Журнал `Компьютерра` N747

АНАЛИЗЫ: Игривые предки мультитачей

Автор: Александр Поддьяков

Устройства, эксплуатирующие идею множественного прикосновения, нередко кажутся нам новыми, хотя ничего кардинально нового в них, конечно, нет — не удивишь мультитачностью ни пианистов, ни любителей спиритических сеансов, ни, как выяснил Александр Поддьяков, любителей головоломок.

Идея множественного прикосновения, расширяющего возможности прикосновений одиночных, была реализована в целом ряде приспособлений и механизмов, в том числе в игрушках-головоломках.

Сейчас уже не определишь, что в истории механизмов и машин появилось раньше — игрушки, использующие возможности одновременных манипуляций с несколькими деталями (например, для демонстрации неожиданного и забавного эффекта), или же устройства абсолютно практического назначения (например, сложные замки, требующие одновременного нажима-поворота-смещения тех элементов, которые выполняют роль ключей).

Ясно лишь, что оба направления — игровое и практическое — развивались и вглубь, и вширь. В результате трудно найти человека, который, например, никогда не видал кодового замка на двери, требующего одновременного нажима нескольких кнопок, а среди людей, интересующихся играми и головоломками, — того, кто не видел и не слышал о соответствующих игрушках, а в компьютерной игре не открывал бы виртуальных дверей, не добывал те или иные секреты путем хитрого комбинированного воздействия и т. п.

В этой статье мы обратимся к игровому направлению — к некоторым игрушкам, которые сейчас, задним числом, можно отнести к предшественникам мультитачей, реализующим идеологию множественного, комбинированного воздействия для получения нужного эффекта.

Из старинных (как минимум средневековых) забав, казалось бы, максимально далеко отстоящих от современных аккордных клавиатур и айфонов, следует упомянуть головоломные сосуды, предназначенные не столько для питья, сколько для обливания пьющего, — кружки "Пей, да не облейся". Это сосуды со множественными фигурными вырезами выше уровня наливаемой жидкости и невидимыми отверстиями и каналами внутри стенок. При попытке попить из такой кружки человек неизбежно и сильно обольется, если не зажмет определенную комбинацию отверстий, придав сосуду определенное положение. Поиск нужного "аккорда" на отверстиях такой кружки-"мультитача" — дело непростое. Много воды (пива, меда, вина) утечет, если решать эту задачу методом тыка — точнее, "перебора тыков".

Что касается современных игрушек, то в журнале "Наука и жизнь" в разделе, посвященном головоломкам, публиковались заметки об авторских механических игрушках, которые можно перевести в желаемое состояние только путем одновременного нажима-смещения сразу нескольких (или даже всех) фигурных деталей. Из головоломок, требующих невидимого извне комбинированного воздействия, упомянем "коробочку с секретом" под названием "Заколдованный круг" изобретателя Т. Матвеевой. Вращая дно головоломки определенным образом, надо вызвать одновременное срабатывание двух замков, открыть крышку и достать жемчужину.[Калинин А. Путешествие за головоломками // Наука и жизнь. 2002. N 12. www.nkj.ru/archive/articles/5148.]

Вместе весело не только шагать, но и делать многое другое. Для того чтобы узнать, насколько люди склонны делать нечто вместе и насколько им действительно при этом весело, достаточно давно используются устройства отчасти исследовательского, отчасти игрового назначения — интеграторы групповой деятельности. Они предполагают или даже требуют координации одновременных воздействий со стороны всех участников группы. Например, работая с групповым сенсомоторным интегратором (ГСИ-6) Л. И. Уманского, шесть человек должны, согласуя свои воздействия на органы управления, как можно быстрее провести щуп-писчик по S-образному лабиринту, стараясь как можно реже касаться щупом стенок лабиринта.[Уманский Л. И., Чернышев А. С., Тарасов Б. В. Групповой сенсомоторный интегратор // Вопросы психологии. 1969. N 1.С. 128-130.] Этот и другие аналогичные приборы использовались и используются для изучения групповой сплоченности, динамики распределения функций в группе и т. п. (Вероятно, если сделать симуляцию какой-либо версии такого интегратора на современном мультитаче, может получиться забавная игра.)

Это же касается и другого устройства дальнего родственника кружки "Пей, да не облейся". Оно использовалось для изучения и моделирования социальнопсихологической динамики в группе космонавтов. Участники заходят в душевые кабинки (каждый в свою) и пытаются принять душ. Пытаются — потому что вращение кранов горячей и холодной воды в кабинке каждого участника приводит к неожиданным изменениям температуры и напора воды в кранах других участников.[У одного из наших сотрудников эта увлекательная игра реализована в виде связки кранов на кухне и в ванной. Стоит начать мыть посуду, как из ванной раздается гневный рык. — Прим. ред.]

Такая вот социальная игра "лей, да не ошпарься/не отморозь".

Это объекты не совсем игровые, но у них есть игровые аналоги. Варианты различных групповых сенсомоторных интеграторов-"мультитачей" можно было видеть в некоторых заданиях игры "Форт Байяр" — включая, естественно, финал, когда участники должны встать на нужные ячейки пола-"мультитача", чтобы вызвать долгожданный поток монет. Здесь мультитачность скорее символическая, но в процессе игры были задействованы и вполне реальные сенсомоторные интеграторы.

Что касается игрушек не для взрослых, а для тех, кому они, вероятно, все-таки нужнее, — для детей, то в познавательном и социальном отношении очень хороши для ребенка (тут надо вдохнуть) матричные командно-сигнальные устройства с совмещенным расположением клавиатуры и информационной панели — сложные, впрочем, больше по названию, чем по принципу работы. Издавна с такими информационными устройствами работают взрослые[Конарева В. П., Тяпченко Ю. А., Седакова Л. Б. Исследование работы оператора с матричными командно-сигнальными устройствами // Техническая эстетика. 1975. N 12. С. 25-27.]. Но упрощенный вариант можно дать и ребенку — как головоломку.

В своих экспериментах я давал, например, такую[В течение ряда лет я занимался изучением самостоятельной познавательной деятельности детей, в том числе с игрушками-головоломками, и делал такие головоломки сам по мере надобности, о чем даже написал монографию "Исследовательское поведение: стратегии познания, помощь, противодействие, конфликт".].

На верхней панели матричной головоломки находятся два перпендикулярных ряда кнопок (по 5 кнопок в каждом ряду), а также 35 окон: 2 перпендикулярных ряда по 5 окон непосредственно напротив кнопок (эти окна закрыты белыми заслонками) и матрица из 25 окон с зелеными заслонками чуть дальше — внутри квадранта, заданного перпендикулярными рядами кнопок.

Нажим на какую-либо одну кнопку приводит к открыванию белого окна прямо напротив нажатой кнопки. Нажим на две кнопки (одну в одном ряду и одну в другом) приводит не только к открыванию двух соответствующих белых окон, но и к открыванию зеленого окна, находящегося на пересечении горизонтали и вертикали, проходящей через эти кнопки. В каждом окне находится изображение какого-либо сказочного персонажа, и его становится видно при открывании заслонки (рис. 1).

Я предлагал двум детям, объединившимся на добровольной основе, поиграть с этой новой игрушкой (например, в группе детского сада я говорил: "Кто хочет поиграть с новой игрушкой? Нужно двое ребят, чтобы могли играть вместе"). Участники: дети четырех-шести лет.

Показав игрушку, я не давал никаких объяснений относительно ее работы и способов действий, не ставил никаких задач и вводил единственное правило: кнопки одного ряда "принадлежат" одному ребенку, кнопки второго ряда — другому, и трогать "чужие" кнопки не разрешается.

Вначале дети нажимали кнопки независимо друг от друга, рассматривая изображения ближайшего к себе ряда (их, напомню, можно было открывать и одиночными нажимами). В какой-то момент оба случайно нажимали кнопки одновременно друг с другом и замечали новое открывшееся окно с картинкой. Обычно каждый из детей считал, что это он открыл окно (ведь оно открылось при его нажиме), о чем и сообщал вслух. Здесь между некоторыми детьми возникал спор ("Это я открыл Красную Шапочку!", "Нет, я!", "Это моя Красная Шапочка!", "Нет, моя!"). Далее ситуация развертывалась по одному из двух сценариев.

Кто-то из детей оказывался более напористым, а другой — более податливым: он начинал верить, что именно действия первого привели к открыванию окна, а его собственные действия — лишь дополнительные, вспомогательные, "доводящие".

Первый быстро осваивал роль командира, отдающего указания ("Нажми эту кнопку;

теперь эту"), а второй становился их исполнителем (хотя объективно вклад обоих был абсолютно одинаков и равно необходим)

Но в ряде случаев ситуация развивалась по-другому. Один из детей догадывался, как может доказать свою правоту, — он отпускал свою кнопку и злорадно или, наоборот, меланхолически констатировал закрывание окна ("А я закрыл твою Красную Шапочку"). Это был очень важный момент — взрослеющий человек экспериментально доказывал свое утверждение, используя отрицательную информацию — информацию о связи отпущенной кнопки и закрывшегося окна.

Обычно дети до семи лет не используют отрицательную информацию: например, чтобы определить, кто "автор" того или иного эффекта в совместной компьютерной игре, они предпочитают еще более интенсивно осуществлять действия (еще чаще долбить по клавише), а не демонстративно прекращать их. Матричная головоломка побуждала использовать новую, более сложную стратегию доказательства.

Сделав затем несколько одновременных нажимов и отпусканий, дети признавали, что открывание окон является результатом их совместных действий ("Мы открываем вместе") и что друг без друга здесь не обойтись. После этого они начинали координировать свои действия, общаясь в подчеркнуто вежливой манере ("Нажми, пожалуйста, ту кнопку", "А теперь ты нажми вон ту"). Этот переход от агрессивного спора к взаимной вежливости и даже слову "пожалуйста" выглядел весьма забавно.

Особый интерес представляли ситуации взаимной координации не просто отдельных действий, а целых стратегий.

Например, один ребенок удерживал в нажатом положении первую кнопку своего ряда, а другой по очереди перебирал все кнопки своего; затем первый переходил к удержанию второй кнопки, а другой опять нажимал все кнопки своего ряда и т. д., пока не были перебраны все изображения в окнах. Эта самостоятельно обнаруженная процедура перебора "цикл в цикле" очень помогала понять принцип работы устройства и структуру его внутренних связей.

И апогей мультитачности — оба ребенка, используя обе руки (а иногда еще и собственный нос, если рук не хватает), нажимают все кнопки сразу и охают, увидев все открывшееся поле изображений ("Ух ты, как много сразу!").

Комбинаторные способности считаются одними из важнейших в мышлении человека. Опробование различных аккордов и наблюдение за возникающими эффектами может при определенных условиях стать для играющего (ребенка или взрослого) упрощенным аналогом многофакторного эксперимента, требующего интеллектуальных усилий той или иной напряженности.

Дело в том, что многофакторное экспериментирование позволяет изучать такое принципиальное свойство систем, как эмергентность — несводимость свойств системы к сумме свойств ее отдельных элементов (неаддитивность, несуммативность).

Простейшей физической метафорой несуммативности, проявляющейся в эксперименте, является взвешивание нескольких объектов. Пусть имеется три объекта: A, B, C. Когда мы взвешиваем их по отдельности, то обнаруживаем, например, что объект A весит 2 г, B — 5 г, а C — 10 г. Но когда мы взвешиваем два объекта A и B, то получаем не 7 (2+5), а, например, 25 г. Когда взвешиваем A и C, то получаем не 12 (2+10), а 1 г.

Когда взвешиваем B и C, то получаем не 15, а 3 г. Объяснение такого рода фактов состоит в том, что взвешиваемые объекты вступают друг с другом и с окружающим в различные взаимодействия (например, химические или какие-либо другие). Взвесив все три объекта вместе, мы можем получить и отрицательный вес: чашку весов начинает тянуть не вниз, а вверх. (Если А, В, С — это, предположим, три блока самособирающегося вертолета.)

Может ли ребенок, оставшись один на один с объектом, без помощи взрослого и обсуждения с партнером, понять хоть что-то в хитросплетениях многофакторных взаимодействий? Может — если девайс с аккордной клавиатурой специально "заточен" под игровое комбинаторное экспериментирование: дизайн клавиатуры облегчает поиск комбинаций, а наблюдаемые эффекты стимулируют комбинировать еще и еще.

Приведу пример устройства из собственного арсенала.

"Треугольная" головоломка имеет 4 органа управления (3 кнопки в вершинах очерченного треугольника и тумблерпереключатель сбоку) и 2 треугольных окна — ближнее и дальнее. В "форточках" ближнего окна находятся скрытые изображения животных и их различных гибридов[Я чрезвычайно признателен психологу и художнице Н. Щербе за изготовление эскизов этих животных.], в "форточках" дальнего — картинки разных искусственных предметов и их комбинаций. От положения переключателя (аналога переключателя регистра) зависит, в каком окне — ближнем или дальнем — будут зажигаться "форточки".

От того, сколько кнопок нажато и какие именно, зависит расположение осветившейся "форточки" и появление животного того или иного облика (появление той или иной композиции предметов). Общий вид устройства и принцип его работы показаны на рис. 2.

В целом, чтобы просмотреть все изображения во всех форточках, необходимы 15 различных одиночных и комбинированных воздействий, то есть полный комбинаторный перебор воздействий на 4 органа управления (за исключением "пустой" комбинации, когда ничто не нажато), или, другими словами, — полный факторный эксперимент с 4 факторами (хотя ребенок таких слов и не знает). В эксперименте участвовали дошкольники четырех-шести лет. Абсолютное большинство детей (около 80%), включая большинство четырехлеток, в процессе самостоятельного обследования-экспериментирования позажигали все форточки и просмотрели по несколько раз все картинки. Делали они это с большим интересом, а некоторые и с азартом.

В известных мне исследованиях, использующих игровые материалы другого рода, дети такого возраста были способны осуществить полный комбинаторный перебор только двух факторов, и это в лучшем случае. Игровой девайс с аккордной клавиатурой и понятными ребенку наблюдаемыми эффектами позволяет детям проявить свои способности более полно.

Множественность, одновременность воздействий — интригующая характеристика, привлекающая интерес и изобретателей игрушек, и игроков — разгадчиков головоломок. Вряд ли можно перечислить всех ближних и дальних родственников устройств-мультитачей, когда-либо использовавшихся в практических и игровых целях. Будем ждать новых интересных потомков — в том числе игривых.