissa kirjoituksissa ennakoitiin lisäksi, että teollisissa prosessinohjaustehtävissä tapahtuu lähivuosina myös sekä työn sisältöjen että asiantuntemuksen jakaantumisen laajamittaisempia muutoksia, joihin kuvan 1 mallin ylimmällä tasolla viitataan. Nämä muutokset syntyvät tarpeista kehittää liiketoimintaa hallitsemalla paremmin prosesseista saatu informaatio. Puhutaan prosessi-integraation parantamisesta 37. Prosessi-integraation tavoitteena on edistää yritysten kilpailukykyä parantamalla tehdaskokonaisuuksien hallintaa ja yksittäisten osatekijöiden optimointia. Integraation odotetaan edistävän raaka-aineiden, energian ym. optimaalista käyttöä prosessin hallinnassa. Prosessi-integraatio merkitsee myös kehittyneempää elinkaarihallintaa. Organisaation eri tasoilla ja 104