基于人体工效学的焊接工人作业姿势与疲劳研究

焊接作业中长期使用不良姿势,容易加速作业疲劳,导致工作相关肌肉骨骼疾患。为了探究作业姿势与疲劳的影响机理,首先,基于人体工效学对典型的不良作业姿势进行改善;其次,以一线焊工为实验对象,通过表面肌电实验,测量焊工左右竖脊肌的表面肌电信号,对两种作业姿势作业过程中的肌肉疲劳特征进行研究;最后,根据实验结果,通过Jack对改善前后的作业姿势进行仿真验证。结果表明:作业姿势改善后效果良好,积分肌电值iEMG下降33.28%,均值方根(RMS)下降39.38%,L4/L5脊椎处压力减少69.8%。

时空信息量与运动水平对网球运动员接发球预判的影响

目的:研究时空信息量和运动水平对网球运动员接发球预判表现的影响,揭示特定运动信息对接发球预判的重要性。方法:40名被试分为专家组与新手组参与试验,每组各20人,测试不同时空信息量条件下被试接发球预判的反应时与准确率。结果:专家组在不同时空信息量条件下的预判反应时明显短于新手组(P<0.01);专家组在-40 ms遮蔽条件下的预判准确率明显高于新手组(P<0.05);专家组在头部和持拍手臂空间信息遮蔽条件下的预判准确率要显著高于新手组(P<0.05)。结论:时空信息量与运动水平对网球运动员的接发球预判表现有显著影响,专家网球运动员具备更好的接发球预判技能;发球前80 ms至发球时(0 ms),发球员抛球、持拍手臂和躯干(肩部)的运动学信息对网球运动员的接发球预判具有重要作用,网球专家能够有效利用发球员这些信息进行接发球预判,知觉预判信息的搜索更加综合全面,知识经验和信息整合加工能力更具优势,而网球新手知觉预判的信息搜索方式及认知加工较为简单,更关注发球员的头部、球拍与球碰撞的运动信息。

地铁车厢扶手人机工程仿真分析及改进设计

目的为满足地铁乘客站姿乘车的便利性与舒适性,结合人机工程仿真分析软件Jack对车厢扶手的设计方案进行分析校核和改进设计。方法依据GB/T7928—2003中A型车主要技术规格和GB13094—2017中客车扶手尺寸要求,在CAD软件中搭建了地铁车厢内装三维模型;根据GB10000—1988,在Jack软件中建立了第5百分位成年女性和第95百分位成年男性人体数字模型;结果对站姿乘客使用扶手时的不同姿势进行快速上肢动作分析和舒适度分析,得到站姿整体舒适度评分结果;通过人机分析结果,对地铁车厢扶手数量布置和高度设置进行设计改进,并再次通过Jack软件对乘客站姿舒适度进行测试。结论结果表明,改进后的设计方案满足乘客的便利性和舒适性要求,为地铁车厢扶手的人机工程设计提供参考,相关的设计参数值可对现有标准形成补充。

不同海拔对主动性和反应性认知控制影响的ERP研究

基于双重认知控制理论,使用AX-CPT任务,结合脑电技术来研究海拔对认知控制的影响.研究对象选取大学一年级刚入学新生,此前长居在小于500m、1500~2500m和2501~3500m的海拔地区.结果发现,低海拔群体(<500m)的主动性认知控制最好,高海拔群体的认知资源分配能力和冲突监控能力弱,左右脑区对信息加工协调能力不足;一个新发现是,相比1500~2500m的高海拔组,2501~3500m的高海拔被试对象在BX试次上反应时更短,诱发了更小的N200波幅以及左右脑区更大的P300波幅,表现出更好的主动性控制,这可能由于缺氧补偿机制或富氧环境导致的结果.

基于心率变异性的应激场景下驾驶人心理特性分析

为了研究应激情况下驾驶人的心理特性,分析了不同应激场景下驾驶人的心电数据.采取Ergo LAB人机环境同步平台对驾驶人心率变异性(HRV)的时域和频域数据进行了提取,并选取了合适的心电特性指标作为分析指标.运用统计分析方法研究了被试驾驶人的心电数据,得到了应激场景下的驾驶人心理特性.试验结果表明:在心率增加率方面,不同的应激场景会对驾驶人的心率增长率有着显著的差异性影响;在HRV时域特性方面,驾驶人对行人、自行车这2种目标物紧张程度持续性较长,而对天气、机动车的紧张程度则是间断性的;在HRV频域特性方面,驾驶人对行人和自行车一类的非机动车时心理负荷增加,而对机动车和外在天气条件心理负荷有所降低.

射击运动员的反向眼跳研究

采用专业眼动仪TX300,利用经典的反向眼跳范式对射击运动员和普通大学生组进行对比分析,通过分析2组被试反向眼跳的正确率和眼动仪记录的各种数据指标,了解不同组被试对眼跳的自主控制能力,探讨个体自我调整抑制的强弱,期待为相关运动认知研究提供一定的参考和借鉴。研究发现:(1)射击运动组的反向眼跳正确率和一次性到位率显著高于普通组,说明射击运动员能较好地抑制优势的、反射性的朝向眼跳,拥有较强的认知抑制功能;(2)目标偏心距增加,被试的眼跳正确率提高,但一次性到位率却降低,眼跳潜伏期变小,眼跳视角和距离增加;(3)正确反向眼跳中,运动组的眼跳潜伏期较长,速度峰值较低,而眼跳总幅度较少,这可能是运动组采用的是一种更为谨慎、稳妥的注意调控策略。错误反向眼跳中,运动组的错误眼跳幅度较少,纠正眼跳距离和眼跳总幅度也比普通组要少,说明其错误纠正能力更好。

基于寻路实验的照明节能潜力——高大候机厅人工光环境的视觉功效与舒适性研究

本研究旨在真实的机场候机厅中,在寻路实验的过程中收集被试的主观感受、生理数据、眼动数据,分析视觉功效和舒适性,初步定性地面照度和照明方式对使用者的影响。对于三种实验环境,发现最低的地面照度(88 lx)且无氛围光的条件下舒适性最佳、标志牌定位和识别难度最低,较低的地面照度(115 lx)且有氛围光的条件下的认知负荷最低。

三维动静态场景下返回抑制的扩散

使用虚拟现实技术探讨三维动静态空间下返回抑制是否敏感于深度线索及返回抑制效应是否存在空间扩散。采用线索-靶子范式,分别设置三维静态和动态场景。结果发现:三维静态场景,不同深度及不同侧位置均发生返回抑制且产生效应大小有差异;三维动态场景,不同线索条件反应时无显著差异。结果表明,三维静态场景下,返回抑制敏感于深度线索,其效应在空间中存在扩散;客体运动破坏了返回抑制的产生及其效应的空间扩散。

智能时代用户体验特点及其测量方法

目的对智能系统与产品的时代特点及其用户体验测量方法进行分析,为用户体验测量方法提供新的技术研究思路。方法以用户为中心的设计理论为基础,通过描述智能时代的系统与产品创新设计的用户体验特点、标准及需求,介绍了融合新技术特征的智能系统或产品在各领域的用户体验研究,突出创新设计驱动的以人为本思想,同时分析了产品全生命周期人机交互过程需求,介绍了一种新的基于多通道数据同步技术的定量化、客观的用户体验测量方法的功能及应用。结论智能时代的产品与系统在体现智能技术主导的同时,也强调产品全生命周期的用户体验与融合先进技术的测量方法结合,促进了用户体验研究测量方法的革新,提升了系统或产品的社会需求价值,对实现用户体验战略化具有重要的意义。

基于改进DMAIC的打磨工人工效学模型与作业姿势改善

为改进打磨工人作业姿势、减少罹患工作相关肌肉骨骼疾患(WMSDs)风险,对某制药设备企业压力容器车间打磨工人的作业姿势开展实验研究。在DMAIC模型基础上,提出在改进(I)阶段增加仿真验证分析(S)、在控制(C)阶段增加执行(E)分析的DMASIEC工作改善模型;采用Xsens MVN动作捕捉系统与Jack TAT工具同步联合分析的方法,设计、开展基于生理信号和主观评价的测度指标的作业姿势改善沉浸式实景实验;结合Jack对打磨工作业姿势的仿真验证,提出能够减少作业疲劳的打磨工作台和作业改善指导方法。结果表明,开展相同的作业任务时,打磨工L4/L5脊椎处压力约为原有压力的1/4,工作姿势评级均为AC1;3名打磨工表征作业疲劳的sEMG和HRV指标由蹲姿作业转为坐姿作业后发生了显著变化(P<0.05);改善后的工作台和操作方法有助于改善作业姿势对肌肉骨骼系统的不良影响。

基于视觉特性的驾驶人预瞄时间建模

针对固定时长的预瞄时间无法真实反映驾驶人预瞄行为的问题,首先对自由流条件下的驾驶人视觉特性进行研究,得到直行路段驾驶人注视点多分布在车道中央、弯道路段驾驶人注视点多分布在内侧边缘线附近且视线近似与内侧边缘线相切的结论;在此基础上,探究直行和弯道路段驾驶人预瞄时间的求解方法,并借助驾驶模拟器进行试验,获得了17位驾驶人的预瞄时间。由于预瞄时间的原始数据分布离散程度高,难以直观地体现其随道路线形的变化规律,因而对预瞄时间随道路线形的分布特征进行研究,利用分组求中位数的方法进行数据处理,最终构建预瞄时间关于道路线形的分段线性函数和非线性指数函数。最后,通过数值仿真研究不同类型的预瞄时间(固定时长的预瞄时间、分段线性函数预瞄时间及指数函数预瞄时间)对人-车-路闭环系统动力学特性的影响。研究结果表明:驾驶人预瞄特性会对车辆的轨迹跟随和车道保持绩效产生重要影响;在闭环系统中使用随道路线形变化的预瞄时间可以显著提高车辆的轨迹跟随绩效,确保车辆在指定车道内行驶;驾驶人对道路环境的感知具有自适应性,通过其视觉特性可准确感知环境变化,并据此调整决策目标及其操纵特性。