神秘宇宙

太空定向新助力:震動裝置成太空人「指南針」

在浩瀚太空中,地球引力的指引消失,太空人如何在失重的狀態下保持方向感?美國布蘭迪斯大學Brandéis大學的威瑪(Vivekanand P. Vimal)博士領導的團隊,或許找到了解答:一種可穿戴的震動裝置,能有效增強太空人在太空中的空間定位能力,被看作太空中的「指南針」。

這項成果發表於《生理學前沿》期刊。研究者通過模擬太空環境,用多軸旋轉裝置和感官剝奪方法,考驗了這些震動傳感器的效用。受試者在無法依靠平時的重力感覺時,必須學會信任這些微妙的震動信號,而非內在的平衡系統。

這個多方向旋轉儀器可以模仿在直立(左側)和平躺(右側)狀態下的動態平衡挑戰。(圖 /《生理學前沿》)

實驗招募了30位受試者,分為三組進行不同組合的訓練,包括平衡訓練、震動傳感器訓練,以及二者的結合訓練。他們在接受訓練時,被要求忽略內在的平衡傾向,專注於來自手臂上震動傳感器的信號。在全程眼罩遮眼、耳塞隔音的狀態下,受試者必須控制旋轉裝置,盡可能維持在平衡點上。

穿戴後整體表現優 心理層面待克服

科學家強調,太空人信任這種外部裝置需要超越認知層面。
科學家強調,信任這種外部裝置需要超越認知層面。(圖/s2.space)

試驗包含兩部分:一部分在垂直軸面進行,模擬地球引力條件下的定向;另一部分則在水平軸面上進行,此時失重條件下的太空環境讓他們無法利用重力定位。受試者完成每一階段後,需評估自己的迷失感,以及對震動傳感器的信任度。

實驗結果指出,即使是訓練有素的太空人,在一開始面對模擬的太空環境時也難免迷失方向。然而,那些佩戴震動傳感器的受試者整體表現優於只接受平衡訓練的組別。隨著實驗的深入,結合震動傳感器與訓練的組別逐漸表現出色,凸顯了這種裝置與傳統訓練相結合的潛力。

研究團隊強調,要想在太空中有效利用這種技術,太空人需要的不僅僅是對這些外部裝置的認知信任,更需要在潛意識層面建立信任。若這種震動傳感器能夠通過更廣泛的測試,它們將在未來的太空航行中大放異彩,無論是幫助宇航員安全著陸在星球表面,還是在太空行走時提供支持,為宇航員指引方向,都將開啟全新篇章。

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首圖來源:s2.space ccBy4.0

內文圖片來源:Frontiers in Physiology

參考論文:

1.Vibrotactile feedback as a countermeasure for spatial disorientation Frontiers in Physiology

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