人体工效学与康复工程实验

人体工效学与康复工程实验实验内容空间位置特征对视觉搜索绩效的影响视觉显示终端的目标拾取运动的研究不同姿势的握力与捏力研究空间位置特征对视觉搜索绩效的影响实验目的实验被试者实验设备实验任务实验步骤实验结果实验结论实验目的视觉搜索是人获得信息的重要手段。由于适应环境的需要，视觉系统形成了一定的搜索习惯特性，而眼睛运动就这一系列特性的主要外部表现。视觉搜索受到很多因素影响，例如：任务难度、个体的经验、状态和能力等。在实际应用中（如飞机仪表板设计、空中搜索或驾驶员培训等）都会涉及到不同空间位置信息搜索问题。本实验考查空间位置效应对视觉搜索过程的影响，即靶目标处于不同象限时，是否在反应时、正确率上存在差异。实验被试者选取北京航空航天大学在读研究生共10人（N=10），其中男生6人，女生4人，平均年龄24.5岁，裸视力或矫正视力在1.0以上，所有被试均未参加过视觉搜索实验。实验设备德国SMI公司设计制造的的iViewX系列RED型(桌面式)眼动仪一台，包括一台笔记本电脑和一台显示器。其中显示器用来呈现刺激图片，并采集被试的眼动数据，笔记本电脑用来分析、处理采集到的数据。实验任务实验时让被试者在显示器屏幕上的干扰字符中搜索目标字符，显示器按数学概念“象限”分为以屏幕中心为坐标基点的四个区域，分别为第一、第二、第三、第四象限。所有的干扰项-目标项共16组，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。按实验设计将目标项分别放置于不同象限，组合成16幅图片。每幅图片搜索项目总数为8×8个（16×16cm）（含63个干扰项与1个目标项），图片背景色的RGB值分别为：R=143，G=188，B=143，干扰-目标字符颜色的RGB值分别为：R=0，G=0，B=0。实验步骤实验在一个安静、亮度充足和温度舒适的屋子里进行。实验中有两名主试：一名操作眼动仪；另一名帮助被试者调整坐姿及位置，每次对一名被试进行实验。向被试介绍有关实验的要求和内容。被试坐在显示器前的椅子上，尽量保持头部不动，调整坐姿及显示器高度，使被试平视时能使视线会聚屏幕中央。若显示器上未出现黄色或红色指示箭头，则可以开始实验，否则需要继续调整。向被试宣读指导语:“你的任务是在快速准确的找出屏幕上不同于其他字符的字母或数字后。快速按下键盘空格键，在问卷中输入你所找到的不同字符。明白了吗?”（被试回答明白，往下进行；如有疑问，重新说明。）呈现实验练习材料，让被试先练习到熟练为止。正式实验。呈现视觉搜索材料，眼动仪开始记录数据。10位被试者的搜索反应时数据（mm)实验结果实验结果不同象限不同字符的搜索反应时数据（mm)象限描述统计量极小值极大值均值标准差一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实验结果不同象限的搜索反应时数据（mm)上下视野的反应时数据（mm)左右视野的反应时数据（mm)象限均值标准差极小值极大值13.753381.1618012.7145.15723.505281.4467281.8515.31133.10210.4202712.6723.66844.182701.6355032.5115.839视野均值标准差极小值极大值上视野3.88790.5910152.5724.797下视野3.64250.8920922.6225.249视野均值标准差极小值极大值左视野3.30360.8840252.1274.757右视野3.96820.9911882.8206.184实验结论四个视野象限内搜索反应时无显著差异，但搜索速度的快慢顺序为：三象限、二象限、一象限、四象限。上下视野间的搜索反应时无显著差异，但上视野的搜索速度比下视野搜索速度慢。左右视野间的搜索反应时无显著差异，但左视野的搜索速度比右视野搜索速度快。视觉显示终端的目标拾取运动的研究实验目的实验被试者实验设备实验任务实验步骤实验结果实验结论实验目的目标拾取运动是人机交互的一种基本操作形式,目标拾取运动特性的研究,对于人机界面的宜人化设计和人机系统整体性能的提高都有着重要指导作用。本实验通过对比人对视野中不同位置间的反应速度及移动速度的不同，研究人体对不同区域目标拾取的优先顺序，希望为人机界面上元素的布局设计提供依据。实验被试者被试者为10名北航生物医学工程系研究生，其中男生5位，女生5位，年龄为23-25岁，身体健康，矫正视力在1.0以上，均无无眼部疾病。实验设备实验设备的硬件是一台式机及一台19英寸视觉显示终端，实验测量软件是用matlab开发的测量软件。实验任务将屏幕按“米字格”形式分成8个区域，首先用鼠标点击图1中心的绿点，此时会在屏幕的8个区域内随机产生一个红点，被试者以最快速度察觉并将鼠标移动至红点处然后单击鼠标左键，红点消失，电脑会自动记录下红点出现至点击红点之间的被试的反应时。每人重复上述操作100次。实验步骤实验在一个安静、亮度充足和温度舒适的屋子里进行。实验中有1名主试，负责给被试者介绍任务和对进程的控制。向被试介绍有关实验的要求和内容。被试坐在显示器前的椅子上，然后挺胸收腹坐立，眼睛平视显示屏。眼睛与显示器之间的距离为50-70cm。向被试宣读指导语:“你的任务是集中注意力，当屏幕出现红点的时候以最快速度去点击红点。呈现实验练习材料，让被试先练习到熟练为止。正式实验。呈现实验材料，电脑自动记录数据。实验结果区域1234实验次数123123123123被试者11.361.231.361.221.161.291.211.051.501.241.251.48被试者21.151.161.291.011.021.050.951.031.421.091.121.22被试者31.151.221.341.110.971.451.141.131.431.381.181.45被试者41.111.171.090.951.091.091.021.061.151.101.151.14区域1234实验次数123123123123被试者11.301.251.301.211.401.351.321.251.441.281.221.49被试者21.111.321.251.071.011.221.070.971.301.111.131.28被试者31.171.321.401.351.161.241.241.221.571.231.221.54被试者41.171.181.060.961.011.061.071.081.111.141.151.09四个男性被试者三次实验每个区域平均拾取时间（s）备注：处理数据时剔除了1名男性被试者的无效数据，剩下4名男性数据区域1234实验次数123123123123被试者11.201.240.931.010.930.940.941.070.961.081.131.05被试者21.421.211.171.421.211.031.391.101.241.511.221.08被试者31.271.031.091.241.160.931.041.050.981.151,101,00被试者41.361.121.071.301.191.141.211.121.051.311.071.10被试者51.631.351.261.401.151.091.331.201.211.501.381.24区域1234实验次数123123123123被试者11.191.071.041.080.940.971.000.930.911.201.181.20被试者21.631.301.121.441.271.101.671.361.121.561.371.10被试者31.191.041.071.120.940.921.001.030.971.111.281.10被试者41.111.101.151.201.010.961.191.161.071.271.131.17被试者51.501.431.241.321.241.171.271.201.151.491.331.26实验结果五个女性被试者三次实验每个区域平均拾取时间（s）区域12345678被试者1

1.361.251.181.331.351.301.311.31被试者21.171.111.011.211.241.111.091.18被试者31.271.141.241.331.341.301.231.34被试者41.141.0521.061.131.151.011.071.13平均1.2351.1381.1231.2501.2701.1801.1751.240四个男性被试者每个区域平均拾取时间（s）实验结果五个女性被试者每个区域平均拾取时间（s）区域12345678被试者1

1.120.960.991.091.101.000.951.19被试者21.271.221.241.271.351.271.381.34被试者31.131.111.021.081.100.991.001.16被试者41.181.211.121.161.121.061.141.19被试者51.421.211.251.371.391.241.211.36平均1.2241.1421.1241.1941.2121.1121.1361.248实验结论性别因素对不同区域拾取时间的影响可以认为是不显著的。男性和女性都是上下4个区域（2、3、6、7）快于左右4个区域（1、4、6、8）；但男性在目标拾取过程中最快区域位于右上侧（3区），并且上侧2个区域（2、3）均快于下侧2个区域（6,7）；左侧2个区域（1、8）均慢于右侧2个区域（4、5）；然而女性在目标拾取过程中最快区域位于右下侧，同时右侧2个区域（4、5）快于右侧2个区域（1、8）。不同姿势的握力与捏力研究实验目的实验被试者实验设备实验任务实验步骤实验结果实验结论手部握力和捏力是人类在现代加工业和仪器操作中应用最为频繁的手部用力类型，它们不仅反映前臂和手部肌肉的力量，同时也是反映全身各个肌群与肌肉总体力量的重要指标。由于大脑支配手的区域，要比支配脚或者其他身体器官的区域大很多倍。所以，日常生活中，手的运动及其功能的保持显得尤为重要。本实验目的主要是研究不同姿势对握力的影响。实验目的实验被试者被试者为7名生物医学工程系研究生，男生4名女生3名，年龄为22岁或25岁，身体健康，手部无损伤病史。实验设备实验设备是BTE公司的PrimusRS系统。它是当今康复市场上最具功能性及多样性的康复系统。这个高性能系统集等速、等张、等长模式为一体，借助多种训练配件满足任何OT、PT以及产业客户的需求等张速度最高可达4500度每秒，可实现速度、功率和做功的功能性评估。实验任务包括四种姿势（坐姿手背向上，坐姿手背向下，坐姿手背向右，坐姿手背自