摘要：细胞培养是开展细胞生物学、生物医学及药物筛选、细胞分析等研究的重要方法。与静态培养相比,细胞的灌流培养能够持续提供营养并清除废物,有利于保持相对稳定的培养条件,受到研究者广泛关注。具有小型化、集成性、高度自动化等特点的微流控芯片与细胞灌流培养系统的耦合,可以大大拓展宏观尺度的灌流和微观尺度的细胞培养能力。在系统介绍微流控细胞灌流培养芯片的设计与加工、细胞操作等基础之上,综述了近年来微流控芯片细胞灌流培养技术的应用及面临的挑战,讨论了微流控芯片细胞灌流培养技术在空间生命科学及航天医学等领域中的潜在应用前景。

摘要：目的探讨基于MRI 3D-伪连续动脉自旋标记技术下多巴酚丁胺诱导心输出量增加后对健康志愿者脑血流量(CBF)的影响。方法前瞻性纳入2021年6月至2022年1月通过广告招募获取的健康志愿者48名为研究对象,分析其在多巴酚丁胺诱导心输出量增加前(静息状态)、后(负荷状态)生理参数变化,使用动脉自旋标记差异图像和质子密度加权参考图像处理生成定量CBF图,比较静息状态和负荷状态下CBF变化。采用多因素logistic回归模型分析CBF降低的相关因素。结果48名受试者的年龄[M(Q_(1),Q_(3))]为25.0(24.0,28.0)岁,男43名,女5名。与静息状态相比,多巴酚丁胺负荷状态下大脑前动脉供血区[(36.2±6.9)比(34.5±6.5)ml·(100 g)^(-1)·min^(-1),P=0.006]和大脑中动脉供血区[(35.8±6.5)比(34.1±6.4)ml·(100 g)^(-1)·min^(-1),P=0.006]CBF减低,而大脑后动脉和椎-基底动脉供血区CBF差异无统计学意义(P>0.05)。负荷状态下舒张压升高是大脑前、中动脉供血区CBF降低的相关因素,OR值(95%CI)分别为0.887(0.796~0.989)、0.895(0.805~0.994),均P<0.05。结论多巴酚丁胺诱导的心输出量增加可致前循环CBF减少,而对后循环未见影响,负荷状态下舒张压增加与CBF减少相关。

摘要：在航天任务中对脑力负荷的有效检测可以保障任务执行效率和生产安全,预测航天员的表现。针对跨时间脑力负荷检测,依据MATB任务设计了包含不同难度任务的跨时间实验范式,采集了14名志愿者3次不同时间的脑电数据。基于迁移学习Boosting方法,引入辅助数据,设计了基于TrAdaboost的跨时间脑力负荷识别算法,在没有目标数据参与的情况下进行了跨时间的分类识别。探索了最佳分段长度和辅助样本比例对识别效果的影响,并基于多个数据样本进行了决策研究,跨时间下的脑力负荷最佳识别准确率达到74.73%。结果表明,提出的跨时间脑力负荷分类框架实现了脑力负荷的有效识别。

摘要：针对悬吊式微重力环境模拟系统无法补偿人体下肢重力负荷的不足,设计了用于补偿人体下肢重力负荷的外骨骼系统。外骨骼系统采用被动重力补偿方法实现对下肢的重力补偿,能够对重力补偿水平进行调节控制。根据重力补偿原理,采用刚度矩阵法,对重力补偿设计公式进行推导,建立弹簧参数与系统几何惯性参数之间的关系。研究分析重力补偿对人体下肢系统动力学性能的影响,最后利用ADAMS软件对下肢系统模型进行仿真,仿真结果验证了外骨骼系统重力补偿原理和设计公式的正确性以及在实际运用中的可行性和合理性。

摘要：目的:探讨情绪信息对不同知觉负载下视觉搜索绩效的影响。方法:采用字母搜索任务,调节目标字母的灰度来操纵知觉负载,进行3(情绪面孔:积极、中性和消极)×9(知觉负载:目标字母灰度RGB 0,0,0~RGB 80,80,80)的被试内实验设计,记录被试在不同条件下的字母搜索正确率和反应时。结果:(1)相对于高知觉负载,低知觉负载条件下的视觉搜索正确率更高,反应更快;(2)情绪效价与知觉负载的交互作用显著。在低知觉负载水平下,积极面孔条件下的视觉搜索正确率更低;高知觉负载水平下没有表现出情绪效价的影响作用。结论:知觉负载和情绪信息会共同影响视觉搜索绩效。低知觉负载条件下积极情绪分心物表现出干扰优势。

摘要：无论是空间站长期在轨驻留航天员的健康维护,还是开展航天医学问题研究,都需要对反映人体生理功能的多项生理指标进行监测。随着穿戴式生理检测技术的发展,人们对生理信息持续采集与检测过程的舒适性、低负荷以及人机友好的要求越来越高。笔者团队以织物电极为信号传感器,设计了一套基于柔性电极的穿戴式多生理参数检测系统。系统包括智能服装和生理信号检测模块等硬件以及生理信号显示存储软件,能够实现心电、呼吸、肌电等多生理信号同步检测。文中介绍了检测系统的设计思路、实现方法、关键技术及非稳态下生理信号采集、检测及处理结果,实验结果表明,该系统能够在航天飞行中运动状态下可靠地检测心电、呼吸和肌电等生理信号。

摘要：目的从神经人因学的视角出发,探讨双人协作任务中协作绩效的神经生理机制及其影响和促进。方法采用文献调研和分析方法,分别对神经人因学、神经工效、人机交互、脑机接口等不同领域的相关文献进行了分析,首先系统梳理了神经人因学领域中双人协作任务中绩效的研究技术和方法;其次探讨了神经人因学视角下,协作任务中的绩效表现及其神经机制;再次在此基础上探讨了协作绩效的影响因素及如何增强和促进问题;最后总结了下一步神经人因学领域协作绩效研究如何在未来智能人机交互领域应用。结论神经人因学视角下,双人协作任务中协作绩效的研究有助于理解人机协同作业或人机组队操作中,操作者之间的人际表征对协同、组队操作的影响作用,研究成果可直接应用于协同作业系统的设计和优化,特别是未来智能时代人机组队的设计和优化,满足众多复杂的人机系统协同作业设计的需求,为建立自然高效协同作业的交互模式提供科学依据。

摘要：为考察不同显示混杂度条件下界面浸入感对导航绩效的影响,本研究采用导航界面信息提取任务收集个体的行为、眼动、生理及主观偏好等指标数据,探究不同显示混杂度下界面浸入感对导航绩效是否有影响、如何影响以及空间参照框架在其中的作用。结果发现,被试在高混杂度高浸入感条件下导航绩效较高,表现为任务反应时更短、获取信息时间更短、认知负荷更低、主观偏好更大;而产生此差异的原因在于高浸入感条件下个体采用了自我中心参照框架。因此,在实际导航界面设计时若应用场景混杂度较高,可通过提升界面浸入感来提高导航绩效。

摘要：目的智能交互系统在城市救援及日常生活中应用越来越广泛,探讨了人机组队作业中人机协同工效提升的内在机制和规律,以构建人机组队协同的相容性理论模型并应用于复杂系统中人机组队的设计和优化。方法采用跨学科交叉分析和文献调研分析的方法,分别对认知心理学、工程心理学和计算机科学等不同领域文献进行充分检索和分析,系统梳理了从智能体的界面设计及自动化水平、操作员状态与情境感知能力、人机关系及交互方式等对人机协同工效的影响因素;并通过共享心理模型、自然主义决策模型、多重表征模型尝试对人机如何协同的机制进行探讨和分析,指出了目前研究中存在的问题和不足。在此基础上提出较为系统的智能交互系统中人机组队相容性理论模型。结果该模型通过对人、智能体、环境和任务特征进行分析,并从物理相容性、认知相容性和情感相容性三个角度,对人机组队协同工效提升的内在规律和机制进行深入探讨,有效提升人机组队协同的系统工效和用户体验,避免安全事故的发生。结论智能交互系统中人机组队的相容性模型可用于未来人机协同工效提升的理论和实践研究,也可用于未来智能人机交互系统,特别是智能化时代人机组队的设计和优化,满足众多复杂的人机系统(如商用飞机驾驶舱、核电站中央控制室)人机高效协同设计的需求,为建立自然高效人机协同作业的交互模式提供科学依据。

摘要：目的探究产生追踪手势对不同心理旋转能力个体寻路绩效增强作用的差异,提出针对不同群体改进移动端导航UI界面和交互的设计方案。方法基于桌面虚拟现实的地图学习任务范式,实验1探究不同心理旋转能力个体在平面和立体地图中的寻路绩效差异;实验2从具身认知视角,利用追踪手势增强立体地图中不同心理旋转能力个体的寻路绩效。结果低心理旋转能力者寻路绩效较低,在立体地图呈现下,产生追踪手势可提高寻路绩效。结论针对低心理旋转能力者或交互设计师,在立体导航地图下,可利用追踪手势的增强作用,提高身体与环境及任务的交互感以提高绩效。