Введение в когнитивную эргономику и инженерную психологию

УДК 159.9
ББК 88.8
С32
Р е ц е н з е н т ы :
Институт психологии РАН, профессор, доктор психологических наук
Обознов Александр Александрович;
МГУ им. М. В. Ломоносова, профессор, доктор технических наук
Филимонов Николай Борисович
Сергеев, С. Ф. 
С32  
 
Введение в когнитивную эргономику и инженерную психологию : 

учебное пособие. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. – 

256 с. : ил., табл.
ISBN 978-5-9729-2005-1
Приведены краткая история, основные понятия и технологии 
когнитивной эргономики, инженерной психологии и искусственного 
интеллекта. Показаны направления развития теории, методологии и 
практики создания человеко-машинных систем и техногенных сред. 
Рассматриваются вопросы инженерно-психологического и эргономического проектирования эргатических систем. Основное внимание 
уделяется вопросам учета когнитивных особенностей человека в 
процессе техносимбиоза с системами искусственного интеллекта при 
решении задач, стоящих перед человеко-машинной системой и организованной техногенной средой. Показаны направления развития 
научных и прикладных приложений инженерной психологии и когнитивной эргономики.
Для студентов технических и гуманитарных вузов, сотрудников 
эргономических подразделений эксплуатационных и проектных организаций, разрабатывающих сложные технические системы.
УДК 159.9
ББК 88.8
ISBN 978-5-9729-2005-1  Сергеев С. Ф., 2024
 
 Издательство «Инфра-Инженерия», 2024
 
 Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024

Посвящаю моим дорогим – супруге Ольге 
и дочерям Анастасии и Елене.
ВВЕДЕНИЕ
В современном мире технологии искусственного интеллекта 
проникают во все сферы нашей жизни, меняют среду нашего существования, делают мир более безопасным и приспособленным для 
человека. Актуальность эргономики и ее активно развивающегося 
сегмента – когнитивной эргономики – становится неотъемлемой 
частью проектирования эрготехнических систем и сред. Развитие 
техногенной цивилизации и постоянное внедрение новых технологий резко изменяют нашу рабочую и повседневную среду, внедряя 
новые решения автоматизации и управления, что ведет к необходимости уделять особое внимание тому, как человек взаимодействует 
с компьютерными системами и искусственным интеллектом, организует свое рабочее место.
Когнитивная эргономика – это область исследований, посвященная изучению и учету при инженерном проектировании мыслительных и познавательных процессов человека, с целью создания 
оптимальных условий для его работы и взаимодействия со сложными техническими системами и средами с искусственным интеллек3

том. Основной вопрос эргономики – создание эффективной и безопасной среды деятельности человека в техногенной и социальной 
коммуникативной среде.
Инженерная психология, в свою очередь, занимается анализом взаимодействия, в том числе и информационного, между людьми и техническими системами, и решением тематических аспектов 
проектирования систем интерфейса с учетом психологических и 
системных аспектов, для создания более эффективных и удобных 
человеко-машинных интерфейсов.
В условиях интенсивного развития и проникновения технологий искусственного интеллекта в нашу жизнь важно понимать, 
как системы с искусственным интеллектом влияют на нашу работу, мышление, принятие решений, социальное и общее благополучие. Когнитивная эргономика и инженерная психология становятся 
ключевыми областями исследований и разработок, направленных на создание удобных, безопасных и эффективных рабочих 
сред и интерфейсов между человеком и искусственным интеллектом.
В данном учебном пособии мы рассмотрим основные принципы и методы когнитивной эргономики и инженерной психологии, 
а также их применение в различных сферах, включая проектирование интерфейсов, разработку пользовательских систем и обучение людей взаимодействию с техническими системами. Мы также 
рассмотрим актуальные вызовы и проблемы, с которыми сталкивается человечество в современном информационном обществе, где 
технологии искусственного интеллекта все больше влияют на нашу 
повседневную жизнь. Исследуем различные аспекты, начиная от вопросов использования «умных» устройств в домашней обстановке 
и автоматизации процессов на работе до разработки автономных 
интеллектуальных систем и роботов.
Несмотря на все преимущества, которые предоставляют нам 
технологии искусственного интеллекта, возникают новые вызовы и 
проблемы, связанные с удобством, безопасностью и эффективностью использования этих систем. Например, наблюдаются сложность и запутанность интерфейсов, проблемы концентрации внимания пользователя, этические вопросы, связанные с автоматизацией 
и принятием решений сетевыми алгоритмами.
Предлагаем обзор основных принципов и методов когнитивной эргономики и инженерной психологии, их тематического поля, 
4

которые помогут учащимся понять, как улучшить взаимодействие 
между человеком и техническими системами, основанными на искусственном интеллекте. Мы рассмотрим различные аспекты работы головного мозга и особенности психики пользователя, включая 
когнитивные процессы, восприятие, внимание, память, принятие 
решений и эмоции, а также влияние факторов человеческого поведения на проектирование и использование технических систем 

и сред, управляемых человеком.
Понимание теоретических основ и практических приложений 
когнитивной эргономики и инженерной психологии становится все 
более важным для разработчиков, инженеров, дизайнеров и всех, 
кто работает в области проектирования и эксплуатации эрготехнических систем, чтобы создавать пользовательские интерфейсы и 
рабочую среду, которые будут максимально удобными, интуитивно понятными и эффективными. Только таким образом мы сможем 
адаптировать технологии искусственного интеллекта к нашим потребностям и обеспечить гармоничное взаимодействие между человеком, машиной и умной средой техногенного мира.
В следующих главах этого учебного пособия будут рассмотрены различные аспекты когнитивной эргономики и инженерной 
психологии, начиная с основных принципов когнитивной обработки 
информации человеком, работы познавательных и исполнительных 
систем. Мы исследуем, как люди воспринимают и обрабатывают 
информацию, как они принимают и реализуют решения, как взаимодействуют друг с другом, с техническими системами и интеллектуальными агентами посредством коммуникации с помощью систем 
пользовательского интерфейса.
Затем перейдем к изучению вопросов проектирования интерфейсов, где мы рассмотрим различные методы и стратегии, которые 
помогут создать удобные и интуитивно понятные пользовательские 
интерфейсы. Обсудим важность учета особенностей человеческого 
восприятия, памяти, внимания и работы с информацией при разработке интерфейсов и пользовательских алгоритмов, обеспечивающих более эффективное и комфортное взаимодействие между 
человеком и технической системой.
Важную роль в контексте развития когнитивной эргономики 
технологий искусственного интеллекта играют вопросы безопасности и этики. Мы обсудим потенциальные риски и вызовы, связанные 
с использованием автономных систем и роботов, предложим стра5

тегии и дадим рекомендации для создания безопасных и этически 
обоснованных эргономических и технических решений.
Важность когнитивной эргономики в инженерной деятельности трудно переоценить. Инженеры играют ключевую роль в разработке и проектировании сложных технических систем, включая программное обеспечение, пользовательские интерфейсы, робототехнику, автономно управляемые автомобили и другие традиционные 
и инновационные технологии. Когнитивная эргономика предоставляет инженерам ценные инструменты и знания для создания более 
удобных, безопасных и эффективных сетевых и локальных систем, 
отвечающих потребностям пользователей.
Обеспечение взаимодействия между человеком и техническими системами является одним из главных вопросов инженерной 
деятельности. Понимание того, как люди воспринимают, обрабатывают и используют информацию, а также какие факторы влияют 
на их внимание, память и качество принятия решений, позволяет 
инженерам создавать более гармоничные, интуитивно понятные 

и эффективные интерфейсы.
Когнитивная эргономика помогает предотвратить ошибки и 
снизить риски при работе с техническими системами. Инженеры, 
учитывая особенности человеческого поведения и мышления, могут разработать системы, которые уменьшают нагрузку на человека, 
его психику, предотвращают возникновение стресса, утомления и 
путаницы, улучшают взаимодействие с системой, сокращая вероятность ошибок и несчастных случаев.
Когнитивная эргономика и инженерная психология способствуют повышению производительности и удовлетворенности пользователей. Инженеры, применяя знания о когнитивных процессах, 
могут оптимизировать работу с системой, упрощая сложные задачи, 
оптимизируя пользовательские алгоритмы, автоматизируя рутинные операции и улучшая пользовательский опыт. Это, в свою очередь, приводит к повышению эффективности и удовлетворенности 
пользователей, а также уменьшению нагрузки на человека в рабочей среде.
В завершающих главах учебного пособия рассмотрим применение когнитивной эргономики и инженерной психологии в различных областях практики, таких как медицина, авиация, автомобильная промышленность и другие. Мы приведем примеры исследований и эргономических решений, которые помогли улучшить произво6

дительность, безопасность и удобство использования технических 
систем в этих областях.
Настоящее учебное пособие предназначено для студентов, 
инженеров проектировщиков и исследователей, новичков и профессионалов, интересующихся вопросами когнитивной эргономики и инженерной психологии. Надеюсь, что оно станет полезным ресурсом 
для понимания важности человеческого фактора при разработке и 
использовании технических систем, основанных на искусственном 
интеллекте, и поможет создать более эффективные и гармоничные 
взаимодействия между человеком и технологией.
Я хотел бы выразить искреннюю благодарность моей супруге, Ольге Николаевне, за ее постоянную поддержку, веру в меня и 
терпение. Ее любовь и понимание стали неоценимыми источниками вдохновения во всех аспектах моей жизни. Благодаря ее присутствию и поддержке, я чувствую себя сильнее, способным преодолевать любые трудности.
Также хотел бы выразить глубокую признательность моим уважаемым коллегам – профессорам Герману Сергеевичу Никифорову, 
Николаю Борисовичу Филимонову, Николаю Николаевичу Обознову 
и Николаю Валентиновичу Борисову. Благодаря их советам, вниманию и поддержке появилась настоящая книга.
7

Глава 1
Определение понятий «эргономика», 
«когнитивная эргономика» 
и «инженерная психология»
1.1. История возникновения и развития дисциплин
по учету человеческого фактора
Историю появления и развития междисциплинарного понятийного и содержательного полей инженерной психологии и эргономики следует начать с рассмотрения зарубежного и в первую очередь 
американского опыта. Именно здесь зародились и получили развитие дисциплины, послужившие аналогами отечественным реализациям инженерной психологии и эргономики. Это, прежде всего, зародившиеся в начале XX века направления промтехники (Industrial 
engineering) и возникшие в послевоенное время комплексы человекотехнических дисциплин (Human Factors, Human engineering, 
Engineering Psychology). Они гибко реагировали на эволюцию техники и технологий, возникавшую под влиянием научно-технического прогресса, изменяя в контексте решения конкретных производственных задач поле своей деятельности.
8

Наиболее значительные работы по инженерной психологии 
появились в США и Англии в 40-х годах прошлого столетия. Они 
связаны с совершенствованием объектов вооружений и военной 
техники, в частности, систем боевой авиации и управляемого вооружения. Среди авторов того периода отметим известных психологов – специалистов в области человеческого фактора: А. Чапаниса 

(A. Chapanis), К. Моргана (C. Morgan), Р
. Слейта (R. Slight), П. Фитса 
(P. Fitts), Дж. А. Миллера (G. A. Miller), Е. Мак-Кормика (E. Mc. Cormic).
Первое эргономическое общество за рубежом было создано 
в Англии в 1949 году, а 1961 году Международная эргономическая 
ассоциация объединяла в своих рядах ученых более 30 промышленно развитых стран. В 1957 году было организовано «Общество 
человеческих факторов» (Human Factors Society), которое в 1992 
году было переименовано в «Общество человеческих факторов 
и эргономики» (Human Factors and Ergonomics Society (HFES)). 
Сегодня эта организация со штаб-квартирой в Вашингтоне, округ 
Колумбия, имеет 67 отделений в США, Канаде и Европе, насчитывает более 4500 членов, участвующих в работе 23 технических групп. 
В состав членов общества входят психологи, инженеры, дизайнеры и ученые. Начиная с 60-х годов и по настоящее время, в США 
наблюдается дальнейший рост числа дисциплин человеческого 
фактора в установленных ранее границах и их экспансия в области 
компьютерных технологий, систем интерфейса, программного обеспечения, атомных технологий и систем вооружения, систем автоматизации и Интернета, в область адаптивных технологий и систем 
искусственного интеллекта.
Предтечей эргономики и инженерной психологии в Советском 
Союзе стала психотехника, представлявшая собой научное движение, занимающееся внедрением психологических знаний в практику 
(термин предложен В. Штерном в 1903 году, а основатель направления – Г. Мюнстерберг). Наиболее видные представители психотехники в 20–30-е годы в Советском Союзе: А. К. Гастев, И. Н. Шпильрейн, 
А.  И.  Розенблюм, С.  Г. Гелерштейн, Н.  А. Эпле, К.  К. Платонов, 
Б. М. Теплов осуществили во многом успешные попытки использования данных психологии в различных сферах человеческой практики.
Так, например, А.  А. Толчинский проводил психологические 
тренировки работниц технического контроля на заводе «Красный 
треугольник» по производству галош. Тренировки проводились с использованием данных психофизиологии. Проводился анализ дея9

тельности, выявлялись существенные качества, необходимые для 
ее выполнения.
Авторы Ю.  И. Шпигель, Л.  И. Селецкая и В.  В. Чебышева 
исследовали вопросы совершенствования функций различения 
свойств стали сталеварами. Ими предложена методика тренировки 
функций цветоразличения, повысившая качество визуального определения состава стали. Были составлены специальные таблицы.
Физиолог Н. А. Бернштейн изучал в те годы рабочее место вагоновожатого поезда метро, а Н. Е. Эпле – авиационные индикаторы 
на приборной доске летчика. А. К. Гастева волновала идея гармонизации труда человека и машины.
Наблюдался рост числа публикаций и выступлений по эргономической тематике на научных конференциях и съездах. Проблемы человеческого фактора и практической психологии получили 
отражение на Всесоюзном педологическом съезде (Москва, декабрь 1927 года – январь 1928 года), на Всесоюзной конференции 
по психофизиологии труда и профессиональному отбору (Москва, 
1927 год). В 1930 году на съезде по изучению поведения человека 
в Ленинграде обсуждались методологические задачи практической 
психологии. Первый Всесоюзный съезд по психотехнике и прикладной психофизиологии (май 1931 года) был насыщен выступлениями 
психотехников, в которых обсуждались вопросы, ставшие классическими для инженерной психологии. Так, Н. Д. Левитов рассматривал 
критерии эффективности испытаний профессиональной пригодности, Г. Серебряков поделился опытом изучения моторики красноармейцев стрелковой роты, а Г. Боген изложил основные результаты 
применения эргографической и координамометрической проб при 
изучении колебаний работоспособности бойца в связи с пребыванием в противогазе.
Однако психотехника, как и генетика и кибернетика, стала 
жертвой сталинской эпохи. В 1936 году, постановлением ЦК ВКП(б) 
от 4 июля 1936 года «О педологических извращениях в системе 
Наркомпросов» были закрыты все лаборатории по промышленной 
психотехнике и психофизиологии труда как чуждые Советской власти. Наиболее видные представители психотехники были репрессированы и попали в лагеря Гулага. Справедливости ради нужно 
отметить, что в самом постановлении ЦК ВКП(б) нет ничего напрямую указывающего на необходимость закрытия этих дисциплин. 
Объединяло их с педологией лишь применение западных, «чуждых 
10

советской власти», тестов и методов. Этого было достаточно для 
уничтожения психотехники. Наиболее видные её представители 
были репрессированы и попали в лагеря Гулага.
Одной из причин возникшего положения явилась низкая эффективность и декларативность психотехники как науки. Технически 
и технологически отсталая страна того времени не требовала 
психологических методов повышения эффективности экономики. 
Вследствие этого многие темы носили надуманный, искусственный 
характер. Так, в одном исследовании утверждалось, что горизонтальное положение является самым удобным для питания мозга. 
Как рекомендация для работников умственного труда было предложено устраивать лежачие рабочие места. По понятным причинам 
эксперимент не удался, так как большинство участников довольно 
быстро засыпало. Пришлось рекомендацию отменить. В то же время физика отстояла свое право на жизнь, так как правящей советской элите нужно было ядерное оружие, и она его получила.
Новый интерес к практической психологии 
в Советском Союзе возник уже в послевоенное 
время в связи с запросами оборонной отрасли. 
Отечественная инженерная психология начала 
развиваться в конце 50-х годов, когда в Москве 
в секретном в то время НИИ автоматической 
аппаратуры была организована под руководством заведующего теоретическим отделом института профессора Д.  Ю.  Панова первая лаборатория по учету «человеческого фактора». 

Дмитрий Юрьевич Панов (1904–1975) – известный советский 
ученый и организатор военной науки был одним из создателей 
«ФИЗТЕХа» (МФТИ), читал в нем лекции, и его студенты с уважением отмечали его человеческие качества «аккуратен, точен, старомодно вежлив и элегантен, джентльмен». Его работы в НИИ автоматической аппаратуры носили закрытый характер, и поэтому точное 
их содержание нам неизвестно. В те годы в институте разрабатывался целый класс автоматизированных систем управления (АСУ) 
ПВО различных классов и назначения, связанных с необходимостью 
обеспечения эффективного управления новыми сверхзвуковыми 
самолетами-перехватчиками и зенитно-ракетными комплексами. И 
роль психологии в обеспечении их функционирования была весьма 
ощутима. Видимо поэтому Д. Ю. Панов пригласил на работу груп11