Die Funktionsweise von Steuergeräten bei Parabelflügen: Einfluss von Schwerelosigkeit, Stress und Motivation (Grafism)

Beschreibung der Untersuchungen

---------------------------------- Die Probanden sitzen in einem Gestell an einem Tisch vor einem 17-Zoll-Bildschirm eines Eye-Tracker-Systems (Tobii® T60). Der rechte Teil des Bildschirms wird von einer Reihe von Bediengeräten bedeckt; zwei unterschiedlich große Drehknöpfe, ein Drehschalter und ein einfacher Druckknopf. Der Aufbau dieser Geräte orientiert sich an echten Geräten an Bord der ISS. In drei dieser Geräte sind Kraftsensoren (6D ATI® Nano17) integriert, die Griffdrehmomente und -kräfte registrieren, während Probanden die Geräte manipulieren.

Vier Vicon® Bonita-Kameras werden über dem Tisch positioniert und an einem tischfesten Metallrahmen befestigt. Sie registrieren die Handdynamik bei allen Greifbewegungen sowohl in der Normalschwerkraft als auch in der Mikrogravitation.

Gemäß einer klassischen Kontrollaufgabe von Kramer (1999) werden Probanden aufgefordert, Zeigerinstrumente zu steuern, die untereinander auf dem Bildschirm angezeigt werden. Diese Steuerungen werden in ein reales Szenario eingebettet, in dem die Probanden auf bestimmte Signale innerhalb dieses Szenarios reagieren müssen: Sobald einer der angezeigten Zeiger einen kritischen Ausschlag erreicht, müssen die Probanden so schnell wie möglich reagieren, indem sie in Richtung des zugehörigen Steuergeräts greifen , drehen oder schieben und zurück in die Ausgangsposition drehen. Durch diese Aktion werden die Zeiger wieder in eine unkritische Position gebracht. Die Zeiger bewegen sich unabhängig von den anderen. Zusätzlich führen wir eine kompatible und eine inkompatible Zeiger-Geräte-Verbindung ein, d.h. der obere Zeiger kann mit dem unteren Gerät gesteuert werden, der mittlere Zeiger mit dem mittleren und der untere Zeiger mit dem oberen Gerät.

Verwendete Ausrüstung --------------------- Handbewegungen Handbewegungen werden von oben und von der Seite durch vier Infrarot-Hochgeschwindigkeitskameras (Bonita Vicon-Kameras – CE-Kennzeichnung 0088) registriert ), die mit 250 Hz die 3D-Positionen von zehn kleinen Reflexmarkern registrieren (mit doppelseitigem Klebeband an allen Fingerspitzen und am Daumen der rechten Hand der Probanden befestigt). Die Kameras sind über Kabel mit einem Ultranet verbunden, das die zentrale Recheneinheit darstellt. Das Ultranet wird mit einem Netzwerkkabel an einen entsprechenden Desktop-Computer angeschlossen.

Kraft- und Drehmomentsensoren Die verschiedenen Knöpfe (drei davon), die gegriffen werden müssen, messen die auf sie ausgeübten Kräfte und Drehmomente mit einer Frequenz von 250 Hz. Diese Sensoren (Nano 17 des ATI DAQ F/T Systems) sind an Netzteilboxen mit einem Booster angeschlossen, der die Daten über eine DAQ-Karte an den Desktop-Computer liefert. Wir analysieren übliche Kraftparameter wie Anfangskräfte am Knopf, aber auch maximale Kräfte, die auf die Knöpfe wirken.

Versuchsprotokoll

----------------------------- Vor dem Flug werden die Probanden mit dem Aufbau und dem Protokoll vertraut gemacht. An jedem Flugtag wird nur ein Fach studiert. Die Vorgehensweise ist bei jedem Flug gleich.

Insgesamt wird ein Proband während 26 Parabeln getestet. Innerhalb der ersten 13 Parabeln wird der Motivationszustand durch positive Wortpräsentation (unterschwelliges Priming) und innerhalb der letzten 13 Parabeln durch negative Worte positiv manipuliert. Die Reihenfolge von positivem und negativem Priming wird zwischen den Probanden ausgeglichen.

Alle Probanden erfüllen einmal im Horizontalflug vor den ersten Parabeln, während der Parabeln und nach den Parabeln die Aufgabe, Steuergeräte zu bedienen. Nach dem gesamten Flug werden die Probanden die Kontrollaufgabe erneut ausführen.