Симулятор болезни - Simulator sickness

Симулятор болезни это подмножество морская болезнь что обычно испытывают летчики самолетов которые проходят обучение в течение длительного периода времени в авиасимуляторы. Из-за пространственных ограничений, наложенных на эти симуляторы, воспринимаемые несоответствия между движением симулятора и движением транспортного средства могут возникать и приводить к болезни симулятора. Это во многом похоже на укачивание, но возникает в смоделированные среды и может быть вызван без реального движения. Симптомы болезни на тренажере включают дискомфорт, апатию, сонливость, дезориентацию, утомляемость и тошноту. Эти симптомы могут снизить эффективность симуляторов при летной подготовке и привести к систематическим последствиям, таким как сокращение использования тренажера, нарушение условий обучения, безопасность на земле и безопасность полета. Пилоты с меньшей вероятностью захотят повторить опыт на симуляторе, если они страдают от болезни симулятора, и, следовательно, могут уменьшить количество потенциальных пользователей. Это также может поставить под угрозу обучение двумя критически важными для безопасности способами:

  1. Это может отвлечь пилота во время тренировок.
  2. Это может заставить пилота принять определенные контрпродуктивные действия, чтобы предотвратить возникновение симптомов.

Болезнь на симуляторе также может иметь последствия после тренировки, которые могут поставить под угрозу безопасность после сеанса на симуляторе, например, когда пилоты уезжают от объекта или летят, испытывая симптомы болезни на симуляторе.

Происхождение

Хотя пилотируемый человеком авиация Существует с начала 20-го века, болезнь симулятора не возникала как проблема для пилотов до гораздо позже, когда были созданы первые симуляторы с фиксированной базой.[1] Bell Aircraft Corporation создали вертолетный тренажер для ВМФ в 1950-х годах, и было обнаружено, что «большое количество наблюдателей (в основном пилоты вертолетов) испытывали некоторую степень головокружения во время этих демонстраций». Психологи ВМС провели дополнительное исследование пилотов, которые участвовали в этих упражнениях на тренажере, и обнаружили, что 28 из 36 респондентов, опрошенных в ходе их оценок, испытали болезнь. Кроме того, психологи выяснили, что опытные летные инструкторы оказались наиболее восприимчивыми. Фактически, 60% инструкторов сообщили о симптомах болезни на тренажере по сравнению только с 12% студентов. «СС обычно происходило в первые десять минут тренировки и часто длилось несколько часов после нее».[1]

Существуют две основные теории о причинах симуляционной болезни.[1] Первая - теория сенсорного конфликта. Образцы оптического потока, созданные в виртуальные среды обычно побуждает восприятие собственного движения (т.е. движение ). Теория сенсорного конфликта утверждает, что, когда это восприятие самодвижения не подтверждается инерционными силами, передаваемыми через вестибулярный аппарат, симуляторная болезнь может возникнуть. Таким образом, теория сенсорного конфликта предсказывает, что согласование визуальных и вестибулярных входов может снизить вероятность заболевания симулятора у пользователей.[1] Кроме того, согласно этой теории, люди, у которых отсутствует функционирующий вестибулярный компонент нервная система не должен показывать тошноту на тренажере или укачивание.

Вторая теория симуляционной болезни определяет постуральная нестабильность как детерминант симуляционной болезни. Эта теория отмечает, что ситуации, вызывающие недомогание в симуляторе, больше характеризуются их незнакомостью с участником, чем степенью сенсорного конфликта; Например, морская болезнь Для многих это временная проблема, которую можно решить с опытом пребывания на корабле. Таким образом, предполагается, что новизна сигналов движения ведет к неспособности поддерживать контроль позы, и это отсутствие контроля вызывает болезнь симулятора до тех пор, пока участник не адаптируется. Ключевые атрибуты здесь включают обозначение того, что движения, вызывающие тошноту симулятора, находятся в тошнотворном низкочастотном диапазоне, который перекрывается с частотой движения внутри человеческого тела, поскольку он поддерживает контроль над своей позой. Эксперименты измерили маркеры начала постуральной нестабильности и обнаружили, что она предшествует появлению признаков и симптомов симуляционной болезни.[2]В настоящее время можно с уверенностью сказать, что обе - и ни одна - из этих теорий еще не подходят для полного объяснения и предсказания болезни на симуляторе. Хотя ясно, на какие типы пилотов он влияет, и как теория сенсорного конфликта, так и теория постуральной нестабильности связывают его возникновение с определенными физиологическими конфликтами, ни одной теории недостаточно, чтобы предсказать, почему эти конкретные конфликты (зрение или вестибулярное с одной стороны, поза по сравнению с контролем над другим) вызывают у субъекта болезнь. Дополнительные возможности для выявления укачивания в целом (включая болезнь на симуляторе) включают дестабилизацию взгляда, которая нарушается, если вестибулоокулярный рефлекс усиление нервной системы изменяется, движущиеся паттерны[3] зрительных стимулов и движений, стимулирующих отолиты и полукружные каналы из внутреннее ухо. Неясно, встречаются ли эти стимулы в значительных количествах на тренажере, чтобы вызвать болезнь у опытных пилотов. Однако, поскольку лабораторные исследования показали удаление вестибулярных проекционных зон мозжечок (у лабораторных животных), что приводит к невосприимчивости к укачиванию, почти наверняка первая из этих теорий является наиболее многообещающей в отношении исследования прямых физиологических причин этого явления.[4]

Эффект опыта в реальной и смоделированной среде

Хотя любой может испытать болезнь на тренажере, учится в авиасимуляторы обнаружили корреляцию между появлением симптомов и опытом полета пилота. Исследования, проведенные независимо ВМС США, Береговая охрана США, и Армия Соединенных Штатов в течение 1980-х годов все пришли к одному и тому же выводу: чем выше опыт пилота, тем выше вероятность появления симптомов болезни во время симуляционных тренировок.

В 1989 году армия США выпустила отчет с подробным описанием результатов исследования болезни симулятора в UH-60 Блэкхок тренажеры, подтверждающие высказанную гипотезу.[5] В отчете также было обнаружено, что более длительные периоды между сеансами обучения имитации полета привели к большей вероятности появления пагубных симптомов. Исследования показывают, что это естественный способ адаптации организма к этим системам. Тела опытных пилотов адаптировались к различным типам движения, испытываемым в реальных условиях полета. При помещении в симулятор полета визуальные и другие стимулы заставляют их тела ожидать тех же движений, что и в реальных условиях полета. Но их тела вместо этого испытывают несовершенное движение симулятора, что приводит к болезни. Аналогичная ситуация может возникнуть для пилотов, у которых есть большие перерывы между использованием симулятора. Во время симуляционной тренировки тело в конечном итоге адаптируется к окружающей среде, чтобы уменьшить последствия болезни на симуляторе. Однако, если проводить длительные периоды времени вне симулятора, организм не может адекватно адаптироваться, и симптомы появятся снова.[5]Часто адаптация - это единственное наиболее эффективное решение симуляционной болезни. Для большинства людей адаптация может произойти всего за несколько сеансов, и лишь небольшая часть людей (3-5 процентов) никогда не сможет адаптироваться. Эта адаптация происходит в психика человека с многократными контролируемыми воздействиями без каких-либо изменений в симуляторе. Посредством возрастающих воздействий, регулярно распределенных в течение серии дней, адаптация может происходить быстрее, чем при резком всеобъемлющем воздействии. Однако после адаптации к новой среде движения симулятора симптомы болезни симулятора могут повториться при возвращении в прежнюю среду. По этой причине болезнь симулятора обычно называют феноменом болезни дезадаптации из-за непрерывного конфликта между текущими и прошлыми условиями окружающей среды.[1] Во время летной подготовки это явление может быть проблемой безопасности, поскольку оно может привести к укачиванию, затрудняющему работу пилота на реальном самолете после тренировки на имитаторе полета.

Измерение

Опросный лист на симуляторе (SSQ) в настоящее время является стандартом для измерения заболеваемости на симуляторе. SSQ был разработан на основе 1119 пар баллов до и после воздействия на основе данных, которые были собраны и сообщены ранее.[6][7] Эти данные были собраны на 10 авиасимуляторах ВМС, представляющих оба с неподвижным крылом и винтокрылый самолет. Были выбраны оба симулятора. 6 степеней свободы подвижные и неподвижные модели, а также представлены различные технологии визуального отображения. SSQ был разработан и подтвержден данными пилотов, которые сообщили на тренажёре, что они здоровы и в хорошей форме. SSQ представляет собой контрольный список симптомов для самоотчета. Он включает 16 симптомов, связанных с симуляционной болезнью. Участники указывают степень тяжести 16 симптомов, которые они испытывают в настоящее время. Для каждого из 16 симптомов существует четыре степени тяжести (отсутствие, легкая, умеренная, тяжелая). SSQ предоставляет оценку общей степени тяжести, а также баллы по трем субшкалам (тошнота, глазодвигательная активность и дезориентация). Общая оценка серьезности - это сумма, составленная из трех подшкал. Это лучшая единичная мера, поскольку она дает указатель общих симптомов. Три подшкалы предоставляют диагностическую информацию о конкретных категориях симптомов:

Три подшкалы не ортогональны друг другу. Все они имеют общий фактор. Тем не менее, субшкалы предоставляют различную информацию об ощущении участниками симптомов и полезны для определения конкретной модели дискомфорта, создаваемой данным симулятором. Все оценки имеют естественный ноль (отсутствие симптомов) в качестве самого низкого уровня и увеличиваются с увеличением количества зарегистрированных симптомов.[4]

В некоторых случаях опросник для оценки укачивания (MSAQ) также использовался для оценки болезни на тренажере, несмотря на то, что он был сосредоточен на укачивании.[8]

использованная литература

  1. ^ а б c d е Джонсон, Дэвид. «Введение и обзор исследований болезни на тренажерах» (PDF). Отчет об исследовании 1832 г.. Исследовательский институт поведенческих и социальных наук армии США. Получено 14 апреля 2014.
  2. ^ Stoffregen, T.A .; Hettinger, L.J .; Haas, M.W .; Roe, M.M .; Смарт, L.J. (2000). «Постуральная нестабильность и двигательная болезнь в стационарном имитаторе полета». Человеческие факторы. 42 (3): 458–469. Дои:10.1518/001872000779698097. PMID  11132807.
  3. ^ «Борьба с VR-недомоганием: развенчание мифов и изучение того, что действительно работает». ARVI игры.
  4. ^ а б Джеймс Р. Лакнер, Морская болезнь, http://www.brandeis.edu/graybiel/publications/docs/190_ms_encns.pdf. Проверено 14 апреля 2014 года.
  5. ^ а б Гауэр, Д.В. (1989). Симулятор болезни в имитаторе полета UH-60 (Black Hawk)), Отчет USAARL № 89-25 (PDF). Лаборатория аэромедицинских исследований армии США.
  6. ^ Beltzley, D.R .; Kennedy, R.S .; Berbaum, K.S .; Lilienthal, M.G .; Гауэр, Д.В. (1989). «Динамика симптомов болезни на имитаторе после полета». Авиация, космос и экологическая медицина. 60: 1043–1048.
  7. ^ Kennedy, R.S .; Lane, N.E .; Berbaum, K.S .; Лилиенталь, М. (1993). «Анкета о болезни на симуляторе: усовершенствованный метод количественной оценки болезни на симуляторе». Международный журнал авиационной психологии. 3 (3): 203–220. Дои:10.1207 / s15327108ijap0303_3.
  8. ^ Brooks, Johnell O .; Гуденаф, Ричард Р .; Crisler, Мэтью С .; Klein, Nathan D .; Аллея, Ребекка Л .; Koon, Beatrice L .; Логан, Уильям С .; Огл, Дженнифер Х .; Tyrrell, Ричард А .; Уиллс, Ребекка Ф. (01.05.2010). «Симулятор тошноты во время обучения симуляции вождения». Анализ и предотвращение несчастных случаев. 42 (3): 788–796. Дои:10.1016 / j.aap.2009.04.013. ISSN  0001-4575. PMID  20380904.