После космических полетов астронавты могут страдать от расстройств вестибулярного аппарата. Это так называемые сенсомоторные нарушения, и ученые узнали, как их выявлять с помощью дополненной реальности.
Восстановление сенсомоторных нарушений астронавтов
Команда под руководством Университета Мичигана, включая исследователей из Лаборатории биоастронавтики Университета Колорадо в Боулдере и Лаборатории неврологии NASA в Космическом центре имени Джонсона, разработала комплекс задач в дополненной реальности для выявления и коррекции проблем с вестибюлярным аппаратом, известных как сенсомоторные нарушения.
Результаты, опубликованные в журнале Aerospace Medicine and Human Performance, могут помочь в принятии операционных решений во время полетов, определяя, когда астронавты способны выполнять задачи, требующие полной координации, например, пилотировать летательные аппараты или управлять другими сложными системами.
Полевые испытания для оценки сенсомоторных нарушений уже проводились после возвращения членов экипажа Международной космической станции на Землю. Большинство членов экипажа полностью восстановили способность выполнять тесты на вестибулярную координацию в течение двух-четырех дней после приземления. Однако во время восстановления астронавты получали интенсивное лечение от специалистов по силовым упражнениям, кондиционированию и реабилитации.
Во время гравитационных переходов к местам назначения за пределами Земли астронавтам понадобится метод тестирования восстановления в ограниченном пространстве космического корабля без помощи экспертов. При переходе от микрогравитации космического корабля к гравитационной среде Луны или Марса астронавты испытывают дефицит перцептивных и моторных функций. Вестибулярная система внутреннего уха, которая определяет положение и движение головы, должна приспособиться к новым гравитационным сигналам.
Дополненная реальность
Исследовательская группа разработала задание по координации движений рук и глаз через очки дополненной реальности как легкое и компактное решение. Этот формат обеспечивает отслеживание движений рук и глаз, позволяя пользователям видеть физическое окружение вместе с компьютерной перцептивной информацией.
Дополненная реальность облегчает разработку индивидуальных оценок, адаптируя функциональные задачи к требованиям миссии или индивидуальным потребностям экипажа. Используя встроенные датчики, эти оценки на основе дополненной реальности отслеживают и анализируют зрительно-моторную координацию астронавтов, кинематику головы и показатели эффективности выполнения конкретных задач, предлагая ценную информацию об их сенсомоторных способностях.
«Данные оценок на основе дополненной реальности позволяют предоставлять целевую обратную связь и создавать персонализированные программы реабилитации или контрмеры», — сказала Ханна Вайс, соавтор статьи и выпускница докторантуры Мичиганского университета.
Задание на зрительно-моторную координацию содержит 16 мишеней, адаптированных к установленному стандарту взаимодействия человека с компьютером — голографически спроектированных в физическом пространстве пользователя и расположенных в равноудаленном круговом массиве. Цель состоит в том, чтобы как можно быстрее и точнее касаться мишеней в заранее определенной последовательности.
Испытание вестибулярного аппарата
Чтобы проверить влияние вестибулярных нарушений на выполнение этой задачи, исследователи применили электрическую стимуляцию к сосцевидным отросткам участников исследования, чтобы нарушить их ощущение движения. Учитывая раскачивание участников, полученное нарушение вестибулярного аппарата имитировало вестибулярную дезориентацию, которую астронавты испытывали бы через несколько часов после полета.
Скорость и точность касания мишеней снижались после вестибулярной стимуляции, что указывает на то, что этот тип нарушения может препятствовать способности экипажа определять известное местонахождение мишеней, находясь в статическом положении стоя. Линейные ускорения головы также увеличились, что указывает на то, что попытка удержать равновесие мешала их работе.
В будущих исследованиях будут изучаться задачи на равновесие и подвижность, чтобы дополнить эту оценку зрительно-моторной координации и получить более четкую картину приспособления астронавта к местной гравитации.
По материалам phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
