Mentaalinen kuormitus & vaikutusten aikaikkunat
Moniresurssit & kuormitus Multiple resource theory and mental workload are two related concepts that are often confused. They overlap but are distinct. multiple resource model architecture consists of three components related to demand, resource overlap, and allocation policy. The concept of mental workload relates most strongly to the first of these, characterizing the demand imposed by tasks on the human s limited mental resources, whether considered as single or multiple - Wickens (2008)
Lisää Wickenssiä mentaalinen kuormitus Kuormituksen punainen viiva Raja, jonka ylittäessään tehtävän aiheuttamat vaatimukset ylittävät käytettävät resurssit Tehtävän vaatimukset voivat olla seurausta joko yhdestä tai kahdesta tehtävästä Moniresurssiteorian relevanssi on tilanteissa, joissa kuormitus aiheutuu useammasta tehtävästä voi esim. antaa suunnitteluvinkkejä kuormituksen jakamiseksi eri resursseille
Lisähuomioita ja kysymyksiä Ihminen suorittaa jatkuvasti useita toimintoja, joista suuri osa enemmän tai vähemmän automatisoituneita (esim. kävely, hengitys, aistihavainnot, mielikuvat, tavoitetiloihin pyrkiminen ) -> monitehtäväsuoritusta? Tietoisuus/työmuisti & sarjallinen prosessointi? Vain tietoisuuden ulkopuolelle automatisoidut asiat voidaan suorittaa paralleelisti, eli käyttäen montaa resurssia samanaikaisesti? Automaattiset/implisiittiset prosessit eivät kuormita Mentaalinen kuormitus seurausta aina työmuistin sarjallisesta kuormittamisesta? Jos työmuisti on aina pullonkaula, niin mikä on moniresurssiteorian merkitys?
Kuormituksen mittaaminen case lennonjohto (Brookings et al. 1996) Suorituksen mittaaminen: onnistumiset/epäonnistumiset (TRACON) Subjektiivinen arvio: NASA-TLX (Task Load Index) Fysiologiset vaikutukset Syke, sykkeen vaihtelevuus Silmien räpytykset Sakkadien määrä ja voimakkuus Hengitystiheys ja voimakkuus EEG
NASA-TLX (Rubio et al. 2004)
Koe 8 lennonjohtajaa 2.5-7.5 v. työkokemuksella (21-29v.) Lennonjohto simulaatio (TRACON) 386, VGA, SoundBlaster Harjoittelivat 6 tuntia Aitoja tilanteita, ohjasivat lentoliikennettä, 3 skenaariota 36 lentokonetta 45 min (3*15)., liikenteen määrä: (6,12,18) (12,12,12) ja liikenteen kompleksisuus vaihteli Pilotit ymmärsivät väärin, eri lentokonetyyppejä 15 lentokonetta 5 min. (ns. ylikuormitustilanne) Muuttujien arvot päätetty aiemman kirjallisuuden ja lennonjohtajien kanssa käytyjen keskustelujen perusteella
Tulokset välittömät vaikutukset Suorituspisteet ja subjektiivinen arvio: Merkitsevä ero vaikeustasojen välillä Ei eroja kahdessa ensimmäisessä skenaariossa Overload skenaario sekä arvioitiin että siinä suoriuduttiin huonommin kuin kahden muun skenaarion kahdella ensimmäisellä vaikeustasolla Mutta merkitsevää eroa vaikeimpaan tasoon ei ollut! Silmänräpytykset vähenivät tehtävien vaikeutuessa Eroja overloadin ja vaikeimman tason välillä ei ollut Hengitys kiihtyi tehtävien vaikeutuessa Eroja overloadin ja vaikeimman tason välillä ei ollut
Tulokset 2 välittömät vaikutukset EEG: Liikaa spekulointia On mahdollista, että EEG saattaa osoittautua tarkemmaksi erittelemään tehtävän vaatimia resursseja kuin suoritus-, subjektiiviset- tai muut fysiologiset mittarit. Mm. kompleksisuus ja määrä skenaarioissa oli voimakkuuseroja eri taajuusalueilla. Sydämen syke eikä sakkadien määrä muuttuneet tehtävien vaikeutuessa sykkeen vaihtelu lähellä merkitsevää eroa tehtävien vaikeutuessa
Pohdintaa Vaadittavia resursseja ei pystytty kovin tarkasti erottelemaan Räpytysten väheneminen viittaa visuaalisen tarkkaavaisuuden lisääntymiseen. Kuormituksen lähdettä ei siis eksplisiittisesti pystytty erittelemään Miksi overload tilanne ei eronnut vaikeimmasta? huonosti operationalisoitu? liian lyhyt ajanjakso (5min)? Liian vähän koneita?... TLX:n keskiarvon käyttäminen johti harhaan? Ehkä kuormituksen vaikutukset eivät näy heti?
Pitkäaikaiset vaikutukset? Cohen & Spacapan (1978) Tausta-ajatus: stressi/ cognitive fatigue ja niiden seurannaiset seurausta tarkkaavaisuuden kuormituksesta? kuormituksen efektit eivät välttämättä näy heti KOE 1: 80 koehenkilöä paneeli, jossa 12 valoa (4*3 väriä) & jokaiselle värille oma vastauspainike High load: valon kesto 400ms, valojen välissä 200ms, vastausaikaa 600ms, 200 trialia 2 minuutissa, Low load: valojen välissä 800ms, vastausaikaa 1200ms, 100 trialia 2 minuutissa, valon kesto 400ms
Koe 1 - tulokset Tehtävän jälkeen koehenilöt ratkoivat mahdottomia kynä&paperi tehtäviä* ja oikolukemaan 7 sivua tekstiä Highload-koehenkilöt luovuttivat mahdottomat tehtävät 2 minuuttia nopeammin kuin lowload tilanteessa olleet. Oikoluvun korjausprosentit eivät eronneet merkitsevästi High-load tilanne vaikutti seuraavassa tehtävässä valikoiden, mikä voisi viitata vain tiettyjen resurssien kuormittumiseen. Mahdollisesti oikoluku oli paremmin automatisoitunutta, eikä siksi ollut niin altis vaikutuksille.
Koe 2 kenttätutkimus Taustaoletus, että tarkkaavaisuuden kuormitus heikentää sosiaalisten vihjeiden havainnointia Koehenkilöt: 40 18-25 v. naispuolista psykologian opiskelijaa Suorittivat tehtäviä kauppakeskuksessa* 2 koetilannetta: arki-iltapäivä (low-density, 27.9 ihmistä) ja vkl-iltapäivä (high density,127.6 ihmistä) 26 tehtävää. 2 vaikeustasoa: High load = 2 * low load Esim. etsi ja listaa 5 bestsellerkirjaa (high load: etsi 10) Viimeisen tehtävän aikana koeavustaja näytteli hävittäneensä piilolinssin koehenkilön vieressä
Koe 2 tulokset Ryhmät eivät eronneet suoriutumien perusteella (molemmat tekivät yhtä vähän virheitä) 0% high-load/high-density tehtävän suorittaneista auttoi piilolinssin hävittänyttä naista, 33 % sekä highload/low density että low-load/high density ja 80% lowload/low density tehtävän suorittaneista. Auttamisaika oli pienin high-load/low density -tilanteessa Koehenkilöt high-load tilanteessa myös kokivat itsensä kyselylomakkeiden perusteella kuormittuneemmiksi
Lähteet Wickens, C.D. (2008), Multiple resources and mental workload. Human Factors, 50 (3), pp. 449-455. Brookings, J.B., Wilson, G.F., Swain, C.R. (1996), Psychophysiological responses to changes in workload during simulated air traffic control. Biological Psychology, 42 (3), pp. 361-377. Susana Rubio, Eva Díaz, Jesús Martín and José M. Puente(2004), Evaluation of Subjective Mental Workload: A Comparison of SWAT, NASA- TLX, and Workload Profile Methods. Applied Psychology: an international review, 2004, 53 (1), 61 86. Cohen, S., & Spacapan, S. (1978). The aftereffects of stress: an attentional interpretation. Environmental psychology and nonverbal behaviour, 3, 43-57.