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复杂人机紧耦合系统人因安全基本科学问题
陈善广;张宜静;李志忠;葛列众;王春慧;“四特”(特殊环境、特殊任务、特殊装备和特殊人员)条件下的复杂人机紧耦合系统因其人在环、人机交互频繁、人机相互影响大等特征,使人因相关的安全风险突出且具有典型性。本文结合文献分析、事故案例调研和工程实践总结,阐述了复杂人机紧耦合系统的特征,明确了人因安全的基本定义,包括研究对象、内容和方法,并从系统研制全生命周期的视角提出了人因安全问题的系统性分析框架,进而提出了人因安全相关假说和基本科学问题。
长期空间飞行对人速度感知特性的影响
王笃明;张欣琦;田雨;宋晓蕾;葛贤亮;王立东;赵瑞;孙宗晓;王春慧;目的 准确的速度感知对于人控交会对接、空间机械臂遥操作等任务的完成至关重要,因此,有必要开展在轨实验探究长期空间飞行对人速度感知特性的影响。方法 选取碰撞时间估计范式(TTC范式)开发实验软件,使用平板电脑进行刺激呈现,通过受试者在键盘上的按键反应数据来评估人的速度感知特性。通过地基实验,探究范式的可用性、可靠性,并量化分析重力内模型效应;通过空间站任务在轨实验,进一步考察长期空间飞行对人速度感知特性的影响。结果 在地面1G环境下,TTC范式具有高重测信度(r>0.8),且平均偏差率、平均偏差率绝对值无练习效应。此外,地面实验发现相对于竖直向上的运动,竖直向下的运动被估计得更快(即按键时间提前),提示存在重力内模型效应。在空间飞行微重力环境下,平均偏差率、平均偏差率绝对值在3个阶段(飞行前、中、后)、7次测试间差异均不显著,表明在现有测试时间点及测试范式中未发现航天员速度感知能力的明显变化。然而,重力内模型效应(竖直向下与竖直向上的差异)在航天员入轨初期有消退的趋势。结论 基于计算机屏幕的TTC估计范式,未发现长期空间飞行中人速度感知能力的显著变化,但微重力可能会减弱人脑重力内模型。
眼球运动对特发性颅高压视神经蛛网膜下腔的影响
傅楹迪;谢媛;邵雅琪;王宁利;目的 选取特发性颅高压患者作为航天飞行相关神经-眼部综合征的地面模型进行眼动操干预实验,探索眼球运动是否具有减小视神经蛛网膜下腔的作用。方法 对符合纳入标准的23名特发性颅高压患者进行病史采集,收集全身基本情况数据,包括年龄、身高、体重、血压,并进行基线数据采集,包括眼压(卧位)及经眶B超视神经鞘复合体图像采集。然后对受试者进行眼动操干预,并在干预后10 min、30 min及3 d后再次测量眼压(卧位),进行经眶B超视神经鞘复合体图像采集。结果 纳入的23名受试者平均年龄(29.58±11.25)岁,平均体重指数为(28.56±6.3)kg/m~2,平均腰穿脑脊液压力为(310.25±20.78)mm H_2O。受试者在眼动操干预前及干预后各时间点眼压无明显改变(P=1.000);球后3 mm及5 mm处视神经直径无明显改变(P=1.000)。球后5 mm处视神经鞘直径、球后3 mm及5 mm处视神经蛛网膜下腔宽度及球后3~5 mm视神经蛛网膜下腔面积在进行10 min眼动操及30 min眼动操后减小,进行3 d眼动操后回到基线水平,各时间点比较差异具有显著性(P <0.05);与基线值相比,进行30 min眼动操后球后5 mm处视神经鞘直径减小0.33 mm[95%CI(0.034,0.624),P=0.02],球后3 mm及5 mm处视神经蛛网膜下腔宽度分别减小0.2 mm[95%CI(-0.037,0.452),P=0.034]、0.29 mm[95%CI(-0.265,0.344),P=0.01],球后3~5 mm视神经蛛网膜下腔面积减小0.21 mm~2[95%CI(0.155,0.762),P=0.02]。结论 本研究初步提出了一种可以使球后视神经蛛网膜下腔间隙减小的眼球运动方法(眼动操),包括眼球运动的方向、时间、节奏及频率,发现通过一定时间有规律的眼球运动可以使视神经鞘发生形变,挤压球后视神经蛛网膜下腔,并使其间隙变窄,随着眼动操运动时间、次数增加,视神经蛛网膜下腔宽度或面积减小的幅度增大,但眼动操不能长时间维持视神经鞘的形变量,一定时间之后,视神经鞘间隙恢复到基线水平。
空间废水生物处理试验系统的构建与性能研究
张良长;樊浩楠;杨京松;毛瑞鑫;陈琳;李英斌;目的 针对废水生物处理技术应用于空间条件下的瓶颈问题,构建空间废水生物处理试验系统并考察试验系统生化性能,为空间废水生物处理提供技术支撑。方法 构建基于膜曝气生物膜反应器(MABR)工艺的空间废水生物处理试验系统,并通过77 d连续流试验,研究聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯(PP)膜组件处理模拟空气冷凝水的生化性能。结果 两个膜组件平均总有机碳(TOC)去除率均能维持在90%以上,具备良好的有机物去除能力;空气源供氧模式下氨氧化能力较低,而在氧气源无泡供氧模式下,能同步获得90%以上的氨氧化率和总氮去除率,表现出良好的同步硝化和反硝化性能;PP膜组件中氮素转化功能菌群丰度高于PVDF膜组件,具备更优的氮素转化性能。结论 废水生物处理试验系统能较好地适应空气冷凝水的处理,为空间废水处理提供了新的技术途径。
关于本刊伦理审查的相关要求
<正>根据《世界医学协会赫尔辛基宣言》和我国《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》《中华人民共和国实验动物管理条例(修订草案征求意见稿)》的相关原则,对本刊所有来稿作以下要求:一、凡是涉及人的生物医学研究,都需要获得志愿者、患者或家属的知情同意,并通过伦理委员会审批及进行临床试验注册,并在文章中注明“本研究已通过XX单位伦理委员会审批(伦理审查批准文号:XXXXXX)”。二、凡是动物实验研究,必须符合我国实验动物管理和使用相关规定(需提供实验动物许可证号和合格证号),并经由所在单位或相关部门动物伦理委员会审批及进行临床试验注册(需提供动物实验伦理审批文号)。