認知人間工学

認知人間工学は、タスク、仕事、製品、環境、システム、およびそれらが人間やその認知能力とどのように相互作用するかを研究、評価、設計する科学分野です。国際人間工学協会では、「知覚、記憶、推論、運動反応などの精神プロセスに関係し、人間とシステムの他の要素との相互作用に影響を与える」と定義されています。認知人間工学は、仕事が心の中でどのように行われるかを扱っており、つまり、仕事の質は人が状況を理解するかどうかに左右されます。状況には、仕事の目標、手段、制約が含まれます。^[1]関連するトピックには、精神的作業負荷、意思決定、熟練したパフォーマンス、人間とコンピューターの相互作用、人間の信頼性、仕事のストレス、トレーニングなどがあり、これらは人間とシステムの設計に関係する場合があります。」^{[2]認知人間工学は、人間の幸福とシステムのパフォーマンスを最適化するために、仕事と運用環境における認知を研究します。これは}、ヒューマンファクターと人間工学のより広範な分野のサブセットです。

認知人間工学（以前は認知工学とも呼ばれていた）は、人間工学の新たな分野です。現代の産業や同様の環境で働く作業員に求められる認知プロセスの分析に特に重点を置いています。これは、仕事や業務の場での認知を研究することで実現できます。認知人間工学の目的は、日常生活の中で行われる人的要因とプロセスの間に適切な相互作用があることを確認することです。^[3]これには、仕事などの日常生活が含まれます。認知人間工学の目的には、診断、作業負荷、状況認識、意思決定、計画などがあります。CEは、仕事が心に与える影響と、心が仕事に与える影響を説明するために使用されます。その目的は、職場での不必要な認知負荷を回避し、人間のパフォーマンスを向上させる認知人間工学の一般原則と優れた実践を適用することです。実際的には、情報処理をさらに支援することで、人間の本質と限界を補います。認知人間工学の研究に関連するもう1つの目標は、正しい診断です。認知人間工学は多くの人にとって優先度が低いため、必要なことを診断して支援することが特に重要です。比較すると、修正する必要のないものを修正するか、その逆になります。^[要出典]認知人間工学は、次のようないくつかの介入によって認知タスクのパフォーマンスを向上させることを目的としています。

• 人間と機械の相互作用および人間とコンピュータの相互作用（HCI）のユーザー中心設計。
• 認知タスクをサポートする情報技術システムの設計（例：認知アーティファクト）
• 研修プログラムの開発
• 認知作業負荷を管理し、人間の信頼性を高めるための作業の再設計。
• 誰でも「使いやすく」アクセスしやすいように設計されている

認知人間工学の分野は、パーソナルコンピュータの出現と、認知心理学および人工知能の分野における新たな発展とともに、主に 70 年代に出現しました。この分野では、人間の認知心理学が特定の認知的限界とどのように連携して機能するかを研究しました。これは、時間と試行錯誤を経てのみ可能でした。認知人間工学は、従来の物理的人間工学とは対照的です。「認知人間工学は...心理学を仕事に応用し...人間と仕事の間の最適化を達成するものである」からです。^[4]応用科学として見ると、認知人間工学設計の作成方法は、過去 27 年間の技術進歩の急速な発展とともに変化してきました。80 年代には、設計への方法論的アプローチが世界的に移行しました。ファン デル フェールによると、エニッド マンフォードはインタラクティブ システム エンジニアリングの先駆者の 1 人で、ユーザー中心設計の概念を提唱しました。この概念では、ユーザーが考慮され、「設計のすべての段階に含まれる」とされています。^[5]国際人間工学協会の定義によると、認知人間工学は「知覚、記憶、推論、運動反応などの精神プロセスに関係し、人間とシステムの他の要素との相互作用に影響を与える」とされています。システムのパフォーマンスにおける人間の幸福を助けるために、仕事における認知を研究します。

ユーザーフレンドリーな技術を設計するための基準を説明するモデルはいくつかあります。多くのモデルは、特定のタスクに関連する認知プロセスを評価し、適切なインターフェース機能を開発するためにタスク分析を使用する、体系的な設計プロセスに焦点を当てています。過去の研究におけるタスク分析は、機械の操作などの視覚タスク中の運動制御と認知に関する認知タスク要求の評価、または飛行中のパイロットの眼球運動の分析による注意と集中の評価に焦点を当てていました。 ^[5] 認知人間工学のサブフィールドである神経人間工学は、神経相関を使用して状況的なタスク要求をよりよく理解することにより、人間とコンピューターの相互作用を強化することを目的としています。アイオワ大学の神経人間工学研究は、安全運転プロトコルの評価、高齢者の運動能力の向上、抽象的な仮想環境のナビゲーションに関わる認知能力の分析に取り組んできました。」^[6]現在、認知人間工学は技術の進歩に適応しています。なぜなら、技術が進歩するにつれて、新しい認知的要求が生じるからです。これは社会技術的コンテキストの変化と呼ばれます。たとえば、80年代にコンピューターが普及したとき、それらを操作するための新しい認知的要求がありました。つまり、新しい技術が生まれると、人間は変化に適応しなければならず、どこかに欠陥が残ることになります。

人間とコンピューターの相互作用は、認知人間工学において大きな役割を果たしています。なぜなら、私たちは生活のほとんどがデジタル化されている時代に生きているからです。これにより、新しい問題と解決策が生まれました。研究によると、発生する問題のほとんどは、動的システムのデジタル化が原因です。これにより、多くの情報ストリームを処理する方法の多様性が高まりました。社会技術的コンテキストの変化により、視覚化と分析の方法、およびユーザーの認知的知覚に関する能力のストレスが増しています。

認知タスクの分野で人間工学的介入を成功させるには、作業状況の要求だけでなく、認知タスクを実行する際のユーザー戦略と人間の認知の限界についても十分に理解する必要があります。場合によっては、タスクを実行するために使用される人工物またはツールが独自の制約と制限を課すことがあります (たとえば、多数の GUI 画面をナビゲートする)。ツールがタスクの本質を共に決定することもあります。^[5]この意味で、認知タスクの分析では、ユーザーと作業環境との相互作用と、ユーザーと人工物またはツールとの相互作用の両方を調べる必要があります。後者は、現代の人工物 (コントロール パネル、ソフトウェア、エキスパート システムなど) がますます洗練されるにつれて非常に重要です。情報の信頼性が低く、イベントの予測が難しく、複数の目標が同時に競合し、パフォーマンスが時間的に制約される可能性がある作業環境で人間のパフォーマンスが維持されるように、ヒューマン マシン インターフェイスと認知人工物を設計する方法に重点が置かれています。^[7]

認知人間工学でユーザーの有効性を高める方法として提案されているのは、通常の力学に関連する学際的なつながりを拡大することです。その背後にある方法は、コンピューターのさまざまなメカニズムに関する既存の知識を認知空間の構造パターンに転送することです。これは、人間工学と連携して知的学習支援システムを開発し、学際的なトレーニング方法論を適用することで、批判的思考と直感を強化しながら、人とコンピューターの効果的な相互作用を支援します。^[8]

アクセシビリティは、より優れたユーザー エクスペリエンスを構築するための 1 つの方法であるため、認知人間工学において重要です。アクセシビリティという用語は、障害のある人がサイト、システム、またはアプリケーションにアクセスする方法や、それらから利益を得る方法を指します。セクション 508 は、アクセシビリティの基本原則です。 ^[9] 米国では、リハビリテーション法のセクション 508がいくつかの障害者法の 1 つであり、連邦政府機関は、連邦政府で働いているかどうかに関係なく、障害者が利用できる情報通信技術 (ICT) を開発、維持、使用する必要があります。セクション 508 はまた、連邦政府の仕事に応募する障害者、プログラムに関する一般的な情報を取得するために Web サイトを使用するか、オンライン フォームに記入する障害者は、誰でも入手できるものと同じ情報とリソースにアクセスできることを暗示しています。^[10]アクセシビリティは、音と視覚を含む複数の感覚チャネルを通じて情報を提示できるサイトを作成することで実装できます。戦略的な多感覚アプローチとマルチインタラクティブ アプローチにより、障害のあるユーザーは障害のないユーザーと同じ情報にアクセスできます。これにより、一般的なポイントアンドクリックインターフェースを超えたサイトナビゲーションとインタラクティブ性の追加手段、つまりキーボードベースのコントロールと音声ベースのナビゲーションが可能になります。アクセシビリティは、障害を持つ人々を含むすべての潜在的なユーザーが優れたユーザーエクスペリエンスを持ち、簡単に情報にアクセスできるようにするため、非常に価値があります。全体として、サイトを使用するすべての人にとっての使いやすさが向上します。^[11]

アクセシブルなコンテンツのためのベストプラクティスとしては次のようなものがある: ^[11]

• ナビゲーションツールとして、またはアイテムを区別する唯一の方法として色に依存しない
• 画像にはマークアップ/コードに「代替テキスト」を含める必要があり、複雑な画像の場合は画像の近くに詳細な説明を含める必要があります（キャプションまたは説明的な要約を隣接する段落に直接組み込む）
• 機能はマウスとキーボードからアクセスでき、音声制御システムで動作するようにタグ付けされている必要があります。
• ポッドキャストにはトランスクリプトを提供する必要がある
• サイト上の動画は、同期した字幕を通じて音声情報を視覚的に表示する必要があります。
• サイトにはスキップナビゲーション機能が必要です
• サイトが準拠していることを確認するために508テストを検討してください

認知タスク分析は、タスクを完了するために必要な精神的要求と認知スキルを識別するために使用される一連の方法の総称です。^[12] GOMSなどのフレームワークは、タスクとデスクトップコンピュータシステムなどの人工物に必要な精神活動を識別するための正式な一連の方法を提供します。タスクに従事しているユーザーの精神活動のシーケンスを識別することにより、認知人間工学エンジニアは、改善の機会やトレーニングやシステムの動作の変更に値するリスク（ヒューマンエラーなど）をもたらす可能性のあるボトルネックとクリティカルパスを特定できます。^[13]これは、私たちが何を知っていて、どのように考え、新しい情報をどのように整理するかについての全体的な研究です。

認知人間工学は設計哲学として、人間がテクノロジーと関わるあらゆる分野に適用できます。その応用分野には、航空（コックピットのレイアウトなど）、^[14]輸送（衝突回避など）、医療システム（薬瓶のラベルなど）、モバイル機器、家電のインターフェース設計、製品設計、原子力発電所などがあります。

認知人間工学の焦点は、シンプルで明確で「使いやすく」、誰もが利用できることです。ソフトウェアは、これをより有効に活用できるように設計されています。その目的は、誰もが「使いやすく」機能するアイコンと視覚的なヒントを設計することです。

• EACE - ヨーロッパ認知人間工学協会
• 認知工学および意思決定技術グループ (CEDM-TG)

• 認知、テクノロジー、仕事
• 人間工学科学における理論的問題
• アクティビティ（フランス語）
• 認知工学と意思決定ジャーナル
• 人間工学
• 心理学ジャーナル