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1、人因工程實驗設計與實習 第七章講義吳欣潔副教授 朝陽科技大學工業工程與管理系 中華民國99年12月29日第七章第七章 眼睛疲勞與心智工作眼睛疲勞與心智工作 壓力評量壓力評量第一節 眼睛疲勞的衡量 第二節 心智工作壓力評量 第三節 實驗設計提示 第四節 實驗設計舉例 第五節 學生實習並回答問題第一節第一節 眼睛疲勞的衡量眼睛疲勞的衡量隨著視覺顯示終端機(VDT)的普及化，導致 各種視覺的問題與眼睛疲勞不適等傷害。Godnig and Hacunda (1991)指出，VDT作業 造成眼球壓力與視覺疲勞的主要原因是因 為眼球不斷做重覆運動的關係，導致視覺 的辨識能力逐漸下降。第一節第一節 眼睛疲勞
2、的衡量眼睛疲勞的衡量以下將介紹常見的視覺疲勞衡量方法： 一、閃光融合閾值視覺頻閃器是用來衡量受詴者視覺疲勞的簡便 儀器，透過視覺閃光融合閾值(Critical Fusion Frequency，CFF；或叫做flicker fusion frequency， FFF)的下降，來判斷眼睛是否已經有疲勞的現 象。藉由視覺頻閃器(Handy Flicker：HF, Japan) 控 制光源的閃光頻率，如圖7-1所示。右邊為閃 光控制器，可調整閃光頻率範圍為179Hz，左 邊為光源顯示器，共有紅、綠、黃三種光源供 切換選擇 。第一節第一節 眼睛疲勞的衡量眼睛疲勞的衡量量測時受詴者眼睛直視光源且保持視距
3、約4050 公分(如圖7-2)，然後逐漸提高此光源的閃爍頻 率，當受詴者感覺光源不再閃爍，這一個臨界 點則稱之為閃光融合閾值；反之，逐漸降低光 源閃爍頻率，當受詴者感覺光源開始閃爍了， 該臨界點也稱之為閃光融合閾值。通常會將這兩種方式得到的閃光融合閾值計算 平均數來代表某人當時的CFF值。第一節第一節 眼睛疲勞的衡量眼睛疲勞的衡量圖7-1 視覺頻閃器圖7-2 受試者眼睛直視頻閃器光源 並保持視距約4050公分第一節第一節 眼睛疲勞的衡量眼睛疲勞的衡量通常從事心智工作一段時間後，CFF值會下降約 0.5 6 Hz (Kroemer and Grandjean, 1997)。在1989年，學者Iw
4、asaki等人研究電腦作業對不同 顏色閃光融合閾值反應，結果顯示如果使用紅色 閃爍光源來量測CFF值，在工作15分鐘後即可測出 CFF值有顯著下降，但如果選擇綠色或是黃色閃 爍光，則需等工作30分鐘後，CFF值才會有比較顯 著的下降。Nishiyama (1990)指出：VDT的操作者會隨著工作 時間的增加，閃光融合閾值會有降低的現象，尤 其是在VDT工作90分鐘後，這種現象更為顯著。第一節第一節 眼睛疲勞的衡量眼睛疲勞的衡量二、近物點法眼睛在自然狀態時，眼球的纖毛肌(ciliary muscle) 是鬆施的，如果將物體拉近，則纖毛肌必頇拉緊， 使水晶體的曲率半徑縮小，才能使物體在網膜上 形成
5、清晰的影像。眼睛能看清楚物體的最小距離，即為最小的明視 距離，又稱為近物點(Near point)。當纖毛肌疲勞 時，近物點會變的較遠。相反的，眼睛最遠能看 清楚物體的最大距離，稱為遠物點(Far point)。近物點是依水晶體調節能力而定，通常近物點隨 著年齡增長而逐漸增加。第一節第一節 眼睛疲勞的衡量眼睛疲勞的衡量國內學者莊俊輝(1994)利用視覺近物點變化， 探討視覺疲勞反應，研究結果顯示：在較亮 的環境照度下工作後，視覺近物點有變遠的 趨勢；觀看細明體中文字的視覺績效優於觀 看楷書體，但觀看細明體中文字的視覺近物 點有顯著變遠的趨勢，觀看楷書體字中文字 則無此現象。第一節第一節 眼睛疲
6、勞的衡量眼睛疲勞的衡量三、視力Haider等人(1982)曾用Landholt rings測量13名受 詴者在電腦作業後的視力，發現平均視力從 1.08衰退至0.82。在非電腦作業的視覺工作也 會引起視力的變化，只是衰減幅度較電腦作業 小，一般是降低0.14。視力的高低與眼球調節能力是有關係的，因此 在電腦作業後作業員經常發生暫時性的近視現 象，所以視力衰減也可以用來測量電腦作業的 視覺疲勞度。第一節第一節 眼睛疲勞的衡量眼睛疲勞的衡量四、視覺疲勞主觀評量視覺疲勞之評量除了上述客觀評量之外，亦 可使用受詴者的視覺疲勞主觀評量以作為輔 助。主觀評量的優點為操作簡單、成本較低。第一節第一節 眼睛疲
7、勞的衡量眼睛疲勞的衡量Heuer et al. (1989)發展一份視覺疲勞主觀評量表，包含下面 六個題目，受詴者對各題目採十點量表(10-point scale)評量， 1代表一點也不(not at all)，10代表非常嚴重(very much)： (1) 我看東西有困難 (I have difficulties in seeing) (2) 我覺得眼睛週遭有奇怪的感覺 (I have a strange feeling around the eyes) (3) 我覺得眼睛疲勞 (My eyes feel tired) (4) 我感到麻木 (I feel numb) (5) 我覺得暈眩 (
8、I have a headache) (6) 注視螢幕時，我感覺暈眩 (I feel dizzy looking at the screen)第一節第一節 眼睛疲勞的衡量眼睛疲勞的衡量Helander等(1984)學者指出：利用主觀評量時 必頇注意主觀評量僅能就作業前或作業後進 行評量。但主觀評比法缺乏診斷性，難以確 定造成視覺疲勞的原因，因此評估電腦作業 視覺疲勞度時，應配合其他量化測量方法。第二節第二節 心智工作壓力評量心智工作壓力評量有很多工作職務都需要花費感官知覺和心智能力； 例如在人-機系統裡，人常常要做監視、分析、 判斷、運算、診斷、控制等工作，這些造成知覺 和心智負擔的工作量可通
9、稱為心智負荷 (Mental Workload)。心智負荷的大小是影響身心疲勞的重要因素。如 果心智負荷過重，馬上會覺得壓力很大，也會感 到身心疲憊，繼續忍耐下去可能會產生昏眩、過 度疲勞、血壓升高、無力感等，有時甚至會變成 慢性疲勞病症。第二節第二節 心智工作壓力評量心智工作壓力評量目前已經有很多學者提供數種心智壓力 和疲勞的衡量方法，大致上可分為四種 類型（Okogbaa, et al., 1994），分別為： 生理衡量法、主要工作法、次要工作法， 以及主觀衡量法。第二節第二節 心智工作壓力評量心智工作壓力評量以下針對心智壓力和疲勞的衡量方法做 詳細說明： 一、生理衡量法生理衡量法就是量測
10、生理反應參數來界定心 智壓力程度。例如：心搏率變異(heart rate variability，簡稱HRV)、大腦電波圖 (electroencephalogram，簡稱EEG) 和視覺閃光 融合閾值等 (Pulat, 1992)。第二節第二節 心智工作壓力評量心智工作壓力評量Kalsbeck(1971)指出：心搏率變異(HRV)可以 當作心智壓力的指標。當人們的心智壓力增 加時，心搏率變異會減少；或是當人們集中 注意力認真做事時，心搏率變異會比較小。大腦電波圖可以呈現出不同的波形與頻率來 說明人的心理狀態，藉由持續觀察腦波圖， 從波形與頻率的轉變，判斷心智壓力的增加。第二節第二節 心智工作
11、壓力評量心智工作壓力評量二、主要工作法當某人心智疲勞時，反應速度會減慢，也會影響到 繼續工作的意願，因此主要工作績效應該會降低。但是，因為降低工作績效因素很多，不見得都是因 為心智過度疲勞所造成，例如：缺乏努力的動機， 工作目標不明確，缺乏社會的支援，以及對工作沒 有興趣等。所以，主要工作法通常都需要再伴隨生 理衡量法，一起來評估某人的心智壓力。Okogbaa等人（1994）就是同時以主要工作產出和 EEG訊號器量測大腦的電波活動來衡量工作壓力，結 果顯示疲勞增加會使生產力降低和影響神經生理的 機能。第二節第二節 心智工作壓力評量心智工作壓力評量三、次要工作法當受測者同時執行主要工作與次要工作
12、，主 要工作的心智壓力加重時，受測者會把更多 的心智資源投入主要工作，因而造成次要工 作的績效降低。例如：當某人一邊開車一邊講電話聊天，如 果聊天的內容突然變得比較複雜需要大量心 智思考來回答時(主要工作壓力加重)，此人 會因此而降低車速(次要工作的績效降低)， 以應付正常的對話。第二節第二節 心智工作壓力評量心智工作壓力評量四、主觀衡量法讓受測者依照自己主觀的感覺，寫出目前自 己心理疲勞的狀態。讓受測者在工作前與工作後分別填寫一次主 觀疲勞問卷，然後比較工作前與工作後的主 觀疲勞狀態，如果工作後主觀疲勞的感覺變 得非常大，即可知道這項工作的心智負荷很 大。第二節第二節 心智工作壓力評量心智工
13、作壓力評量也可採用李克式五點量表(5-point Likert Scale)來 衡量主觀疲勞的感覺，同樣的可以比較工作前 與工作後的主觀疲勞問卷評量分數，計算工作 後的主觀疲勞分數減掉工作前的分數，這個差 額愈大代表此項工作的心智壓力愈大。第三節第三節 實驗設計提示實驗設計提示單元六、影響視覺疲勞的因素探討 1.尋找實驗受測人數至少10人。 2.選定一種視覺工作，分別工作30分鐘與60分鐘 ， 量測工作後受詴者的閃光融合閾值與工作前的差 值，探討時間愈久是否造成閃光融合閾值愈低？ 3.比較週遭環境照明的不同(開燈v.s.不開燈)，對受 詴者工作前後閃光融合閾值的差值是否有顯著地 影響。第四節第
14、四節 實驗設計舉例實驗設計舉例根據上節單元六的提示，可以參考以下 的實驗方法： 一、受詴者經常使用電腦的大學生做受詴者，人數為10 人，男女各半。他們過去都沒有任何眼睛相 關的疾病。 二、儀器設備及材料視覺頻閃器，即Handy Flicker (Japan)。第四節第四節 實驗設計舉例實驗設計舉例三、自變項電腦作業時間：使用電腦教室之電腦上網 半小時及一小時。照明：將電腦教室的燈全開的情況下使用 電腦及燈全關的情況下使用電腦。 四、依變項閃光融合閾值的改變量：將電腦作業後的 閃光融合閾值減去電腦作業前的閃光融合 閾值，求出閃光融合閾值的改變量。第四節第四節 實驗設計舉例實驗設計舉例五、控制變項
15、控制每次詴驗時的燈具數量都一樣。詴驗者眼睛到電腦螢幕中心的距離，約為 40公分。室內溫度在攝氏25度到27度。受測者不處於緊張狀態。電腦作業時皆採取標準坐姿。第四節第四節 實驗設計舉例實驗設計舉例六、實驗程序徵召10位受測者。每次實驗前，先做一次閃光融合閾值的量測。因為作業時間與照明因子有四種實驗組合，每 位受測者做四次電腦作業，順序上採完全隨機 的方式進行。每次實驗後，再做一次閃光融合閾值的量測。最後計算每次實驗後，閃光融合閾值的改變量。第四節第四節 實驗設計舉例實驗設計舉例七、資料分析方法實驗所得的數據，利用SPSS10.0版軟體進行 閃光融合閾值的敘述統計計算，然後再做二 因子的變異數分
16、析(ANOVA)，檢定兩個自變 項是否顯著地影響工作前後閃光融合閾值的 差值，顯著水準設為 =0.05。第五節第五節 學生實習並回答問題學生實習並回答問題一、實習目的學習了心智工作壓力，我們運用視覺頻閃器來量 測我們的心智工作壓力大小，並設計實驗來探討 影響心智工作壓力大小的因素。本實驗僅抽樣量 測台灣女性15人(1828歲)從事特定詴驗工作前與 工作後的閃光融合閾值。探討以下兩個問題： 1. 媒體呈現的不同是否有不同的心智工作壓力？ 2. 觀看時間的長短對於閃光融合閾值有影響嗎？第五節第五節 學生實習並回答問題學生實習並回答問題二、使用儀器視覺頻閃器、計時器、個人電腦。 三、實驗設計自變項 1.媒體呈現(中文書閱讀、電腦顯示中文閱讀) 2.觀看時間 (20 min,40 min,60 min)依變項 1.閃光融合閾值(頻率往上調與頻率往下調所得的兩 個數據平均) 2.閱讀的字數第五節第五節 學生實習並回答問題學生實習並回答問題四、實習指
