人體工效學(xué)與康復(fù)工程實(shí)驗(yàn)

人體工效學(xué)與康復(fù)工程實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容空間位置特征對(duì)視覺搜索績(jī)效的影響視覺顯示終端的目標(biāo)拾取運(yùn)動(dòng)的研究不同姿勢(shì)的握力與捏力研究空間位置特征對(duì)視覺搜索績(jī)效的影響實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)被試者實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊曈X搜索是人獲得信息的重要手段。由于適應(yīng)環(huán)境的需要，視覺系統(tǒng)形成了一定的搜索習(xí)慣特性，而眼睛運(yùn)動(dòng)就這一系列特性的主要外部表現(xiàn)。視覺搜索受到很多因素影響，例如：任務(wù)難度、個(gè)體的經(jīng)驗(yàn)、狀態(tài)和能力等。在實(shí)際應(yīng)用中（如飛機(jī)儀表板設(shè)計(jì)、空中搜索或駕駛員培訓(xùn)等）都會(huì)涉及到不同空間位置信息搜索問(wèn)題。本實(shí)驗(yàn)考查空間位置效應(yīng)對(duì)視覺搜索過(guò)程的影響，即靶目標(biāo)處于不同象限時(shí)，是否在反應(yīng)時(shí)、正確率上存在差異。實(shí)驗(yàn)被試者選取北京航空航天大學(xué)在讀研究生共10人（N=10），其中男生6人，女生4人，平均年齡24.5歲，裸視力或矯正視力在1.0以上，所有被試均未參加過(guò)視覺搜索實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備德國(guó)SMI公司設(shè)計(jì)制造的的iViewX系列RED型(桌面式)眼動(dòng)儀一臺(tái)，包括一臺(tái)筆記本電腦和一臺(tái)顯示器。其中顯示器用來(lái)呈現(xiàn)刺激圖片，并采集被試的眼動(dòng)數(shù)據(jù)，筆記本電腦用來(lái)分析、處理采集到的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)時(shí)讓被試者在顯示器屏幕上的干擾字符中搜索目標(biāo)字符，顯示器按數(shù)學(xué)概念“象限”分為以屏幕中心為坐標(biāo)基點(diǎn)的四個(gè)區(qū)域，分別為第一、第二、第三、第四象限。所有的干擾項(xiàng)-目標(biāo)項(xiàng)共16組，依次如下：第一象限：b-d，i-l，M-N，Q-O；第二象限：2-Z，C-O，E-F，G-C；第三象限：1-L，8-3，S-5，W-V；第四象限：B-P，μ-u，R-P，t-τ。按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將目標(biāo)項(xiàng)分別放置于不同象限，組合成16幅圖片。每幅圖片搜索項(xiàng)目總數(shù)為8×8個(gè)（16×16cm）（含63個(gè)干擾項(xiàng)與1個(gè)目標(biāo)項(xiàng)），圖片背景色的RGB值分別為：R=143，G=188，B=143，干擾-目標(biāo)字符顏色的RGB值分別為：R=0，G=0，B=0。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)在一個(gè)安靜、亮度充足和溫度舒適的屋子里進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)中有兩名主試：一名操作眼動(dòng)儀；另一名幫助被試者調(diào)整坐姿及位置，每次對(duì)一名被試進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。向被試介紹有關(guān)實(shí)驗(yàn)的要求和內(nèi)容。被試坐在顯示器前的椅子上，盡量保持頭部不動(dòng)，調(diào)整坐姿及顯示器高度，使被試平視時(shí)能使視線會(huì)聚屏幕中央。若顯示器上未出現(xiàn)黃色或紅色指示箭頭，則可以開始實(shí)驗(yàn)，否則需要繼續(xù)調(diào)整。向被試宣讀指導(dǎo)語(yǔ):“你的任務(wù)是在快速準(zhǔn)確的找出屏幕上不同于其他字符的字母或數(shù)字后?？焖侔聪骆I盤空格鍵，在問(wèn)卷中輸入你所找到的不同字符。明白了嗎?”（被試回答明白，往下進(jìn)行；如有疑問(wèn)，重新說(shuō)明。）呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)練習(xí)材料，讓被試先練習(xí)到熟練為止。正式實(shí)驗(yàn)。呈現(xiàn)視覺搜索材料，眼動(dòng)儀開始記錄數(shù)據(jù)。10位被試者的搜索反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)（mm)實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同象限不同字符的搜索反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)（mm)象限描述統(tǒng)計(jì)量極小值極大值均值標(biāo)準(zhǔn)差一b-d0.0434.8732.71381.402662i-l1.5965.8212.88891.355578M-N1.4098.1794.25342.026458Q-O1.42913.2535.15744.081181二2-Z1.2092.9521.85100.599816C-O1.18612.8745.31093.695180E-F1.1886.3093.06171.985787G-C1.2546.5083.79751.776683三1-L2.1284.8372.94650.8567078-31.5956.9453.12241.600261S-51.6943.8342.67170.735484W-V1.53311.5613.66783.287344四B-P1.2236.3202.51131.839598μ-u1.95719.0595.30605.146169R-P2.86711.3945.83862.948937t-τ1.3086.4923.07491.609472實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同象限的搜索反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)（mm)上下視野的反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)（mm)左右視野的反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)（mm)象限均值標(biāo)準(zhǔn)差極小值極大值13.753381.1618012.7145.15723.505281.4467281.8515.31133.10210.4202712.6723.66844.182701.6355032.5115.839視野均值標(biāo)準(zhǔn)差極小值極大值上視野3.88790.5910152.5724.797下視野3.64250.8920922.6225.249視野均值標(biāo)準(zhǔn)差極小值極大值左視野3.30360.8840252.1274.757右視野3.96820.9911882.8206.184實(shí)驗(yàn)結(jié)論四個(gè)視野象限內(nèi)搜索反應(yīng)時(shí)無(wú)顯著差異，但搜索速度的快慢順序?yàn)椋喝笙蕖⒍笙?、一象限、四象限。上下視野間的搜索反應(yīng)時(shí)無(wú)顯著差異，但上視野的搜索速度比下視野搜索速度慢。左右視野間的搜索反應(yīng)時(shí)無(wú)顯著差異，但左視野的搜索速度比右視野搜索速度快。視覺顯示終端的目標(biāo)拾取運(yùn)動(dòng)的研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)被試者實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)?zāi)康哪繕?biāo)拾取運(yùn)動(dòng)是人機(jī)交互的一種基本操作形式,目標(biāo)拾取運(yùn)動(dòng)特性的研究,對(duì)于人機(jī)界面的宜人化設(shè)計(jì)和人機(jī)系統(tǒng)整體性能的提高都有著重要指導(dǎo)作用。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)比人對(duì)視野中不同位置間的反應(yīng)速度及移動(dòng)速度的不同，研究人體對(duì)不同區(qū)域目標(biāo)拾取的優(yōu)先順序，希望為人機(jī)界面上元素的布局設(shè)計(jì)提供依據(jù)。實(shí)驗(yàn)被試者被試者為10名北航生物醫(yī)學(xué)工程系研究生，其中男生5位，女生5位，年齡為23-25歲，身體健康，矯正視力在1.0以上，均無(wú)無(wú)眼部疾病。實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備的硬件是一臺(tái)式機(jī)及一臺(tái)19英寸視覺顯示終端，實(shí)驗(yàn)測(cè)量軟件是用matlab開發(fā)的測(cè)量軟件。實(shí)驗(yàn)任務(wù)將屏幕按“米字格”形式分成8個(gè)區(qū)域，首先用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖1中心的綠點(diǎn)，此時(shí)會(huì)在屏幕的8個(gè)區(qū)域內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)紅點(diǎn)，被試者以最快速度察覺并將鼠標(biāo)移動(dòng)至紅點(diǎn)處然后單擊鼠標(biāo)左鍵，紅點(diǎn)消失，電腦會(huì)自動(dòng)記錄下紅點(diǎn)出現(xiàn)至點(diǎn)擊紅點(diǎn)之間的被試的反應(yīng)時(shí)。每人重復(fù)上述操作100次。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)在一個(gè)安靜、亮度充足和溫度舒適的屋子里進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)中有1名主試，負(fù)責(zé)給被試者介紹任務(wù)和對(duì)進(jìn)程的控制。向被試介紹有關(guān)實(shí)驗(yàn)的要求和內(nèi)容。被試坐在顯示器前的椅子上，然后挺胸收腹坐立，眼睛平視顯示屏。眼睛與顯示器之間的距離為50-70cm。向被試宣讀指導(dǎo)語(yǔ):“你的任務(wù)是集中注意力，當(dāng)屏幕出現(xiàn)紅點(diǎn)的時(shí)候以最快速度去點(diǎn)擊紅點(diǎn)。呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)練習(xí)材料，讓被試先練習(xí)到熟練為止。正式實(shí)驗(yàn)。呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)材料，電腦自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果區(qū)域1234實(shí)驗(yàn)次數(shù)123123123123被試者11.361.231.361.221.161.291.211.051.501.241.251.48被試者21.151.161.291.011.021.050.951.031.421.091.121.22被試者31.151.221.341.110.971.451.141.131.431.381.181.45被試者41.111.171.090.951.091.091.021.061.151.101.151.14區(qū)域1234實(shí)驗(yàn)次數(shù)123123123123被試者11.301.251.301.211.401.351.321.251.441.281.221.49被試者21.111.321.251.071.011.221.070.971.301.111.131.28被試者31.171.321.401.351.161.241.241.221.571.231.221.54被試者41.171.181.060.961.011.061.071.081.111.141.151.09四個(gè)男性被試者三次實(shí)驗(yàn)每個(gè)區(qū)域平均拾取時(shí)間（s）備注：處理數(shù)據(jù)時(shí)剔除了1名男性被試者的無(wú)效數(shù)據(jù)，剩下4名男性數(shù)據(jù)區(qū)域1234實(shí)驗(yàn)次數(shù)123123123123被試者11.201.240.931.010.930.940.941.070.961.081.131.05被試者21.421.211.171.421.211.031.391.101.241.511.221.08被試者31.271.031.091.241.160.931.041.050.981.151,101,00被試者41.361.121.071.301.191.141.211.121.051.311.071.10被試者51.631.351.261.401.151.091.331.201.211.501.381.24區(qū)域1234實(shí)驗(yàn)次數(shù)123123123123被試者11.191.071.041.080.940.971.000.930.911.201.181.20被試者21.631.301.121.441.271.101.671.361.121.561.371.10被試者31.191.041.071.120.940.921.001.030.971.111.281.10被試者41.111.101.151.201.010.961.191.161.071.271.131.17被試者51.501.431.241.321.241.171.271.201.151.491.331.26實(shí)驗(yàn)結(jié)果五個(gè)女性被試者三次實(shí)驗(yàn)每個(gè)區(qū)域平均拾取時(shí)間（s）區(qū)域12345678被試者1

1.361.251.181.331.351.301.311.31被試者21.171.111.011.211.241.111.091.18被試者31.271.141.241.331.341.301.231.34被試者41.141.0521.061.131.151.011.071.13平均1.2351.1381.1231.2501.2701.1801.1751.240四個(gè)男性被試者每個(gè)區(qū)域平均拾取時(shí)間（s）實(shí)驗(yàn)結(jié)果五個(gè)女性被試者每個(gè)區(qū)域平均拾取時(shí)間（s）區(qū)域12345678被試者1

1.120.960.991.091.101.000.951.19被試者21.271.221.241.271.351.271.381.34被試者31.131.111.021.081.100.991.001.16被試者41.181.211.121.161.121.061.141.19被試者51.421.211.251.371.391.241.211.36平均1.2241.1421.1241.1941.2121.1121.1361.248實(shí)驗(yàn)結(jié)論性別因素對(duì)不同區(qū)域拾取時(shí)間的影響可以認(rèn)為是不顯著的。男性和女性都是上下4個(gè)區(qū)域（2、3、6、7）快于左右4個(gè)區(qū)域（1、4、6、8）；但男性在目標(biāo)拾取過(guò)程中最快區(qū)域位于右上側(cè)（3區(qū)），并且上側(cè)2個(gè)區(qū)域（2、3）均快于下側(cè)2個(gè)區(qū)域（6,7）；左側(cè)2個(gè)區(qū)域（1、8）均慢于右側(cè)2個(gè)區(qū)域（4、5）；然而女性在目標(biāo)拾取過(guò)程中最快區(qū)域位于右下側(cè)，同時(shí)右側(cè)2個(gè)區(qū)域（4、5）快于右側(cè)2個(gè)區(qū)域（1、8）。不同姿勢(shì)的握力與捏力研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)被試者實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論手部握力和捏力是人類在現(xiàn)代加工業(yè)和儀器操作中應(yīng)用最為頻繁的手部用力類型，它們不僅反映前臂和手部肌肉的力量，同時(shí)也是反映全身各個(gè)肌群與肌肉總體力量的重要指標(biāo)。由于大腦支配手的區(qū)域，要比支配腳或者其他身體器官的區(qū)域大很多倍。所以，日常生活中，手的運(yùn)動(dòng)及其功能的保持顯得尤為重要。本實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹饕茄芯坎煌藙?shì)對(duì)握力的影響。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)被試者被試者為7名生物醫(yī)學(xué)工程系研究生，男生4名女生3名，年齡為22歲或25歲，身體健康，手部無(wú)損傷病史。實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備是BTE公司的PrimusRS系統(tǒng)。它是當(dāng)今康復(fù)市場(chǎng)上最具功能性及多樣性的康復(fù)系統(tǒng)。這個(gè)高性能系統(tǒng)集等速、等張、等長(zhǎng)模式為一體，借助多種訓(xùn)練配件滿足任何OT、PT以及產(chǎn)業(yè)客戶的需求等張速度最高可達(dá)4500度每秒，可實(shí)現(xiàn)速度、功率和做功的功能性評(píng)估。實(shí)驗(yàn)任務(wù)包括四種姿勢(shì)（坐姿手背向上，坐姿手背向下，坐姿手背向右，坐姿手背自