第三章人体感知与运动输出.ppt

第三章人体感知与运动输出 主要内容§引例§基本概况§人体视觉感知系统（重点）§人体听觉感知系统（重点）§神经系统§人体运动系统（重点）§结束【思考】：1、除听觉和视觉外，人体还有哪些感知系统？ 2、“疲劳”与感知及运动系统的关系引例高速公路的设计与驾驶员感知和运动系统的关系植物的高度和株距?对司机有无影响?为何弯曲?基本概况声音/光信号眼眼耳耳…手动/脚动控制系统手手脚脚…神经系统和信息处理大脑大脑中枢神经中枢神经…感觉系统神经系统运动系统【【思考并回答思考并回答】】请分析刹请分析刹车过程司机感知与运动系车过程司机感知与运动系统工作过程统工作过程人体视觉感知系统生理构成几个概念视觉特征可见光视角与视力视野和视距中央视觉和周围视觉中央视觉和周围视觉双眼视觉和立体视觉双眼视觉和立体视觉色觉和色视野色觉和色视野暗适应和明适应暗适应和明适应视力视力视力视力=1/(2arctg(D/2L))=1/(2arctg(D/2L))视野和视距双眼视觉和立体视觉双眼视觉和立体视觉色觉和色视野色觉和色视野学生及着装颜色学号上装颜色1，2，8，17，22，26红色5，9，13，15，23，27黄色3，6，14，20，21，29白色7，12，16，19，25，28绿色4，10，11，18，24，30蓝色讲 台【练习】【练习】请参考左图，将请参考左图，将下表中的学生安排到下图下表中的学生安排到下图考试教师中，以保证监控考试教师中，以保证监控教师坐在讲台上也能较好教师坐在讲台上也能较好的做好监考工作的做好监考工作暗适应和明适应暗适应和明适应请请结结合合日日常常生生活活举举例例说说明明 视觉特征视觉特征1.1.1.1.疲劳程度：疲劳程度：疲劳程度：疲劳程度：水平水平水平水平< < < <垂直垂直垂直垂直2.2.2.2.视线变化习惯：视线变化习惯：视线变化习惯：视线变化习惯：左左左左→→→→右，上右，上右，上右，上→→→→下，顺时针下，顺时针下，顺时针下，顺时针3.3.3.3.准确性：准确性：准确性：准确性：水平尺寸比例的估计更准确水平尺寸比例的估计更准确水平尺寸比例的估计更准确水平尺寸比例的估计更准确4.4.4.4.观察情况的优先性：观察情况的优先性：观察情况的优先性：观察情况的优先性：左上左上左上左上→→→→右上右上右上右上→→→→左下左下左下左下→→→→右下右下右下右下5.5.5.5.设计依据：设计依据：设计依据：设计依据：以双眼视野为设计依据以双眼视野为设计依据以双眼视野为设计依据以双眼视野为设计依据6.6.6.6.接受程度：接受程度：接受程度：接受程度：直线轮廓优于曲线轮廓直线轮廓优于曲线轮廓直线轮廓优于曲线轮廓直线轮廓优于曲线轮廓7.7.7.7.颜色的易辨认顺序：颜色的易辨认顺序：颜色的易辨认顺序：颜色的易辨认顺序：红、红、红、红、绿绿绿绿、、、、黄黄黄黄、、、、白白白白 “来”是come，“去”是go， “你好”是hello!“来”是come，“去”是go， “你好”是hello!“来”是come，“去”是go， “你好”是hello!“来”是come，“去”是go， “你好”是hello!你知道颜色相配时的易辨认顺序吗？你知道颜色相配时的易辨认顺序吗？你知道颜色相配时的易辨认顺序吗？你知道颜色相配时的易辨认顺序吗？人体听觉感知系统生理构成频率响应范围：20~20000HZ声强响应范围方向敏感度（双耳效应）掩蔽效应掩蔽效应听阈痛阈掩蔽：一个声音被另一个声掩蔽：一个声音被另一个声掩蔽：一个声音被另一个声掩蔽：一个声音被另一个声音所掩盖的现象音所掩盖的现象音所掩盖的现象音所掩盖的现象掩蔽效应：一个声音的听阈掩蔽效应：一个声音的听阈掩蔽效应：一个声音的听阈掩蔽效应：一个声音的听阈因另一个声音的掩蔽作用而因另一个声音的掩蔽作用而因另一个声音的掩蔽作用而因另一个声音的掩蔽作用而提高的效应提高的效应提高的效应提高的效应方向敏感度 （（（（1 1）时差：）时差：）时差：）时差：∆t=∆t=声源到两耳的时间差。

人耳可觉察到的声信号声源到两耳的时间差人耳可觉察到的声信号声源到两耳的时间差人耳可觉察到的声信号声源到两耳的时间差人耳可觉察到的声信号入射的最小偏角为入射的最小偏角为入射的最小偏角为入射的最小偏角为3°3° （（（（2 2）由于头部的掩蔽效应，人耳）由于头部的掩蔽效应，人耳）由于头部的掩蔽效应，人耳）由于头部的掩蔽效应，人耳对不同频率、不同方向的声音的感对不同频率、不同方向的声音的感对不同频率、不同方向的声音的感对不同频率、不同方向的声音的感受能力不同，造成声音频谱的改变受能力不同，造成声音频谱的改变受能力不同，造成声音频谱的改变受能力不同，造成声音频谱的改变单耳感受来自不同方向声单耳感受来自不同方向声音的能力音的能力——频谱变化图频谱变化图声音入射角与人耳平面垂直神经系统躯体感觉区躯体感觉区躯体感觉区躯体感觉区躯体运动区躯体运动区躯体运动区躯体运动区神经系统神神经经系系统统中枢神经中枢神经周围神经周围神经脊髓脊髓按按解解剖剖分分按功按功能分能分感觉（传入）神经脑：脑：延髓；脑髓；中脑；间脑；小脑；大脑延髓；脑髓；中脑；间脑；小脑；大脑躯体运动神经躯体运动神经（支配骨骼肌（支配骨骼肌)植物性神经植物性神经（支配内脏器官）（支配内脏器官）运动（传出）神经运动（传出）神经脑脑神神经经脊脊神神经经编码信息编码信息编码信息编码信息 ØØ辨认工作辨认工作辨认工作辨认工作——数码、字母、斜线数码、字母、斜线数码、字母、斜线数码、字母、斜线ØØ搜索定位搜索定位搜索定位搜索定位——颜色、数码、形状颜色、数码、形状颜色、数码、形状颜色、数码、形状ØØ计数工作计数工作计数工作计数工作——数码、颜色、形状数码、颜色、形状数码、颜色、形状数码、颜色、形状ØØ比较或验证比较或验证比较或验证比较或验证——各方法几乎没有区别各方法几乎没有区别各方法几乎没有区别各方法几乎没有区别【思考】各工作编码效率优劣人体运动系统 骨骨骨骨——运动的杠杆运动的杠杆运动的杠杆运动的杠杆 关节关节关节关节——运动的枢纽运动的枢纽运动的枢纽运动的枢纽 肌肉肌肉肌肉肌肉——运动的动力运动的动力运动的动力运动的动力生理构成：骨杠杆运动系统特征施力施力运动速度与频率运动速度与频率反应时间反应时间运动准确性运动准确性姿势姿势姿势姿势部位部位部位部位方式方式方式方式方向方向方向方向感觉器官感觉器官感觉器官感觉器官刺激信号：刺激信号：刺激信号：刺激信号：颜色、数量、强度等颜色、数量、强度等颜色、数量、强度等颜色、数量、强度等人：年龄、健康等人：年龄、健康等人：年龄、健康等人：年龄、健康等肢体与动作特点肢体与动作特点肢体与动作特点肢体与动作特点目标距离目标距离目标距离目标距离运动方向和轨迹运动方向和轨迹运动方向和轨迹运动方向和轨迹速度速度速度速度盲目定位盲目定位盲目定位盲目定位运动方向运动方向运动方向运动方向操作方式操作方式操作方式操作方式【视频】【视频】定位准确性定位准确性施力施力【【施力施力小例子小例子】汽车司机作业姿势设计】汽车司机作业姿势设计≈70°≈100°肢体与动作特点肢体与动作特点动作动作部位部位动作特点动作特点最少平均时间最少平均时间 （（ms））手手握握取取直线直线70曲线曲线220旋旋转转克服阻力克服阻力720不克服阻力不克服阻力220脚脚直线的直线的360克服阻力的克服阻力的720腿腿直线的直线的360脚向侧面脚向侧面720～～1460躯干躯干弯曲弯曲720～～1620倾斜倾斜1260动作部位动作部位动作速度与频率动作速度与频率手的运动手的运动35 cm/S控制操纵杆位移控制操纵杆位移8.8~17 cm/S手指敲击的最大频率手指敲击的最大频率3~5次次/S旋转把手与驾驶盘旋转把手与驾驶盘9.42~29.46 r/S身体转动身体转动0.72~1.62次次/S手控制的最大谐振截至频率手控制的最大谐振截至频率0.8 Hz手的弯曲与伸直手的弯曲与伸直1~1.2次次/S脚掌与脚的运动脚掌与脚的运动0.36~0.72次次/S运动方向运动方向同心圆表示相等的距离，同心圆表示相等的距离，被试从中心点向八个方被试从中心点向八个方向做距离为向做距离为40cm40cm的定位的定位运动，曲线表示运动的运动，曲线表示运动的时间差异。

时间差异思考思考】流水线装配实】流水线装配实验中，根据下图，如何验中，根据下图，如何在装配台上安排装配玩在装配台上安排装配玩具和装配用工具？具和装配用工具？运动轨迹运动轨迹Ø连续改变和突然改变的曲线式运动，前者速度快Ø水平动作比垂直动作的速度快Ø一直向前的动作速度，比旋转时的动作速度快1.5~2倍左右Ø圆形轨迹的动作比直线轨迹动作灵活Ø顺时针动作比逆时针动作灵活Ø手向着身体的动作比离开身体的动作灵活Ø手向前后的往复动作比向左右的往复动作速度快改改改改良良良良运动准确性运动准确性被试左、前、右共被试左、前、右共270°范围内七个方位，相邻方位相距范围内七个方位，相邻方位相距45 °每个方位又分每个方位又分为上、中、下三种位置，同样相邻位置为上、中、下三种位置，同样相邻位置相距相距45 ° 共20个测点，每个测点悬个测点，每个测点悬挂类似射击用靶子，被试遮掉视线后，在靶子上做盲目定位结果如上图所挂类似射击用靶子，被试遮掉视线后，在靶子上做盲目定位结果如上图所示，靶子上圆越小表示盲目定位的准确性越高示，靶子上圆越小表示盲目定位的准确性越高运动准确性运动准确性上上排排优优于于下下排排请请比比较较效效率率。