第5章虚拟现实仿真条件下体力作业的生理工效学评价研究

下载后可任意编辑第 5 章 虚拟现实仿真条件下体力作业的生理工效学评价讨论将虚拟现实仿真与工效学评价相结合用于产品设计过程中可以提高设计效率，降低设计成本和减少设计时间。根据相关讨论的综述可知，使用虚拟现实仿真条件下的工效学评价结果对新设计进行评价具有重要的预测和参考意义，便于及早发现设计中的工效学问题并加以改正。假如虚拟现实仿真能够提供与真实世界百分之百相同的临境感的话，那么通过虚拟现实仿真进行工效学评价获得的结果应该与在真实环境中工效学评价的结果完全相同。但是，由于技术和成本的限制，向使用者提供与真实世界完全相同的临境感是不可能的。因此，基于提供一定程度临境感的虚拟现实仿真进行工效学评价，讨论虚拟环境中测量所得结果与真实环境中测量结果之间关系，即讨论基于虚拟现实仿真工效学评价方法的可行性与有效性，对使用虚拟现实仿真进行工效学评价非常重要，也更具有普遍意义。5.1实验目的与讨论思路为了讨论这个问题，在本文讨论中使用第 3 章中介绍的虚拟现实仿真实验平台来仿真手工装配操作，通过动作跟踪系统来跟踪被试的全身动作，使用数字头盔向被试显示虚拟场景和提供视觉反馈。被试在真实环境和虚拟仿真环境中分别完成相同操作，通过对比在虚拟环境和真实环境中的评价结果，来分析两者之间的差异与联系，进而验证基于虚拟现实仿真的工效学评价方法的有效性。为了找出实验设计以及流程中可能存在的问题，并且确定合理的被试人数，在开始正式实验之前首先选取 5 名被试进行了预实验。根据 5 名被试工效学指标测量结果，使用功效分析（Power analysis）方法确定了本实验的被试为 30 人（不包含预实验中 5 名被试）。在修正了预实验中发现的问题之后，确定了正式实验的讨论思路和步骤。实验的讨论思路与步骤如图 5.1 所示。其中，被试首先需要阅读实验指导说明，明确实验内容，并且实验人员应该告知被试实验目的，让被试阅读并签署知情同意书。考虑到假如被试对实验设备使用不熟练可能会对实验结果产生干扰，因此被试需要在经过培训并且能够熟练使用设备时才开始正式实验。下载后可任意编辑图 5.1 虚拟现实仿真条件下体力作业的生理工效学评价的讨论思路另外，为了消除实验环境顺序对实验结果的影响，在开始实验前通过抽签随机确定被试实验环境顺序。如图 5.1 中所示，一半被试先完成真实环境中的实验然后再完成虚拟环境中的实验（如虚线所示），而另一半被试的实验环境顺序...