使用脑电技术检测生产过程中精神负荷

研究目的：

探索使用脑电与皮肤电反应评价生产工作中精神负荷的方法并检测器有效性；

实验方法：

（1）由电器公司的装配工人参与实验，分为新手组和熟练组。

（2）首先记录3分钟基线；

（3）当受试者在正常操作程序中完成30个试验时，测量工人Fp1和Fp2两个电极数据和食指与无名指的皮肤电反应。

（4）使用eeglab工具包对脑电数据做快速傅里叶变换（FFT），计算功率。

（5）对新手组和熟练组的左脑和右脑脑电活动(θ、SMR、β和γ)进行独立样本T检验。

实验结果：

（1）独立样本T检验表明，在θ频段功率(P<0.05)、SMR(P<0.05)、β频段功率(P<0.05)和γ频段功率(P<0.005)上，新手组明显大于熟练组。而在大脑左半球，两组没有显着性差异(P>0.05）。

图1

（2）为了研究给定的过程是否以平衡的方式激活左脑和右脑，计算左脑和右脑的相对功率差异，也就是“不对称指数”。 结果显示，在θ频段(P<0.05)和SMR频段(P<0.05)的 不对称性指数方面，新手组的高于熟练组。

图2 

实验结论：

（1）新手在θ、SMR、β和γ波段产生的平均电压明显大于熟练组，表明新手组更大的精神负荷，新手群体的心理负荷反映了更直观和整体的性格。

（2）新手组和熟练组的不对称指数对比显示,新手组有较高的不对称指数，这意味着它以更偏侧化的方式激活大脑。

参考文献：

Ma, Q. G. , Shang, Q. , Fu, H. J. , & Chen, F. Z. . (2012). Mental workload analysis during the production process: eeg and gsr activity. Applied Mechanics & Materials, 220-223, 193-197.