基于生理信号的感官刺激对疲劳影响的试验研究

摘要

疲劳对作业安全有严重的影响，不良的作业环境对感官产生刺激作用，易让人产生疲劳，而疲劳状态能够通过生理参数的变化直接客观地反应出来。其中，心电信号能有效地反映人体的疲劳状态，脑电信号被认为是检测疲劳的黄金指标。国内对研究环境因素减缓疲劳影响不多，且气味和声音作为缓解疲劳地有效措施，并没有深入研究其在减缓疲劳方面的作用。
　　本论文从人体的生理信号特征着手，选取作业环境中，常见的两种感官刺激因素，从嗅觉和听觉的角度，做了两个试验研究。利用MP150生理仪，记录在气味和音乐刺激下，疲劳人体生理信号特征的变化。用Origin8.0和Spss19.0对试验数据进行显著性和疲劳程度的分析。
　　从嗅觉的角度，通过心电信号和脑电信号的变化，研究2种嗅觉刺激气体（桉树精油和工业废水）对运动性疲劳的影响，并以静息组作对照进行了3组试验。结果表明：①不同的气味会对人体产生不同的影响。②植物精油对人体神经活动等有显著影响，精油对心电和脑电信号影响较大，对运动后心率和疲劳的恢复有较好的作用。桉树精油能更好的缓解运动性疲劳。
　　从听觉的角度，通过心率和心率变异性指标的变化，分析两种节拍的音乐（慢节拍音乐：60-100拍/min和快节拍音乐：120-160拍/min）对作业疲劳的影响，并以静息组作为对照组进行了三组试验。结果表明：①音乐对心率变化无较大的影响，对LF、HF影响较大。②短时间聆听慢节拍的音乐有助于心率的恢复。③音乐使LF的值降低，HF升高，增强HF兴奋性，缓解作业疲劳。
　　本研究试验结果显示：无论是嗅觉，还是听觉刺激，会因年龄、性别、工种、工龄、喜好等人属性因素不同，生理信号特征的发生变化。本研究的被试者均来自本校的学生和职工。因此，在以后的试验中，可以将人的因素更全面地考虑进去，设计有针对性的环境刺激因素，以期更好缓解疲劳。

目录

声明

致谢

1 绪论

1.1 研究的背景

1.2 研究的目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.4 主要研究内容

1.5 技术路线

1.6 本章小结

2 疲劳、生理信号、感官刺激三者的相关性

2.1 生理信号的相关理论知识

2.2 感官刺激相关理论知识

2.3 疲劳与生理信号的相关性

2.4 感官刺激与生理信号

2.5 感官刺激与疲劳

2.6 本章小结

3 试验设计与试验仪器

3.1 试验设计

3.2 试验仪器

3.3 生理信号的采集

3.4 本章小结

4 气味对运动性疲劳影响的试验研究

4.1 试验方法

4.2 试验过程

4.3 试验数据分析

4.4 讨论

4.5 结论

4.6 本章小结

5 音乐节拍对作业疲劳影响的试验研究

5.1 方法

5.2 试验过程

5.3 试验数据分析

5.4 讨论

5.5 结论

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录

附录A：疲劳调查问卷

附录B：音乐曲目的选取

附录C：气味对运动疲劳影响的试验研究原始数据

附录D：音乐节拍对作业疲劳影响试验研究数据

作者简历

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