Дэвид Вудс (исследователь безопасности)

Дэвид Д. Вудс — американский исследователь систем безопасности, который изучает проблемы координации действий человека и автоматизации в широком спектре критически важных для безопасности областей, таких как ядерная энергетика, авиация, космические операции, медицина интенсивной терапии и программные услуги. Он является одним из исследователей-основателей в области инженерии когнитивных систем. ^[1] и инженерия устойчивости . ^[2]

Биография

В 1974 году Вудс получил степень бакалавра психологии в Канисиус-колледже . В 1977 году он получил степень магистра когнитивной психологии в Университете Пердью . В 1979 году он получил докторскую степень в Университете Пердью по когнитивной психологии, где изучал человеческое восприятие и внимание. ^[3]

С 1979 по 1988 год Вудс работал старшим инженером в Westinghouse . Центре исследований и разработок ^[3] где работал над улучшением интерфейсов оборудования диспетчерской электростанций. ^[4]^[1]

С 1988 года он работал на кафедре интегрированных систем Университета штата Огайо , где в настоящее время является почетным профессором. ^[1]

стал соучредителем консалтинговой компании Adaptive Performance Labs В 2017 году Вудс вместе с Ричардом Куком и Джоном Олспоу . ^[5]

Награды

Ранее Вудс был президентом Ассоциации инженеров устойчивости (2011–2013 годы) и Общества человеческого фактора и эргономики (1998–1999 годы). ^[6] Он является членом Общества человеческого фактора и эргономики. ^[7]

Национальные консультативные комитеты и свидетельские показания

Советник Совета по расследованию несчастных случаев Колумбии , 2003 г. ^[8]
Свидетельство о будущем НАСА Комитету Сената США по торговле, науке и транспорту , 2003 г. ^[9]
Комитеты Национального исследовательского совета по надежному программному обеспечению, 2006 г. ^[10]
Целевая группа Совета по оборонным наукам по автономии, 2012 г. ^[11]
Группа ФАУ по человеческому фактору и автоматизации кабины экипажа, 2013 г. ^[12]
Автономия в гражданской авиации, 2014 г. ^[13]

Работа

Инжиниринг устойчивости

Вудс является одним из основателей области инженерии устойчивости . ^[2] Одним из его значительных вкладов является теория изящной расширяемости. ^[14]

Когнитивная системная инженерия

После аварии на Три-Майл-Айленде Вудс и Эрик Холлнагель предложили новый подход к рассмотрению взаимодействия человека и компьютера (HCI) в области диспетчерского контроля — когнитивную системную инженерию (CSE). ^[15] фокусируется на взаимодействии между людьми, технологическими артефактами и работой. В этом подходе набор взаимодействующих людей и программных агентов рассматривается как совместная когнитивная система, при этом вся система сама рассматривается как выполняющая когнитивные задачи.

Теория изящной расширяемости

Теория плавной расширяемости — это теория, предложенная Вудсом для объяснения того, как некоторые системы способны постоянно адаптироваться с течением времени для решения новых задач ( устойчивая адаптивность ), когда другие системы не могут этого сделать. ^[16]

Эта теория утверждает, что все сложные адаптивные системы можно моделировать как совокупность отдельных единиц, обладающих некоторой способностью адаптировать свое поведение и общаться с другими единицами. Оно выражается в десяти утверждениях, которые Вудс называет «прототеоремами»:

Отдельные подразделения имеют предел в степени, в которой они способны адаптироваться.
Подразделения неизбежно столкнутся с событиями, с которыми им будет трудно справиться.
Поскольку у единиц есть пределы, им необходимо определять, когда они приближаются к пределу, и им нужен механизм для увеличения своего лимита, когда это происходит.
У отдельных юнитов никогда не будет достаточно высокого лимита, чтобы справиться со всем, поэтому юнитам приходится работать вместе.
Соседний юнит может повлиять на предел насыщения другого юнита.
Когда давление, оказываемое на единицу, меняется, компромиссное пространство для этой единицы меняется.
Юниты работают по-разному по мере приближения к насыщению.
Юниты имеют только местную перспективу.
Местная перспектива любой единицы неизбежно ограничена.
Каждому подразделению приходится постоянно работать над корректировкой своей модели адаптивной способности себя и других, чтобы она соответствовала фактической адаптивной способности.

Визуальный импульс

Вудс предложил визуальный импульс как меру того, насколько легко человеку перейти на новый экран и интегрировать информацию, которую он видит, в процессе выполнения задачи. ^[17]^[18] Эта работа была мотивирована изучением задач, управляемых событиями, когда происходят события, на которые должны реагировать операторы (например, пилоты, диспетчеры космических полетов, операторы атомной станции, врачи).

Вудс утверждал, что в таких пользовательских интерфейсах легко заблудиться. Эффективные операторские интерфейсы должны помочь понять, куда смотреть дальше, и что навигация в виртуальном пространстве информации может быть улучшена за счет использования уже оптимизированной системы человеческого восприятия, например, распознавания образов.

Вудс предложил ряд концепций по улучшению дизайна таких интерфейсов за счет увеличения визуального импульса:

Обеспечьте общий вид, который действует как глобальная карта, чтобы помочь оператору отойти от конкретных деталей.
Предоставляйте ориентиры восприятия , которые помогут операторам ориентироваться в виртуальном пространстве данных.
Используйте перекрытие отображения при перемещении между представлениями данных: имейте общее подмножество данных как в текущем, так и в следующем представлении, чтобы переход между представлениями не был резким.
Используйте пространственное представление : пространственно кодируйте информацию, чтобы использовать систему восприятия.

Динамическое управление неисправностями

Вудс изучал характер оперативной работы, связанной с выявлением и устранением ошибок в контексте надзора, например, при управлении электростанцией или эксплуатации программного обеспечения. ^[19] Он обнаружил, что эта работа качественно отличается от традиционного автономного устранения неполадок , изучавшегося ранее. ^[20] В частности, из-за динамической природы базового компонента характер и серьезность проблемы потенциально могут со временем меняться. Кроме того, из-за критического характера процесса с точки зрения безопасности оператор должен работать над ограничением возможного вреда в дополнение к решению основной проблемы.

Как ломаются сложные адаптивные системы

Исследование Вудса выявило три повторяющиеся закономерности в режимах сбоя сложных адаптивных систем : ^[21]

Декомпенсация
Работа в перекрестных целях
Застревание в устаревшем поведении

Адаптивная вселенная

Адаптивная вселенная — это модель, предложенная Вудсом для описания ограничений, которыми связаны все сложные адаптивные системы. Модель содержит два предположения: ^[16]

Количество ресурсов, доступных системе, всегда конечно.
Среда, в которую встроена система, всегда динамична: изменения никогда не прекращаются.

Избранные публикации

Книги

Повесть о двух историях: противоположные взгляды на безопасность пациентов (1988)
Совместные когнитивные системы: основы инженерии когнитивных систем (2005)
Совместные когнитивные системы: закономерности в разработке когнитивных систем (2006)
Инженерия устойчивости: концепции и заповеди (2006)
За человеческой ошибкой (2012)

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Когнитивная системная инженерия: будущее меняющегося мира . Филип Дж. Смит, Роберт Р. Хоффман. Бока Ратон. 2018. ISBN 978-1-315-57252-9 . OCLC 1002192481 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка )
^ Jump up to: ^а ^б Деккер, Сидни (2019). Основы науки о безопасности: столетие понимания аварий и катастроф . Бока Ратон. ISBN 978-1-351-05977-0 . OCLC 1091899791 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ Jump up to: ^а ^б Вудс, Дэвид Д. «Биографическая справка: Дэвид Д. Вудс» (PDF) . Проверено 10 сентября 2022 г.
^ Вудс, Д.Д.; Уайз, Дж. А.; Хейнс, LF (1 февраля 1982 г.). «Оценка концепций отображения параметров безопасности. Итоговый отчет» . ОСТИ 5339665 . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ «Карьера, достижения и влияние Ричарда И. Кука: жизнь во многих действиях - Лаборатории адаптивных способностей» . Проверено 29 сентября 2022 г.
^ «Руководители, редакторы и председатели комитетов HFES» . Проверено 17 сентября 2022 г.
^ «Программа стипендиатов HFES: список стипендиатов» . Проверено 17 сентября 2022 г.
^ «НАСА - Отчет Совета по расследованию авиационных происшествий Колумбии, том I» . www.nasa.gov . Проверено 18 сентября 2022 г.
^ «Будущее НАСА» . Комитет Сената США по торговле, науке и транспорту . 29 октября 2003 г. Проверено 18 сентября 2022 г.
^ Совет национальных исследований (9 мая 2007 г.). Программное обеспечение для надежных систем: достаточно доказательств? . Издательство национальных академий. ISBN 978-0-309-10394-7 .
^ «Отчет целевой группы Совета по оборонным наукам: роль автономии в системах Министерства обороны» . 01 июля 2012 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Накамура, Дэйв (5 сентября 2013 г.). «Эксплуатационное использование системы управления траекторией полета. Итоговый отчет Комитета по нормотворчеству авиации / Рабочей группы по автоматизации кабины экипажа группы по безопасности коммерческой авиации» (PDF) . Федеральная авиационная ассоциация . Проверено 17 сентября 2022 г.
^ Совет, Национальные исследования (05.06.2014). Исследование автономности гражданской авиации: к новой эре полетов . Издательство национальных академий. ISBN 978-0-309-30614-0 .
^ Вудс, Дэвид Д. (декабрь 2018 г.). «Теория изящной расширяемости: основные правила, управляющие адаптивными системами» . Экологические системы и решения . 38 (4): 433–457. Бибкод : 2018EnvSD..38..433W . дои : 10.1007/s10669-018-9708-3 . ISSN 2194-5403 . S2CID 70052983 .
^ Холлнагель, Эрик; Вудс, Дэвид Д. (август 1999 г.). «Инженерия когнитивных систем: новое вино в новых бутылках» . Международный журнал человеко-компьютерных исследований . 51 (2): 339–356. дои : 10.1006/ijhc.1982.0313 . ПМИД 11543350 .
^ Jump up to: ^а ^б Вудс, Дэвид Д. (01 декабря 2018 г.). «Теория изящной расширяемости: основные правила, управляющие адаптивными системами» . Экологические системы и решения . 38 (4): 433–457. Бибкод : 2018EnvSD..38..433W . дои : 10.1007/s10669-018-9708-3 . ISSN 2194-5411 . S2CID 70052983 .
^ Вудс, Дэвид Д. (сентябрь 1984 г.). «Визуальный импульс: концепция улучшения когнитивной связи человека и компьютера» . Международный журнал человеко-машинных исследований . 21 (3): 229–244. дои : 10.1016/s0020-7373(84)80043-7 . ISSN 0020-7373 .
^ Вудс, Дэвид Д.; Уоттс, Дженнифер К. (1997), «Как не перемещаться по слишком большому количеству дисплеев» , Справочник по взаимодействию человека и компьютера , Elsevier, стр. 617–650, doi : 10.1016/b978-044481862-1.50092-3 , ISBN 9780444818621 , получено 25 сентября 2022 г.
^ Вудс, Д.Д. (28 февраля 1994 г.). «Когнитивные потребности и действия при динамическом управлении отказами: абдуктивные рассуждения и управление нарушениями». В Стэнтоне, Невилл А. (ред.). Человеческий фактор в проектировании систем сигнализации (0-е изд.). ЦРК Пресс. дои : 10.1201/9780203481714 . ISBN 978-0-203-48171-4 .
^ Расмуссен, Дж.; Дженсен, А. (май 1974 г.). «Ментальные процедуры в задачах реальной жизни: пример устранения неполадок с электроникой» . Эргономика . 17 (3): 293–307. дои : 10.1080/00140137408931355 . ISSN 0014-0139 . ПМИД 4442376 .
^ Вудс, Д.Д.; Бранлат, М (15 мая 2017 г.). «Основные закономерности отказа адаптивных систем». В Холлнагеле, Эрик; Париес, Жан; Вудс, Дэвид; Вритхолл, Джон (ред.). Проектирование устойчивости на практике: Руководство (1-е изд.). ЦРК Пресс. дои : 10.1201/9781317065265 . ISBN 978-1-315-60569-2 .

[:0-1] Jump up to: ^а ^б ^с Когнитивная системная инженерия: будущее меняющегося мира . Филип Дж. Смит, Роберт Р. Хоффман. Бока Ратон. 2018. ISBN 978-1-315-57252-9 . OCLC 1002192481 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка )

[:1-2] Jump up to: ^а ^б Деккер, Сидни (2019). Основы науки о безопасности: столетие понимания аварий и катастроф . Бока Ратон. ISBN 978-1-351-05977-0 . OCLC 1091899791 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[:2-3] Jump up to: ^а ^б Вудс, Дэвид Д. «Биографическая справка: Дэвид Д. Вудс» (PDF) . Проверено 10 сентября 2022 г.

[4] Вудс, Д.Д.; Уайз, Дж. А.; Хейнс, LF (1 февраля 1982 г.). «Оценка концепций отображения параметров безопасности. Итоговый отчет» . ОСТИ 5339665 . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[5] «Карьера, достижения и влияние Ричарда И. Кука: жизнь во многих действиях - Лаборатории адаптивных способностей» . Проверено 29 сентября 2022 г.

[6] «Руководители, редакторы и председатели комитетов HFES» . Проверено 17 сентября 2022 г.

[7] «Программа стипендиатов HFES: список стипендиатов» . Проверено 17 сентября 2022 г.

[8] «НАСА - Отчет Совета по расследованию авиационных происшествий Колумбии, том I» . www.nasa.gov . Проверено 18 сентября 2022 г.

[9] «Будущее НАСА» . Комитет Сената США по торговле, науке и транспорту . 29 октября 2003 г. Проверено 18 сентября 2022 г.

[10] Совет национальных исследований (9 мая 2007 г.). Программное обеспечение для надежных систем: достаточно доказательств? . Издательство национальных академий. ISBN 978-0-309-10394-7 .

[11] «Отчет целевой группы Совета по оборонным наукам: роль автономии в системах Министерства обороны» . 01 июля 2012 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[12] Накамура, Дэйв (5 сентября 2013 г.). «Эксплуатационное использование системы управления траекторией полета. Итоговый отчет Комитета по нормотворчеству авиации / Рабочей группы по автоматизации кабины экипажа группы по безопасности коммерческой авиации» (PDF) . Федеральная авиационная ассоциация . Проверено 17 сентября 2022 г.

[13] Совет, Национальные исследования (05.06.2014). Исследование автономности гражданской авиации: к новой эре полетов . Издательство национальных академий. ISBN 978-0-309-30614-0 .

[14] Вудс, Дэвид Д. (декабрь 2018 г.). «Теория изящной расширяемости: основные правила, управляющие адаптивными системами» . Экологические системы и решения . 38 (4): 433–457. Бибкод : 2018EnvSD..38..433W . дои : 10.1007/s10669-018-9708-3 . ISSN 2194-5403 . S2CID 70052983 .

[15] Холлнагель, Эрик; Вудс, Дэвид Д. (август 1999 г.). «Инженерия когнитивных систем: новое вино в новых бутылках» . Международный журнал человеко-компьютерных исследований . 51 (2): 339–356. дои : 10.1006/ijhc.1982.0313 . ПМИД 11543350 .

[Woods_433–457-16] Jump up to: ^а ^б Вудс, Дэвид Д. (01 декабря 2018 г.). «Теория изящной расширяемости: основные правила, управляющие адаптивными системами» . Экологические системы и решения . 38 (4): 433–457. Бибкод : 2018EnvSD..38..433W . дои : 10.1007/s10669-018-9708-3 . ISSN 2194-5411 . S2CID 70052983 .

[17] Вудс, Дэвид Д. (сентябрь 1984 г.). «Визуальный импульс: концепция улучшения когнитивной связи человека и компьютера» . Международный журнал человеко-машинных исследований . 21 (3): 229–244. дои : 10.1016/s0020-7373(84)80043-7 . ISSN 0020-7373 .

[18] Вудс, Дэвид Д.; Уоттс, Дженнифер К. (1997), «Как не перемещаться по слишком большому количеству дисплеев» , Справочник по взаимодействию человека и компьютера , Elsevier, стр. 617–650, doi : 10.1016/b978-044481862-1.50092-3 , ISBN 9780444818621 , получено 25 сентября 2022 г.

[19] Вудс, Д.Д. (28 февраля 1994 г.). «Когнитивные потребности и действия при динамическом управлении отказами: абдуктивные рассуждения и управление нарушениями». В Стэнтоне, Невилл А. (ред.). Человеческий фактор в проектировании систем сигнализации (0-е изд.). ЦРК Пресс. дои : 10.1201/9780203481714 . ISBN 978-0-203-48171-4 .

[20] Расмуссен, Дж.; Дженсен, А. (май 1974 г.). «Ментальные процедуры в задачах реальной жизни: пример устранения неполадок с электроникой» . Эргономика . 17 (3): 293–307. дои : 10.1080/00140137408931355 . ISSN 0014-0139 . ПМИД 4442376 .

[21] Вудс, Д.Д.; Бранлат, М (15 мая 2017 г.). «Основные закономерности отказа адаптивных систем». В Холлнагеле, Эрик; Париес, Жан; Вудс, Дэвид; Вритхолл, Джон (ред.). Проектирование устойчивости на практике: Руководство (1-е изд.). ЦРК Пресс. дои : 10.1201/9781317065265 . ISBN 978-1-315-60569-2 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]