Лекция 4 Эргономика Человек осуществляет

Лекция 4. Эргономика

• Человек осуществляет непосредственную связь с окружающей средой при помощи своих анализаторов, которые называют иногда чувствующими приборами. Характеристики анализаторов человека необходимо учитывать при создании безопасных систем. Любой анализатор состоит из рецептора, проводящих нервных путей и мозгового конца. Рецептор превращает энергию раздражителя в нервный процесс. Проводящие пути передают нервные импульсы в кору головного мозга.

Нервная система • 1 - центральная нервная система; • 2 - периферическая нервная система; • Периферическая нервная система отвечает за сбор информации об окружающей среде и о внутреннем состоянии организма. • Сбор информации осуществляется рецепторами. • Рецепторы - окончания нервных волокон способные воспринимать информационные потоки и транслировать их в ЦНС по нервным волокнам.

Рецепторы • -Экстерорецепторы - воспринимают информацию извне. • -Интерорецепторы - воспринимают информацию изнутри. • -Фоторецепторы - улавливают свет. • -Фонорецепторы - улавливают механические колебания. • -Тактильные рецепторы - отвечают за осязание. • -Баро- и осморецепторы - следят за внутренним и внешним изменением давления

Рецепторы • -Проприорецепторы – информируют ЦНС о расположении рук, ног, тела. • -Вестибулорецепторы - следят за вектором гравитации. • -Геморецепторы – контролируют состав крови. • -Глюкорецепторы - контролируют уровень глюкозы. • -Терморецепторы – информируют уровень температуры.

• Основной характеристикой анализатора-рецептора является чувствительность. Не всякий раздражитель, воздействующий, на анализатор, вызывает ощущение. Чтобы оно возникало, интенсивность раздражителя должна достичь некоторой определенной величины. С увеличением интенсивности раздражителя наступает момент, когда анализатор перестает работать адекватно. Всякое воздействие, превышающее по интенсивности некоторый предел, вызывает боль и нарушает деятельность, анализатора. Интервал от минимальной до максимальной адекватно ощущаемой величины определяет диапазон чувствительности анализатора. Минимальную величину принято называть нижним абсолютным порогом чувствительности, а максимальную — верхним.

• Психофизическими опытами установлено, что величина ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя. Основной психофизический закон Вебера — Фехнера, имеющий приближенное значение, выражается формулой • где Е — интенсивность ощущений; J — интенсивность раздражителя; К и С — константы. • Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущений, называют латентным периодом.

Зрительный анализатор • Зрительный анализатор обладает наибольшей величиной адаптации. При темновой адаптации чувствительность достигает некоторого оптимального уровня через 40— 50 мин; световая адаптация, т. е. понижение чувствительности, длится 8— 10 мин. Глаз непосредственно реагирует на яркость, которая представляет отношение силы света (интенсивности), излучаемой данной поверхностью, к площади этой поверхности. Яркость измеряется в нитах (нт; nt); 1 нт=1 кд/м 2. При очень больших яркостях (более 30 000 нт) возникает эффект ослепления. Гигиенически приемлема яркость до 5000 нт.

• Под контрастом понимается степень воспринимаемого различия между двумя яркостями, разделенными в пространстве или времени. Контрастная чувствительность позволяет ответить на вопрос, насколько объект должен отличаться по яркости от фона, чтобы его было видно. • При оценке восприятия пространственных характеристик основным понятием является острота зрения, которая характеризуется минимальным углом, под которым две точки видны как раздельные.

• Острота зрения зависит от освещенности, контрастности, формы объекта и других факторов. С увеличением освещенности острота зрения возрастает. Оптический анализатор включает два типа рецепторов: колбочки и палочки. Первые являются аппаратом хроматического зрения, вторые — ахроматического. При равенстве энергии воздействующих волн различия их длин ощущаются как различия в свете источников света или поверхностей предметов, которые его отражают. Глаз различает семь основных цветов и более сотни их оттенков. Цветовые ощущения вызываются воздействием световых волн, имеющих длину от 380 до 780 нм.

• Ощущение, вызванное световым сигналом, в течение определенного времени сохраняется, несмотря на исчезновение сигнала или изменение его характеристик. Инерция зрения по данным различных исследователей находится в пределах 0, 1— 0, 3 с. • При резком действии прерывистого раздражителя возникает ощущение мельканий, которые при определенной частоте сливаются в ровный немигающий свет.

• Оптимальной является частота в пределах 3— 10 Гц. Инерция зрения обусловливает стробоскопический эффект. Если время, разделяющее дискретные акты наблюдения, меньше времени гашения зрительного образа, то наблюдение субъективно ощущается как непрерывное. При стробоскопическом эффекте возможна иллюзия движения при прерывистом наблюдении отдельных объектов или иллюзия неподвижности (замедленного движения), возникающая, когда движущийся предмет периодически занимает прежнее положение.

• При восприятии объектов в двухмерном и трехмерном пространстве различают поле зрения и глубинное зрение. Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120— 160°, по вертикали вверх — 55— 60° и вниз — 65— 72°. • Зона оптимальной видимости цвета ограничена полем: вверх — 25°, вниз — 35°, вправо и влево по 32°. Глубинное зрение связано с восприятием пространства. Ошибка оценки абсолютной удаленности на расстоянии до 30 м равна в среднем 12% общего расстояния.

Границы длин волн и соответствующие им ощущения (цвета) • • 380— 455 нм (фиолетовый); 455— 470 нм (синий); 470— 500 (голубой); 500— 550 (зеленый); 540— 590 (желтый) ; 590— 610 (оранжевый); 610— 780 (красный).

Глаз

Глаз

Слуховой анализатор • Основными параметрами звуковых волн являются уровень интенсивности и частота, которые субъективно в слуховых ощущениях воспринимаются как громкость и высота. По частоте область слуховых ощущений простирается от 16— 20 до 20 000— 22 000 Гц. Величина порога слышимости зависит от частоты ощущаемых звуков. Верхней границей является порог болевого ощущения, который в меньшей степени зависит от частоты и лежит в пределах 130— 140 д. Б. Соотношение уровня интенсивности и частоты определяет ощущение громкости звука.

Слуховой анализатор • Имеется тенденция маскировки высокочастотного тона низкочастотным, который менее вреден для человека.

Ухо

Ухо Три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо; Наружное ухо: 1 — ушной канал; 2 — барабанная перепонка; Среднее ухо: 3 — евстахиева труба; 4 — система косточек среднего уха (молоточек, наковальня, стремячко); 5—овальное окно внутреннего уха со вставленным в него стремячком; • Внутреннее ухо: • 6 — круглое окно; 7 — улитка; 8 — слуховой нерв; 9 — преддверие; • Здесь же расположены т. н. мешочки, сигнализирующие • • •

Осязание • Осязание складывается из тактильных, температурных, болевых и двигательных ощущений.

Тактильный анализатор • Тактильный анализатор воспринимает ощущения, возникающие при действии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление). • Порог тактильной чувствительности определяется по тому минимальному давлению предмета на кожную поверхность, которое производит ощущение прикосновения

• • • Примерные пороги ощущения: для кончиков пальцев руки 3 г/мм 2, на тыльной стороне пальца — 5 г/мм 2, на тыльной стороне кисти— 12 г/мм 2, на животе — 26 г/мм 2 , на пятке — 250 г/мм 2.

Температурная чувствительность • Температурная чувствительность свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, обеспечиваемой терморегуляцией. • Температура кожи несколько ниже температуры тела и различна для отдельных участков • на лбу- 34— 35° С; • на лице 20— 25° С; • на животе — 34° С; • на стопах ног 25— 27° С. • Средняя температура свободных от одежды участков кожи равна 30— 32° С.

Температурная чувствительность • В коже человека обнаружено два рода рецепторов. Одни реагируют только на холод, другие — только на тепло. • Порог температурной области чувствительности для тепловых рецепторов равен примерно 0, 2°С, для холодных- 0, 4° С. Порог различительной чувствительности около 1°С.

Болевая чувствительность • Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в частности, рефлекс удаления от раздражителя

Обоняние и вкус • Абсолютный порог обоняния у человека измеряется долями миллиграмма вещества на литр воздуха. Но дифференциальный порог высок, в среднем 38%. Запахи могут сигнализировать человеку о нарушениях в ходе технологических процессов и опасностях. • Существует 4 вида элементарных вкусовых ощущений: • сладкого, горького, кислого и соленого. • Пороги вкусового анализатора, выраженные в величинах концентраций раствора, примерно в 10 000 раз выше, чем обонятельного.

Примеры • Собаки и акулы – обоняние; • Кошки и орлы – острота зрения;

Информация (бит) • Человек через зрительный рецептор получает около бит/с; • Нервные волокна пропускают бит/с; • Доходит до сознания - 50 бит/с; • В памяти прочно задерживается только 1 бит/с; • Т. е. за 80 лет жизни память удерживает информацию около бит.