基于人体疲劳的短时记忆变化研究
张西珠，薛延东，张 泓，马一航
（太原工业学院，山西 太原 030008）
[摘要] 针对人体疲劳对短时记忆力影响的问题，在不同条件下，设计不同的识读字母、字符以及变换色片等方案，利用人体疲劳时短时记忆力所表现出的记忆力混乱、出错率增加的表征量，采用控制变量法，分析在人体出现疲劳时对其出现识读混乱和错误的原因，提出人体在达到体力和脑力疲劳状态时，对有色光源、左右眼、作息制度、模拟环境、氧气浓度等多因素条件下的测试方案。得出人体在体力、脑力、不同环境下的最佳记忆力时间段的结论。旨在减少人体单调作业时，由于短时记忆差错而引发的事故；同时也为提高短时记忆效率提出建议。
[关键词] 疲劳；知觉；短时记忆力
短时记忆亦称工作记忆，是信息加工系统的关键和核心。陈辉等人研究表明，短时记忆容量与材料的性质有关；其通过对各年龄段的人对相同的汉字、图形、数字、位置等表征材料进行了测试研究，得出对被测者影响最大的为数字类短时记忆容量，其次是图形、汉字和位置[1]。而对长时间驾驶车辆、调度或控制中心的监控仪表、冲压或流水线等单调作业的工人常会出现不同程度的眼部疲劳。体力疲劳、视觉停留时间、视觉临界闪烁频率以及眨眼频率多因素相互影响和制约[2]。随着眼部测试时间增加或者眼部单调测试次数增加，眼部会出现疲劳从而影响人的记忆力[3]；因此，研究在单调作业时人眼短时记忆力达到疲劳的范围，提高短时记忆效率和改善作业环境、延缓疲劳出现的临界值有其重要的实际意义。
1 研究方法
1.1 研究对象
样本16名，男女各半，平均年龄为22岁。样本均没有进行过特殊记忆力训练，身体状况均健康。测试者视力值正常或者矫正后正常。男女各分一组。按组别接受在单因素条件、相同实验方法的测试。
1.2 实验仪器和材料
BD-Ⅱ-404A型速示仪一台。数字、单人旁汉字、名词性汉字、介词性汉字、生僻汉字、考研英语词汇中字母小写幻灯片六种各50张，总计300张；红、黄、蓝三种颜色塑料色片三片。
2 实验流程
环境条件方面，要求测试环境的照度范围符合阳光充足条件且安静、记录测试及被试者心率。调试仪器，使其位置与测试者正视方向水平，控制面板与被测试者对面桌边垂直且离高度为1米。电控快门的手控开关插入机箱面板的相应插孔处。接通电源，打开电源控制开关。置控制面板选择开关至“常开”位置后观察机箱屏幕出光是否正常；再取任一张幻灯片观察机箱屏幕出光是否正常。如有异常需重新调试，直到正常为止。
3 单因素试验方案的设计
从数字、拼音、单人旁汉字、名词性汉字、介词性汉字、生僻汉字、英文字符等，对人体疲劳时的短时记忆力错误率进行分析。
3）在成熟盆地和低勘探程度区配置大量资产。成熟盆地的资产基本属高质量勘探区块，例如巴西盐下深水、墨西哥湾深水、澳大利亚、圭亚那、巴布亚新几内亚、莫桑比克近海勘探区块等，主要分布在其核心区内。低勘探程度区块则在全球分布，主要位于欧洲的塞浦路斯、爱尔兰、罗马尼亚、非洲的赤道几内亚、毛里塔尼亚、刚果、南非以及亚洲马来西亚和俄罗斯等国家。
由于英文单词是多个字母组合而成的，人对不同字母的识别能力是不同的，所以对不同单词的识别能力也是不同的。当被试者在测试开始时遇到辨别度高的单词时，无论该单词出现几次，短时间内短时辨识能力不会有明显增加。
本地操作工具用于本地拷贝和擦除终端数据等。测试电脑在安装本地操作工具后，通过RS232串口直接与变压器终端相连。工作时采用指令/应答的方式，命令帧与应答帧一一对应，所有通讯通过打包的方式传递。利用LabVIEW中功能强大的VISA(vitual in strument software architecture)的各种模块实现数据的转移[4]。在用户名密码登陆成功后，可实现拷贝数据、擦除终端数据、配置连接端口以及设置报警阈值的功能。显示界面如图2。
4 结语
在测试英文大小写与人短时记忆力影响情况时发现，人的短时记忆力相对于英文字母小写更为敏感。在测试英文大写字母时，人的大脑中会不自觉的转换成英文小写字母，然后才能反馈出在短时间内所记忆的大写字母个数。原因是在学习过程中小写字母的使用频率远大于英文大写字母。大脑对英文小写字母敏感程度和识别能力远大于英文大写字母。也有可能是英文小写字母的符号形状相对于英文大写字母的符号形状来说识别能力更强；所以，这是人对英文小写字母短时间内识别能力比英文大写字母短时间内识别能力强的原因之一。
从汉字短时记忆折线图上可以看出，汉字常用字的折线图波动相对其他类型汉字的折线图最小，然后，依次为汉字介词、汉字单人旁、汉字言字旁、名词性汉字。常用汉字平时在日常生活中出现的频率和使用次数较多，所以人大脑对常用汉字更为敏感；在短时间内所能够记住和表达出来的汉字最多；而介词性质的汉字在汉字中所占种类较少，相对比较实用，所以人对这一类汉字会有较为敏感的识别能力。而相对于最常用的两种汉字偏旁：单人旁和言字旁，针对这两种类型的汉字，都为左右结构的汉字，相较于前两种汉字来说较为复杂，增加了大脑对汉字的识别困难度，降低了对汉字识别的敏感度。识别度最低的为名词性汉字，虽然所测名词性汉字均为生活中常见物品，但是由于其具有特定指向的汉字，所以大脑会对该类汉字下意识地增加确认能力，所以相对于其他汉字来说大脑敏感度最低。
商标权滥用的司法规制 ...........................................宋 健 10.33
测试者在测试汉字时需要有1～4次的适应时间，相比较英文与阿拉伯数字来说，测试者进入汉字的辨别状态时间更长。汉字是象形文字，从结构上和表意上都比英文和阿拉伯数字复杂，所以人脑识别不同的文字符号是需要一定的反应时间的。
人的短时记忆力处于波动状态之中；因此，在被试初期，人体会有一段比较稳定的变化阶段，但是当被试数量达到27次附近时会有明显的下降趋势，这可能是人开始进入疲劳阶段的一个表征；超过该极限点之后，人的短时记忆力测试折线呈明显的增长和下降。此时，人的眨眼频率和人的注意力都发生了明显变化：人的眨眼频率明显加强，人的注意力开始需要下意识地控制才能够集中。可以判定此时的人体已进入了一个疲劳的测试时期。
被试者无任何脑力、体力劳动，在舒适且环境适宜状态下对其进行短时记忆的测试。使用短时记忆测试的幻灯片，将速示时间设定为75 ms，倒计时提示被试者注意，实验人员按下控制开关的同时，被测试A依次记录下观察到幻灯片显示的数字，实验人员对使用过的幻灯片做好相应的记录。连续测试50张数字幻灯片为一组，分别记录被试A依次记录所显示数字的正确性。依此类推，更换常用汉字、考研英语词汇小写字母幻灯片、考研英语词汇字母大写幻灯片各50张，依次逐一测量。对测试数据信息进行对比的折线趋势分析。被试者分别以被试A、被试B、被试C等表示。
控制截面内力如表1所示。根据表1进行内力组合：1.0恒载+1.0移动荷载最大值;1.0恒载+1.0移动荷载最小值，设计安全等级取二级。
【参考文献】
[1] 陈辉.短时记忆容量的年龄特点和材料特点[J].天津师大学报，1988（4）：25-30.
[2] 陈俊，邵海鹏.驾驶人对交通标志视认的短时记忆衰减模型研究[J].西华大学学报（自然科学版），2010（6）：32-37，42.
[3] 张爱迪.人体疲劳测试器[J].电子报，2009（10）：32-33.
[中图分类号] B842.3
[文献标识码] C
[文章编号] 2096-1995(2019)24-0130-02
基金项目： 太原工业学院《安全人机工程学》应用性建设（编号：2018YJ68Y）。
作者简介：
张西珠（1966.4-），女，河北曲阳人，硕士研究生，研究方向：安全工程，教授；
薛延东（1996.8-)，男，山西孝义人，太原工业学院2016级本科在读，环境与安全工程系安全工程专业，研究方向：安全工程；
张泓（1998.8-），男，山西祁县人，太原工业学院2016级本科在读，环境与安全工程系安全工程专业，研究方向：安全工程；
马一航（1997.12-），男，回族，山西晋城人，太原工业学院2016级本科在读，环境与安全工程系安全工程专业，研究方向：安全工程。