DEVAE-GAN:多级认知工作负荷水平fNIRS数据生成模型

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作者 陈利 马壮 尹钟 《电子科技》 2025年第4期31-38,58,共9页

深度学习方法在fNIRS(functional Near-Infrared Spectroscopy)的应用已成为脑机接口领域的研究热点,但较少的可用数据限制了深度学习模型的性能。文中基于DEVAE-GAN(Dual-Encoder-Variational Autoencoder-Generative Adversarial Netw... 深度学习方法在fNIRS(functional Near-Infrared Spectroscopy)的应用已成为脑机接口领域的研究热点,但较少的可用数据限制了深度学习模型的性能。文中基于DEVAE-GAN(Dual-Encoder-Variational Autoencoder-Generative Adversarial Network)提出适用于fNIRS原始信号生成的方法。将预处理好的fNIRS信号转换为时间和空间表示形式,输入到双编码器中提取时间和空间信息,拼接两条信息并送入解码器中生成样本。为了验证其有效性,在心理负荷任务的公开数据集上进行实验,将不同数量的生成样本扩充到训练数据集,并使用增强的数据集来训练深度神经网络。与多个基线生成模型的对比表明,所提方法生成的样本质量最高,使用该方法后所有被试的平均分类准确率为95.86%,与原始数据集相比提升了0.91%。实验结果表明,所提方法可以有效学习心理负荷任务fNIRS原始数据的分布,生成高质量的样本,提升深度学习模型的性能。 展开更多

关键词 FNIRS DEVAE-GAN 数据生成 心理负荷任务 深度学习 生成模型 脑机接口 深度神经网络

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临床护士工作生活质量现状及潜在剖面分析 被引量：3

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作者 杨卫红 李雪 +1 位作者 王建玲 贾冠华 《临床心身疾病杂志》 CAS 2024年第4期142-147,共6页

目的 了解临床护士工作生活质量现状,并对其影响因素进行潜在剖面分析。方法 对便利抽样法抽取的1 438名临床护士采用一般资料调查表、护士工作相关生活质量量表(WRQoL)、临床护士额外任务负荷问卷(ETLS)及心理授权量表(PES)进行调查分... 目的 了解临床护士工作生活质量现状,并对其影响因素进行潜在剖面分析。方法 对便利抽样法抽取的1 438名临床护士采用一般资料调查表、护士工作相关生活质量量表(WRQoL)、临床护士额外任务负荷问卷(ETLS)及心理授权量表(PES)进行调查分析。对护士工作生活质量进行潜在剖面分析,并通过单因素与多因素分析对护士工作生活质量进行差异性检验。结果研究共回收有效问卷1 227份。临床护士工作生活质量可分为3个潜在类别:工作生活低质量组(58.19%)、工作生活中等质量组(25.35%)、工作生活高质量组(16.46%)。单因素分析显示,3组护士在文化程度、职务、是否承担教育护士岗位职责、每月夜班频次、参与心理减压培训情况、ETLS评分及PES评分方面比较,差异均有统计学意义(P<0.05或0.01)。多因素分析显示,职务、承担教育护士岗位职责、参与心理减压培训情况、心理授权、额外任务负荷是护士工作生活质量分类的影响因素。结论 临床护士工作生活质量分类特征明显,医院管理者可以根据影响因素对不同类别特征的临床护士进行有针对性的心理干预,以提高护士的工作生活质量水平。 展开更多

关键词 护士 工作生活质量 额外任务负荷 心理授权 护理管理 心理健康

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实际工作背景下脑力与体力因素叠加效应对认知负荷的影响

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作者 鞠博文 程珊 +3 位作者 丛林 胡文东 马进 惠铎铎 《空军航空医学》 2024年第3期193-198,共6页

目的探索在执行认知任务时,伴随的体力活动对作业者的主观负荷感、作业绩效及心率变异性的影响规律。方法符合条件的33名男性受试者分别在3种左上肢等张收缩体力负荷条件(0、3、5 kg)下完成2-back认知任务(每种条件间隔1周),全程采集心... 目的探索在执行认知任务时,伴随的体力活动对作业者的主观负荷感、作业绩效及心率变异性的影响规律。方法符合条件的33名男性受试者分别在3种左上肢等张收缩体力负荷条件(0、3、5 kg)下完成2-back认知任务(每种条件间隔1周),全程采集心电信号。任务后利用航空航天局任务负荷指数量表评估受试者的主观任务负荷感,并记录认知绩效(平均反应时间、正确率等)。结果与无体力活动相比,中体力与高体力活动增加了受试者认知任务的主观负荷感(t=2.235~14.841,P均<0.05)、平均反应时间(t=-2.263、-3.284,P=0.031、0.002)和任务的误检率(Z=-2.978,P=0.003)。同时,体力负荷也增加作业者心率(Z=-4.899,P<0.001)和心率变异性的低频功率值(Z=-2.253,P=0.024),而高频成分降低(Z=-2.010,P=0.044)。在中体力和高体力负荷间,受试者的功能状态差异无统计学意义(P>0.05)。结论认知任务中,作业者遭受的体力负荷会进一步增加任务负荷感,降低任务执行能力,引起交感神经张力增加。本研究结果为飞行员在飞行中脑力负荷的实时评价提供了理论基础。 展开更多

关键词 脑力负荷 体力负荷 心率变异性 主观负荷感 认知绩效

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模拟航天任务的操作者功能状态研究 被引量：2

4

作者 姜劲 焦学军 +2 位作者 张朕 曹勇 杨涵钧 《载人航天》 CSCD 2017年第1期123-129,共7页

为研究情绪状态、疲劳状态下模拟航天任务的操作者功能状态变化规律,使用MATB模拟航天任务平台,设计包含了任务负荷、情绪视频刺激和疲劳积累因素的实验。招募15名参试者,通过行为学绩效和脑力负荷评价来研究操作者任务过程中的功能状... 为研究情绪状态、疲劳状态下模拟航天任务的操作者功能状态变化规律,使用MATB模拟航天任务平台,设计包含了任务负荷、情绪视频刺激和疲劳积累因素的实验。招募15名参试者,通过行为学绩效和脑力负荷评价来研究操作者任务过程中的功能状态变化。发现在同一任务负荷状态下,负性情绪刺激下的脑力负荷评分上升、任务正确率下降和任务反应时上升,积极情绪刺激下的脑力负荷评分和任务绩效较中性情绪刺激有改善。高疲劳刺激下的任务绩效和脑力负荷评分均较低疲劳状态恶化,负性情绪恶化程度远高于积极情绪。表明航天任务需尽量避免航天员陷入负性情绪状态,防止功能状态下降;积极情绪状态和适宜任务负荷状态下的操作者易于实现较高绩效和中等脑力负荷水平,通过施加积极情绪刺激,能够改善高疲劳状态下脑力负荷和任务绩效的恶化程度。 展开更多

关键词 情绪状态 功能状态 脑力负荷 任务负荷

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基于CTL模型和任务绩效的驾驶舱动态功能分配方法 被引量：6

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作者 张安 任卫 +1 位作者 汤志荔 汤传乐 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2018年第7期151-156,共6页

飞机驾驶舱系统自动化水平提高的关键在于实现飞行任务的动态分配。为了提高动态功能分配的可靠性,提出用于实时估算飞行员脑力负荷的认知任务负荷(Cognitive Task Load,CTL)模型,将模型估算的飞行员脑力负荷与飞行任务绩效的测量结果... 飞机驾驶舱系统自动化水平提高的关键在于实现飞行任务的动态分配。为了提高动态功能分配的可靠性,提出用于实时估算飞行员脑力负荷的认知任务负荷(Cognitive Task Load,CTL)模型,将模型估算的飞行员脑力负荷与飞行任务绩效的测量结果相结合作为飞行任务动态功能分配的综合触发信息,飞机驾驶舱系统将综合触发信息经过模糊推理输出飞行任务自动化等级,实现飞机驾驶舱功能的动态分配。最后,通过试验验证了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 动态功能分配 CTL模型 脑力负荷 飞行任务绩效

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利用fNIRs研究噪声环境下脑力负荷变化规律 被引量：5

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作者 姜劲 焦学军 +2 位作者 张朕 曹勇 杨涵钧 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期339-346,共8页

目的研究噪声环境下操作者的脑力负荷(mental workload,MWL)变化规律。方法采用功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRs)、心电、皮肤电和脉搏波多种生理测量手段结合脑力负荷敏感脑区的氧合血红蛋白幅值变... 目的研究噪声环境下操作者的脑力负荷(mental workload,MWL)变化规律。方法采用功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRs)、心电、皮肤电和脉搏波多种生理测量手段结合脑力负荷敏感脑区的氧合血红蛋白幅值变化、主观量表评价和脑力负荷评估模型输出来评估噪声刺激下操作者的MWL变化。选用16名参试者完成中性图片N-back任务,分为噪声组和对照组,噪声环境采用(80±3)d B,对照组的外界声源控制为45 d B以下。结果在同一任务负荷状态下,噪声环境中参试者的脑力负荷水平高于对照组,其中噪声组2-back任务诱发的脑力负荷水平等同于对照组3-back任务诱发的脑力负荷水平,但其在3-back任务阶段脑力负荷仅略高于对照组的同等任务阶段。结论参试者在噪声环境下执行同等工作记忆任务时脑力负荷水平可以提高,但任务难度较高时提升幅度降低;利用fNIRs监测大脑前额叶皮层血氧生理参数方法能够有效评估噪声环境下的脑力负荷变化,值得进一步深入研究。 展开更多

关键词 功能性近红外光谱技术 脑力负荷 噪声环境 任务负荷 血氧变化

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负性情绪对典型航天任务绩效的影响 被引量：3

7

作者 李启杰 王宏伟 +1 位作者 莫言 姜劲 《载人航天》 CSCD 北大核心 2018年第6期751-758,共8页

为了研究负性情绪对典型航天任务绩效的影响规律,利用MATB任务平台的监督任务和跟踪任务模拟典型航天任务,采用情绪视频诱发负性和中性情绪状态,通过任务绩效和主观量表评价来研究负性情绪状态对典型航天任务实验绩效的影响。研究发现... 为了研究负性情绪对典型航天任务绩效的影响规律,利用MATB任务平台的监督任务和跟踪任务模拟典型航天任务,采用情绪视频诱发负性和中性情绪状态,通过任务绩效和主观量表评价来研究负性情绪状态对典型航天任务实验绩效的影响。研究发现监督任务和跟踪任务的绩效随任务负荷增加而下降,负性情绪状态和任务负荷对监督任务的ACC绩效指标有显著交互作用,情绪状态对跟踪任务绩效存在显著影响;监督任务绩效在较高任务负荷时负性情绪状态的任务绩效低于中性情绪状态;较高任务负荷水平的跟踪任务绩效和操作者工作负荷水平易受情绪状态影响,相较于中性情绪状态而恶化;情绪状态对任务绩效的影响与任务类型和任务负荷相关,涉及较高任务负荷的复杂认知任务受情绪状态的影响强度更高。 展开更多

关键词 负性情绪 任务绩效 脑力负荷 任务负荷

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基于脑电功率谱密度的作业人员脑力负荷评估方法 被引量：16

8

作者 张洁 庞丽萍 +3 位作者 完颜笑如 陈浩 王鑫 梁晋 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期113-120,共8页

脑力负荷状态的准确识别对减少因作业人员无效脑力负荷导致的人因事故具有重要意义。针对人-机系统中作业人员脑力负荷客观评估问题开展了基于MATB-Ⅱ平台的3种不同脑力负荷水平下的航空情境实验,记录16名被试的NASA任务负荷指数(NASA-T... 脑力负荷状态的准确识别对减少因作业人员无效脑力负荷导致的人因事故具有重要意义。针对人-机系统中作业人员脑力负荷客观评估问题开展了基于MATB-Ⅱ平台的3种不同脑力负荷水平下的航空情境实验,记录16名被试的NASA任务负荷指数(NASA-TLX)量表数据和脑电(EEG)信号,提出了一种基于脑电功率谱密度(PSD)和支持向量机(SVM)的个体脑力负荷评估方法。结果表明:随着实验设计脑力负荷水平增加,被试的主观脑力负荷得分显著提高(p<0.001),这表明该实验任务设计较好地诱发了低负荷、中负荷和高负荷情境。在此基础上,通过网格搜索法确定个体脑力负荷评估模型的统一优化参数,惩罚系数取3000,核函数参数取0.0001,模型测试正确率达到0.9665±0.0298,宏平均的受试者工作特征曲线下的面积(Macro-AUC)达到0.9910±0.0114。本文为作业人员脑力负荷状态的客观和准确评估提供了一种新的办法,为后期作业人员脑力负荷状态的实时判别提供模型基础。 展开更多

关键词 脑力负荷 NASA任务负荷指数 功率谱密度 支持向量机 个体评估模型

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执飞任务中剩余脑力负荷量化评估模型 被引量：4

9

作者 陆旭 王天博 +3 位作者 庞丽萍 张成龙 毛晓东 王鑫 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1184-1192,共9页

为评估飞行员在执飞任务中的脑力负荷,建立了基于任务需求负荷(TDL)和人员负荷能力(SWC)的脑力负荷量化评估模型,并据此提出剩余脑力负荷(SMWL)和脑力负荷占用率(ORMWL)的评估方法。采用信息熵法对信息显控界面上的信息量进行量化。基... 为评估飞行员在执飞任务中的脑力负荷,建立了基于任务需求负荷(TDL)和人员负荷能力(SWC)的脑力负荷量化评估模型,并据此提出剩余脑力负荷(SMWL)和脑力负荷占用率(ORMWL)的评估方法。采用信息熵法对信息显控界面上的信息量进行量化。基于多属性任务组(MATB)平台设计的执飞情境实验,对15名被试人员在不同任务水平下的脑力负荷状态进行评估,以验证所建模型的有效性。结果表明:SMWL模型方法的脑力负荷值与NASA-TLX主观量表值存在显著相关性。此外,任务水平的增加对人员的脑力负荷值有显著的U型影响。因此,通过所建模型,基于SMWL和ORMWL的概念,可以对飞行员执行飞行任务时的脑力负荷进行实时、定量的评估,为脑力负荷的量化提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 任务需求负荷 人员负荷能力 剩余脑力负荷 脑力负荷占用率 多属性任务组

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临床护士额外任务负荷量表的编制及信效度检验 被引量：1

10

作者 杨卫红 李雪 +3 位作者 刘晶 赵佳 张全英 贾冠华 《中华现代护理杂志》 2024年第20期2731-2736,共6页

目的:编制临床护士额外任务负荷量表并检验其信效度。方法:基于工作需求-控制模型,在文献检索与质性访谈的基础上,通过德尔菲专家函询、预调查形成初量表。于2023年9月选取新乡医学院第一附属医院和新乡市中心医院的813名临床护士调查,... 目的:编制临床护士额外任务负荷量表并检验其信效度。方法:基于工作需求-控制模型,在文献检索与质性访谈的基础上,通过德尔菲专家函询、预调查形成初量表。于2023年9月选取新乡医学院第一附属医院和新乡市中心医院的813名临床护士调查,用于进行信效度检验。2023年10月选取新乡医学院第一附属医院和新乡市中心医院的1 050名临床护士进行调查,并检验量表的信效度水平。结果:最终形成的临床护士额外任务负荷量表包括2个维度,共12个条目。条目水平的内容效度指数为0.86~1.00,量表水平的内容效度指数为0.84;探索式因子分析共提取出2个公因子,累计方差贡献率为74.55%。验证性因子分析结果显示,χ ^(2)/ df为1.613, GFI为0.928, CFI为0.971, NFI为0.928, IFI为0.971, RMSEA为0.024;工作环境需求维度Cronbach's α系数为0.897,个体行为限制Cronbach's α系数为0.955,总量表Cronbach's α系数为0.950,分半信度为0.850。 结论:本研究所编制的临床护士额外任务负荷量表具有良好的信效度水平,可用于评估和量化临床护士额外任务负荷的程度。 展开更多

关键词 护士 额外任务负荷 量表编制 心理健康 护理

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面向装甲车辆乘员信息处理作业的脑力负荷预测模型

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作者 刘维平 聂俊峰 +1 位作者 解芳 金毅 《装甲兵工程学院学报》 2017年第1期40-45,共6页

脑力负荷的准确预测是研究装甲车辆乘员信息处理作业的关键技术,对提高人机系统设计的合理性具有重要意义。为有效解决应急任务条件下装甲车辆乘员信息处理作业的脑力负荷预测问题,针对装甲车辆乘员作业向信息处理作业转变的基本趋势,... 脑力负荷的准确预测是研究装甲车辆乘员信息处理作业的关键技术,对提高人机系统设计的合理性具有重要意义。为有效解决应急任务条件下装甲车辆乘员信息处理作业的脑力负荷预测问题,针对装甲车辆乘员作业向信息处理作业转变的基本趋势,结合信息处理作业操作元模型和认知图式分析,基于信息执行通道任务-网络建模方法构建了脑力负荷预测模型,量化了工作资源参数,并面向目标录入典型信息处理作业对预测模型进行了实例应用。结果表明:该模型能够清晰地描述装甲车辆乘员信息处理作业脑力负荷变化情况,有效地找出脑力负荷异常的时间节点和产生原因,量化预测作业各时刻脑力负荷,具有较好的预测精度和可重用性。 展开更多

关键词 装甲车辆 乘员 信息处理 任务-网络模型 脑力负荷预测模型

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不同脑力负荷模拟飞行任务脑电功率谱研究 被引量：2

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作者 阮森 林贝 +4 位作者 朱煜阳 仝宇光 杨柳 陈品红 王路斌 《军事医学》 CAS 2022年第7期499-504,共6页

目的探讨个体在不同脑力负荷模拟飞行任务条件下,各频段脑电功率谱的差异。方法选取27名受试者(男性15名、女性12名)为研究对象,依次完成3种不同模拟飞行任务(单轴任务T1:完成单轴操纵;三重任务T2:同时完成三轴操纵;四重任务T3:同时完... 目的探讨个体在不同脑力负荷模拟飞行任务条件下,各频段脑电功率谱的差异。方法选取27名受试者(男性15名、女性12名)为研究对象,依次完成3种不同模拟飞行任务(单轴任务T1:完成单轴操纵;三重任务T2:同时完成三轴操纵;四重任务T3:同时完成三轴操纵和数字加法运算),每项任务结束后填写脑力负荷评价量表。利用64导脑电采集系统记录任务期间的头皮脑电信号,将脑电功率谱密度(PSD)作为脑电分析指标,对不同模拟飞行任务期间各电极PSD进行单因素重复测量方差分析,对脑力负荷和各电极PSD变化水平进行Pearson相关分析。结果(1)个体的脑力负荷水平随同时执行任务数量增加而升高(T10.610,P<0.01)。结论脑电功率谱特征可作为脑力负荷客观评价指标,为保障飞行安全提供依据。 展开更多

关键词 脑力负荷 模拟飞行任务 脑电图 功率谱密度

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