лекции по ЧМВ Никольский А.Н. (1022763), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Характеристики зрительного анализатора.
Основной объем информации человек получает за счёт зрительного анализатора. Процесс виденья окружающего мира связан с регулированием светового потока и фокусирования изображения на сетчатке глаза с помощью хрусталика. Одним из способов приспособления глаза при различной освещённости является изменение диаметра зрачка. При изменении диаметра от 1.8 до 18мм в темноте что соответствует изменению площади зрачка в 17 раз меняется прохождение света в глаз, сужение и расширение не одинаково во времени: сужение начинается через 0.2-0.5 секунды после увеличения освещённости и продолжается 2-5 секунд до приобретения устойчивого уровня. Расширение происходит 2 секунды и длится 3-5 минут.
К чёткому виденью равноудаленных предметов от глаз человека способствует изменение формы хрусталика. Это способность глаза называется аккомодацией, в пределах которой глаз в состоянии аккомодировать определяется положениями ближней и дальней точек ясного виденья. Зрительная работа на расстоянии ближней точки ясного виденья очень утомительно и может длиться очень короткое время. Наиболее утомительно для глаза длительное рассматривание близких предметов на расстоянии 30-40 см. Процесс аккомодации длится 0.5-1.5 секунды причём при переводе от ближнего предмета к дальнему аккомодация совершается быстрее чем в обратном направлении. Часто переаккомодация приводит к увеличению времени восприятия информации. В сетчатке глаза есть 2 типа фоторецепторов: палочки и колбочки которые различаются как морфологически, так и функционально. При слабом освещении функционируют палочки и позволяют воспринимать только оттенки серого цвета. В условиях дневного цвета работают колбочки и обеспечивают световые (хроматические) ощущения. Человек видит не глазами, а по средствам глаз, откуда информация передаётся в зрительные тракты и в определённые области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют наш зрительный анализатор. Наличие 2-х глаз делает зрение бинокулярным. Правая сторона сетчатки каждого глаза передаёт через зрительный нерв «правую часть» изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует и левая сторона сетчатки, затем 2 части изображения правую и левую головной мозг соединяет воедино. Так как каждый глаз воспринимает «свою» картинку, при нарушении совместного движения правого и левого глаза может быть расстроено бинокулярное зрение. Т.е. будет двоиться в глазах или одновременно видеть 2 глазные картины. Рассмотрим некоторые характеристики зрительного анализатора. Зрительным анализатором воспринимается форма, цвет, яркость и движение предметов. Возможность различения предмета на фоне других предметов определяется его контрастностью. Контрастность – это соотношение яркости предмета и фона. Различают прямой (яркость фона больше яркости предмета) и обратный. Оптимальным считается контраст в пределах 0.6-0.9 . Необходимо чтобы различие в яркости предмета и фона было в 10-15 раз больше порогового значения. Форма предмета воспринимается с учётом контраста и угловых или линейных размеров.
Эргономические требования к средствам отображения визуальной информации устанавливают размеры и конфигурацию знаков, сигналов, углы их обзора и расстояние наблюдения, вид контраста изображения и окружающего фона, цвет свечений световых изображений, уровень яркости, частоту мерцаний, скорость перемещений, условия внешней освещённости изображений. Рациональное соответствие орудий труда зрительному анализатору соблюдаются при следующих условиях.
Характеристики зрительных анализаторов:
Форма и цвет предмета воспринимаются колбочками глазного яблока и реагируют на яркость зрительного объекта. При яркости меньше 0.003 кандел /м^2 функционируют только палочки надежное и более тонкое различие цветов и оттенков начинается при 175 кандел/м2. Колбочки чувствительны к длине световой волны при этом если энергия воздействия волн одинакова, но длина их различна, то это различие в длине воспринимается как различие в цвете. С изменением длинны волны изменяется качество цвета
Длина волны мм | Цвет |
760-620 | Красный |
620-590 | Оранжевый |
590-560 | Желтый |
560-530 | Желто зеленый |
530-500 | Зеленый |
500-470 | Голубой |
470-430 | Синий |
430-380 | фиолетовый |
Чувствительность фоторецепторов различно для различных участков спектров наиболее чувствительность к желтому и зеленому значительно ниже к красному.
Характеристики слухового анализатора.
Состоит из уха, слухового нерва и сложной системы нервных связей и центров мозга. Ухо воспринимает определённые частоты звука благодаря резонансу волокон мембраны и усилению сигналов средним и наружным ухом. Слуховой анализатор воспринимает колебание частотой 16-22 тыс. Гц. Звук характеризуется интенсивностью, частотой и формой звуковых колебаний, которые отражаются в слуховых ощущениях как громкость, высота и тембр.
Слуховая информация воспринимается человеком на 20-30 миллисекунд быстрее.
В соответствии с устройствами слухового анализатора для передачи уведомляющих сигналов необходимо использовать частоту 200-400 Гц с интенсивностью до 120 Дцб. Длительность отдельных сигналов и интервалов между ними должна быть не более 0.2 сек, длительность интенсивных (предельно допустимых сигналов не должна превышать 10 секунд). Характеристики тактильного анализатора используются для получения информации о положении предмета в пространстве, его форме, размеров, качестве поверхности и материалов. Функционирование тактильного аппарата основано на свойстве кожи, воспринимать температурные, химические, механические и электрические воздействия предмета или орудия труда. Наиболее часто тактильный анализатор получает данные путём анализа вибрации. Абсолютная чувствительность тактильного анализатора на механической воздействие определяется величиной минимального давления, вызывающего ощущения. Наибольшая наблюдаемость 100-300 Гц. Пространственная чувствительность определяется между 2-мя точками кожи при раздражении которых появляется звук прикосновений.
Работоспособностью называют способность человеческого организма изменять течение физиологических и психических функций и в соответствии с этим выполнять определённую деятельность требующую качество в течении некоторого периода времени. По утверждению И.П.Павлова для выполнения трудовых функций должно начаться много новых процессов: новое дыхание, новое сердцебиение, новая секреция и т.д. Иначе говоря необходимо физиологическое и психологическое обеспечение трудовой деятельности. Работоспособность изменяется, причём довольно в широком диапазоне. В соответствии с организациями труда определяющим изменением работоспособности относятся:
-
Физические усилия (перемещение грузов, поддержание тяжестей и т.д.).
-
Нервное напряжение (сложность расчётов, особая строгость к качеству работ и т.д.).
-
Темп работы (кол-во трудовых движений в единицу времени).
-
Рабочее положение (Удобное, неудобное, сжатое).
-
Монотонность работы (многократное повторение однообразных кратковременных операций).
-
Температура, влажность, тепловое излучение в рабочей зоне.
-
Освещённость в рабочей зоне.
Характеристики тактильного анализатора.
Тактильный анализатор используется для получения информации о положении предмета в пространстве, о его форме, размерах, качестве поверхности и материалах. Функционирование тактильного анализатора основано на свойстве кожи воспринимать температурные, химические и электрические воздействия предмета или орудия труда. Наиболее часто тактильный анализатор используется для получения информации о состоянии оборудования путем анализа его вибраций. Абсолютная чувствительность тактильных анализаторов на механическое воздействие определяется величиной минимального давления, вызывающего ощущение. Наибольшая чувствительность при восприятии вибраций наблюдается при частоте 100-300 Гц. При помощи тактильного анализатора можно передавать до 10 уровней (градаций) сигнала. Тактильный анализатор обладает быстрой адаптацией, приводящей к снижению абсолютного порога ощущений. В настоящее время тактильные анализаторы используются для контроля за работой оборудования путем восприятия его вибраций (например, диагностика работы двигателя внутреннего сгорания). Опознание органов управления (делаются рукоятки разных форм) и получение информации о вводе управляющих воздействий в систему управления благодаря обратной связи в штурвалах, выключателях и переключателях. В современной мультимедийной аппаратуре используются специальные тактильные комбинезоны.
Быстродействие различных видов анализаторов человека-оператора.
Тактильный – 0.09 – 0.22 с
Слуховой – 0.12 – 0.18 с
Болевой – 0.13 – 0.89 с
Зрительный – 0.15 – 0.22 с
Температурный – 0.28 – 1.6 с
Обонятельный – 0.31 – 0.39 с
Вестибулярный – 0.4 с
Быстродействием называется время решения задачи оператором, т.е. время от момента появления сигнала до момента окончания управляющего воздействия. В простейшем случае, быстродействие – это Т0 = a + b∙I, где Т0 – это время затраченное оператором, а – затраты времени при обработки информации от момента поступления сигнала до реализации решения. b – время, необходимое на обработку единицы информации. I – количество обработанной информации. Простейшей разновидностью реакций оператора является так называемая простая сенсомоторная реакция (ПСР). В этом случае, заранее известный ответ на внезапно появляющийся сигнал оператор с максимально возможной скоростью выполняет определенные движения (например, игра в тетрис). Время задержки реакции здесь складывается из так называемого латентного периода реакции (ЛПР) и времени моторного компонента.
ЛПР – это время от момента появления сигнала до начала движения.
Время моторного компонента – это время, в течение которого совершается ответное движение. Величина ЛПР зависит от поля обзора и времени предшествующего наблюдения, если время предшествующего наблюдения 0.3 с, то ЛПР приближается к ПСР. Установлено, что большая часть времени ЛПР уходит на прием и переработку информации, а меньшая – на формирование двигательного ответа. При тренировке оператора первое время наблюдаются значительные отклонения во времени реакции, что связано с поиском оператора оптимальных приемов выполнения поставленных задач. После того, как приемы найдены, разброс времени реакции уменьшается за счет тренировки и стабилизируется на некотором уровне.
Факторы и показатели работоспособности.
Работоспособностью называют способность человеческого организма изменять течение физиологических и психических функций и в соответствии с этим выполнять определенную деятельность с требуемым качеством в течение некоторого периода времени. По утверждению академика И.П. Павлова для выполнения трудовых функций должно начаться много новых процессов: и новое дыхание, новое сердцебиение, новая секреция и т.д. По мере увеличения уровня и продолжительности нагрузок в процессе труда на протяжении смены, недели, года работоспособность изменяется, причем в довольно широком диапазоне. В соответствии с рекомендациям международной организации труда определяющим изменением работоспособности в процессе трудовой деятельности относят:
-
Физические усилия (перемещения грузов, поддержание тяжестей, нажатие на предмет труда и органы управления).
-
Нервное напряжение (сложность расчетов, особые требования к качеству работ, сложность управления оборудованием, опасность для жизни и здоровья, особая точность работы).
-
Темп работы – количество трудовых движений в единицу времени.
-
Рабочее положение (положение тела человека и его органов) – удобное, ограниченное, неудобное.
-
Монотонность работы (многократное повторение однообразных, кратковременных операций, действий, циклов).
-
Температура, влажность, тепловое излучение в рабочей зоне,
-
загрязненность воздуха (количество примесей в одном кубическом метре воздуха).
-
Производственный шум (наличие, частота, сила звука).
-
Вибрация, вращение, толчки.
-
Освещенность в рабочей зоне.
Можно отметить, что среди перечисленных факторов выделяются те, которые связаны с самой деятельностью человека и те, которые определяются внешними условиями. Первые определяют расходование энергии на осуществление рабочих действий, вторые – расход энергии на поддержание жизнедеятельности организма и сопротивление негативным воздействиям со стороны внешней среды.