Головна

Працездатність і її динаміка

  1. Аеродинаміка вентильованого приміщення
  2. Б) Динаміка установок
  3. Вікова динаміка ВКБ.
  4. Вікова динаміка навчання фонетичним, графічним і синтаксичним навичкам письма
  5. Вікова динаміка статичної рефракції
  6. Питання №11. Геополітичне становище Російської Федерації на сучасному етапі: особливості, проблеми, динаміка розвитку.
  7. Питання №16. Історико-конфесійна динаміка Росії

Основним показником трудової діяльності людини прийнято вважати його працездатність, т. Е. здатність виробляти дії, що характеризуються кількістю і якістю роботи за певний час.

Працездатність створюється в результаті відбуваються в організмі процесів в нервовій системі, руховому апараті, органах дихання і кровообігу, які визначають потенційні можливості людини виконувати конкретну роботу при заданих режимах. При безперервній роботі м'язи, нервові клітини і різні органи можуть витрачати тільки певну кількість енергії, що не перевищує межі працездатності.

Під час трудової діяльності працездатність організму закономірно змінюється протягом робочої зміни. Зміна працездатності протягом робочого дня має кілька фаз:

- фаза впрацьовування або наростаючої працездатності; в цей період рівень працездатності поступово підвищується в порівнянні з вихідним; в залежності від характеру праці і індивідуальних особливостей людини цей період триває від декількох хвилин до 1,5 години, а при розумовому творчій праці - до 2 ... 2,5 год;

- фаза високої стійкості працездатності; для неї характерне поєднання високих трудових показників з відносною стабільністю або навіть деяким зниженням напруженості фізіологічних функцій; тривалість цієї фази може становити 2 ... 2,5 год і більше в залежності від тяжкості та напруженості праці;

- фаза зниження працездатності, характеризується зменшенням функціональних можливостей головних дійових органів людини і супроводжується почуттям втоми.

Динаміка працездатності повторюється і після обідньої перерви. При цьому фаза впрацьовування протікає швидше, а фаза стійкої працездатності за рівнем нижче і менш тривала, ніж до обіду. У другій половині зміни зниження працездатності наступає раніше і розвивається швидше в зв'язку з втомою.

Протягом доби працездатність також змінюється певним чином. На кривій працездатності, записаної в протягом доби, виділяються три інтервалу, що відображають коливання працездатності (рис. 2.2). З 6 до 15 год - перший інтервал, під час якого працездатність поступово підвищується. Вона досягає свого максимуму до 10 - 12 год, а потім поступово починає знижуватися. У другому інтервалі (15 ... 22 год) працездатність підвищується, досягаючи максимуму до 18 год, а потім починає зменшуватися до 22 год. Третій інтервал (22 ... 6 год) характеризується тим, що працездатність істотно знижується і досягає мінімуму близько трьох годині ранку, потім починає зростати, залишаючись при цьому, однак, нижче середнього рівня.

По днях тижня працездатність також змінюється. Врабативаніе доводиться на понеділок, висока працездатність - на вівторок, середу і четвер, а розвивається стомлення на п'ятницю і особливо на суботу.

Мал. 2.2. Коливання працездатності протягом доби

втома - Стан організму, що характеризується зниженням працездатності (погіршенням кількісних і якісних показників роботи) в результаті надмірного навантаження. Втома супроводжується почуттям втоми, яке припиняється після адекватного витрат енергії відпочинку. Для машиністів локомотивів, водіїв автотранспортних засобів, диспетчерів та інших працівників, пов'язаних з організацією руху, наслідком втоми стає зниження зорового сприйняття, контрастної чутливості, концентрації уваги, точності оцінки відстані і швидкості руху.

Втома є оборотне фізіологічний стан. Однак, якщо працездатність не відновлюється до початку наступного періоду роботи, стомлення може накопичуватися і переходити в перевтома.

перевтома - Більш стійке зниження працездатності, яке в Надалі веде до розвитку хвороб, зниження опірності організму до інфекційних захворювань, вимагає обов'язкового звернення за професійною медичною допомогою. Ознаками перевтоми можуть бути: безсоння, дратівливість, фізичний дискомфорт, помилки в роботі.

Втома і перевтома досить часто бувають причиною створення людиною аварійної ситуації, можуть стати причиною підвищеного травматизму на виробництві.

Фізичне і розумове стомлення мають подібні фізіологічні картини. При важкій фізичній втомі розумова робота малопродуктивна, і, навпаки, при розумовій втомі падає м'язова працездатність людини. При розумовій втомі відзначається розлад уваги, пам'яті, погіршення процесів мислення, послаблюється точність і координованість рухів.

Фізіологічні обгрунтування заходів щодо зниження втоми і підвищенню працездатності. У роботу слід «входити» поступово. Це забезпечує послідовне включення фізіологічних механізмів, що визначають високий рівень працездатності. Необхідно дотримуватися певний ритм роботи, що сприяє виробленню навичок і сповільнює розвиток стомлення. Слід дотримуватися послідовності і систематичності в роботі, що забезпечує тривале збереження робочого динамічного стереотипу. Правильне чергування описаних вище видів праці з відпочинком зменшує ступінь втоми, підвищує працездатність. Висока працездатність зберігається при систематичних заняттях і тренуванні.

Крім того, повинні бути дотримані вимоги ергономіки та дизайну (оптимізація розмірів і маси інструменту, робочих рухів, кількості інформативних сигналів і інші вимоги до раціоналізації робочого місця - зручності стільця, стола, пульта і щита управління, забарвлення робочого приміщення, вибір оптимального ритму роботи, відповідної освітленості і т. д.).

Що стосується режиму роботи, то найкращою зміною для підтримки працездатності на необхідному рівні є денна зміна з початком робочого дня не раніше 7 год. У будь-якій зміні обов'язково необхідні перерви для відпочинку і прийому їжі в середині зміни тривалістю не менше півгодини, а також перерви на 10 ... 15 хв приблизно за годину в кінці першої і другої половини зміни для виробничої гімнастики. Робота в нічну зміну для підтримки працездатності вимагає особливого режиму сну, відпочинку і прийому їжі. Доцільніше час для сну ділити на дві частини (дробовий сон) - 4 ... 5 год після роботи в нічну зміну і 3 ... 4 год перед її початком. Періодичність переходу трудящих для роботи з однієї зміни в іншу має бути не коротшою і не довше тижня. Під час проведення робіт без нервово-психічних перевантажень збільшує працездатність використання функціональної музики (перед початком, в середині і в кінці кожної зміни). Знижує стомлення відпочинок в спеціальних кімнатах психологічного розвантаження. Відпочинок після робочого тижня протягом двох днів підряд більш продуктивний, ніж, наприклад, у неділю та четвер. Нарешті, зовсім необхідна підтримка сприятливих умов праці, при яких фізіологічні процеси в організмі протікають найбільш ефективно.

2.2. Характеристика людини як елемента системи «людина - середовище проживання»

Людині постійно потрібні відомості про поточний стан і зміни в зовнішньому світі і внутрішньому середовищі організму для оцінки цієї інформації і прийняття рішень по своїй поведінці і виробленні програм подальшої життєдіяльності.

Можливість отримувати інформацію про середовище проживання, здатність орієнтуватися в просторі і оцінювати властивості навколишнього середовища забезпечуються аналізаторами, які є спеціальними структурами організму для введення інформації з зовнішнього світу в мозок і її переробки.

аналізатори - Це сукупність нервових утворень, що сприймають зовнішні подразники, що перетворюють їх енергію в нервовий імпульс збудження і передають його в центральну нервову систему.

Датчиками аналізаторів є спеціальні закінчення нервових волокон, які називаються рецепторами, які перетворять зовнішню енергію різних видів подразників в особливу активність нервової системи. Частина з них сприймає зміни в навколишньому середовищі (екстероцептори), А інша частина - у внутрішньому середовищі нашого організму - інтероцептори.

Залежно від природи подразника, на який вони налаштовані, рецептори поділяють на:

- механорецептори, До них відносяться слухові, вестибулярні, гравітаційні, тактильні рецептори шкіри і опорно-рухового апарату, барорецептори серцево-судинної системи;

- терморецептори, Що сприймають температурні зміни як всередині організму, так і в навколишньому організм середовищі. Вони об'єднують рецептори шкіри і внутрішніх органів, а також центральні термочутливих нейрони в корі мозку;

- хеморецептори, Що реагують на вплив хімічних речовин, до них відносяться - рецептори смаку та нюху, судинні і тканинні рецептори (наприклад, глюкорецептори, що реагують на зміну рівня цукру в крові);

- фоторецептори, Налаштовані на сприйняття світла;

- больові рецептори, Об'єднуються в особливу групу, так як вони можуть порушуватися механічними, хімічними, електричними і температурними подразниками.

Найчастіше рецептори є клітку, забезпечену рухливими волосками або віями (рухомими антенами), що забезпечують чутливість рецепторів.

Інформація, отримана рецепторами, передається по нервових шляхах у центральні відділи головного мозку для переробки та прийняття рішення і тільки потім направляється до відповідних виконавчих органів. Іноді надходить інформація відразу направляється з рецептора на виконавчі органи, минаючи центральну нервову систему (ЦНС). Такий принцип передачі інформації закладений в основу багатьох безумовних рефлексів (Вроджених, спадково передаються). Наприклад, скорочення м'язів кінцівок, дратує електричним струмом, теплотою або хімічними речовинами, призводить до усунення кінцівки від подразника. Сукупність декількох безумовних рефлексів становить інстинкт.

Шлях нервового імпульсу від рецептора через ЦНС до виконавчого органу називається рефлекторною дугою (рис. 2.3).

Мал. 2.3. Схема рефлекторної дуги

1 - Е, енергія подразника (сигнал, інформація); 2 - рецептор; 3 і 5 - нервові волокна; 4 - центральна нервова система; 6 - виконавчий орган; 7 - шлях безумовного рефлексу;

8 -зворотний зв'язок

умовні рефлекси непостійні, виробляються на базі безумовних і формуються на основі набутого досвіду, при тривалому впливі подразника.

Людина має низку органів почуттів,забезпечують сприйняття діючих на організм подразників з навколишнього середовища.

Залежно від специфіки прийнятих сигналів розрізняють наступні аналізатори:

зовнішні - зоровий (рецептор - очей); слуховий (рецептор - вухо); тактильний, больовий, температурний (рецептори шкіри); нюховий (рецептор в носовій порожнині); смаковий (рецептори на поверхні язика і піднебіння).

внутрішні - аналізатор тиску; кінестетичний (рецептори в м'язах і сухожиллях); вестибулярний (рецептор в порожнині вуха); спеціальні, розташовані у внутрішніх органах і порожнинах тіла.

Розглянемо основні параметри аналізаторів.

1. Абсолютна чутливість до інтенсивності сигналу (абсолютний поріг відчуття по інтенсивності) - характеризується мінімальним значенням впливає подразника, при якому виникає відчуття. Залежно від виду подразника абсолютний поріг вимірюється в одиницях енергії, тиску, температури кількості або концентрації речовини і т. П. Мінімальну адекватно відчувається інтенсивність сигналу прийнято називати нижнім порогом чутливості.

Психофізичними дослідами встановлено, що величина відчуттів змінюється повільніше, ніж сила подразника. інтенсивність відчуттів Е виражається логарифмічною залежністю (закон Вебера-Фехнера)

E = K ? lgJ + С,

де J - інтенсивність подразника; К и С - константи, які визначаються із сенсорною системою.

2. Гранично допустима інтенсивність сигналу (зазвичай близька до больового порогу). Максимальну адекватно відчувається величину сигналу прийнято називати верхнім порогом чутливості.

3. Діапазон чутливості до інтенсивності - включає всі перехідні значення подразника від абсолютного порогу чутливості до больового порогу.

4. Диференціальна (розпізнавальна) чутливість до зміни інтенсивності сигналу - це мінімальна зміна інтенсивності сигналу, що відчувається людиною. Розрізняють абсолютні диференціальні пороги, що характеризуються значенням DJ, і відносні, що виражаються в процентах: DJ / J ? 100%, де J - вихідна інтенсивність.

5. диференціальна (розпізнавальна) чутливість до зміни частоти сигналу - це мінімальна зміна частоти F сигналу, що відчувається людиною. Вимірюється аналогічно диференціальному порогу по інтенсивності - або в абсолютних одиницях DF, або в відносних - DF / F ? 100%.

6. Межі (діапазон) спектральної чутливості (абсолютні пороги відчуттів по частоті, довжині хвилі) визначаються для аналізаторів, чутливих до зміни частотних характеристик сигналу (зорового, слухового, вібраційного), окремо нижній і верхній пороги.

7. Просторові характеристики чутливості специфічні для кожного аналізатора.

8. Для кожного аналізатора характерна мінімальна тривалість сигналу, необхідна для виникнення відчуттів. Час, що проходить від початку дії подразника до появи відповідної дії на сигнал (сенсомоторна реакція), називають латентним періодом.

Величина латентного періоду (с) для різних аналізаторів наступна:

тактильний (дотик) ... 0,09..0,22

слуховий (звук) ... ... 0,12 .. .0,18

зоровий (світло) ... 0,15 ... 0,22

нюховий (запах) ... ... 0,31 ... 0,39

температурний (тепло-холод) ... 0,28 ... 1,6

вестибулярний апарат (при обертанні) ... 0,4

больовий (рана) ... ... 0,13 ..0,89

9. Адаптація (звикання) і сенсибілізація (підвищення чутливості) - характеризуються часом і притаманні кожному типу аналізаторів.

Призначення аналізаторів:

- Зоровий аналізатор забезпечує сприйняття світлових подразнень за допомогою світлочутливих клітин: паличок і колбочок, розташованих в сітківці ока.

- Слуховий аналізатор забезпечує сприйняття звукових коливань за допомогою чутливих закінчень слухового нерва, дратує коливаннями волосків Кортиєва органу в равлику вуха.

- Руховий аналізатор забезпечує сприйняття скорочення і розслаблення м'язів за допомогою механорецепторів в тканинах тіла.

- Вестибулярний аналізатор забезпечує інформацію про положення тіла в просторі за допомогою механорецепторів порожнини внутрішнього вуха.

- Больова чутливість забезпечує сприйняття різних подразників великої сили за допомогою вільних закінчень больових нервових волокон в шкірі і внутрішніх органах.

- Температурна чутливість забезпечує сприйняття диференціального зміни температури шкіри і слизових оболонок за допомогою холодових і теплових рецепторів.

- Тактильна чутливість (дотик, тиск, вібрація) забезпечується рецепторами в шкірних покривах і слизових оболонках.

- Нюховий аналізатор забезпечує сприйняття запахів за допомогою нюхових клітин, розташованих в жовтому епітелії носової раковини.

- Смаковий аналізатор забезпечує сприйняття кислого, солоного, солодкого, гіркого за допомогою хеморецепторів - смакових цибулин, розташованих на мові, в слизовій оболонці неба, гортані, глотки, мигдаликів.

- Інтерорецептори забезпечують сприйняття змін у внутрішньому середовищі організму за допомогою механо, хемо, термо-, ноци-, осмо- і барорецепторів, розташованих у внутрішніх органах, стінках порожнин тіла і кровоносних судин.

Функції аналізаторів:

1) інформація про зовнішнє і внутрішнє середовище людини;

2) координація рухової діяльності;

3) попередження організму про небезпеку.

Умови нормального функціонування аналізаторів:

1) певний діапазон порогів відчуття (роздратування);

2) постійне надходження подразнень з періодичним (циклічним) зміною їх інтенсивності;

3) Оптимальний рівень відчуття (роздратування) при тривалому впливі з можливим його зміною при скороченні часу дії.

Характеристика зорового аналізатора. Впроцесі діяльності людина до 90% всієї інформації отримує через зоровий аналізатор. Прийом і аналіз інформації відбувається в світловому діапазоні (380 ... 760 нм) електромагнітних хвиль.

органи зору грають виключно важливу роль в житті людини. Завдяки зору ми пізнаємо форму, величину, колір предмета, напрямок і відстань, на якому він знаходиться. Зоровий аналізатор - це очі, зорові нерви і зоровий центр, розташований в потиличній частці кори головного мозку.

око це складна оптична система. Очне яблуко має форму кулі з трьома оболонками: зовнішня, називається склерою, а її передня прозора частина - рогівкою. Всередину від склери розташована друга - судинна оболонка. Її передня частина, що лежить за рогівкою, називається радужкой, в центрі якої є отвір - зіниця. Позаду райдужної оболонки, навпроти зіниці, розташований кришталик, який можна порівняти з двоопуклою лінзою. За кришталиком, заповнюючи всю порожнину ока, знаходиться склоподібне тіло.

Промені світла, потрапляючи в око, проходять через рогівку, кришталик і склоподібне тіло, т. Е. Через три преломляющие, оптичні, прозорі середовища і потрапляють на внутрішню оболонку ока - сітківку. Вона вистилає тільки задню половину ока, в ній знаходяться світлочутливі рецептори - палички (130 млн шт.) І колбочки (7 млн ??шт.). Функції паличок і колбочок різні. Колбочки забезпечують так зване «денний» зір, вони дозволяють чітко розрізняти дрібні деталі. Кольоровий зір здійснюється виключно через колбочки. Палички кольору не сприймають і дають чорно-біле зображення.

Світло, що потрапив в око, впливає на фотохімічні речовина паличок і колбочок і розкладає його. При певній концентрації продукти розпаду подразнюють нервові закінчення, розташовані в паличках і колбочках. Виникаючі при цьому імпульси по волокнам зорового нерва надходять у головний мозок, і ми бачимо колір, форму і величину предметів.

Існує безліч аномалій зору. Є серед них і такі, які пов'язані з дефектами фоторецепторів і обумовлюють колірну і нічну ( «курячу») сліпоту.

Колірна сліпота, звана також дальтонізм, - Аномалія, якої страждають 5% всіх людей, головним чином, чоловіки. Дальтонізм обумовлений випаданням функцій колбочок одного з трьох типів - найчастіше тих, які чутливі до світлових хвиль, відповідним червоному або зеленому кольору. Хворий не здатний розрізняти кольори, які сприймаються здоровою людиною як «червоний» і «зелений». При цьому його колірне зір обмежується більш-менш темними відтінками жовтого, синього і сірого кольорів.

На 1 млн. Людей припадає 25 осіб, взагалі не розрізняють кольори. Можливо, що це порушення виникає в самому ранньому дитинстві внаслідок захворювання або ж розвивається в результаті отруєння забруднюючими речовинами, а також може бути обумовлено спадковим дефектом.

нічна сліпота обумовлена ??порушенням функцій паличок, які, як уже зазначалося, є єдиними фоточутливими елементами сітківки, здатними функціонувати при слабкому освітленні. Це порушення може виникнути з багатьох причин, звичайнісінька з яких - брак вітаміну А, необхідного для відновлення зорового пігменту паличок.

При оцінці сприйняття просторових характеристик основним поняттям є гострота зору, яка характеризується мінімальним кутом, під яким дві точки видно як роздільні. Гострота зору залежить від освітленості, контрастності, форми об'єкта та інших факторів. При оптимальної освітленості (100 - 700 лк) поріг дозволу становить від 1 град до 5 хв. При зменшенні контрастності гострота зору знижується.

Точне сприйняття зорових сигналів і чітке розрізнення деталей можливо тільки в центральній частині поля зору розміром 3 град від осі на всі боки.

Глибинний зір пов'язано зі сприйняттям простору. Помилка сприйняття абсолютної віддаленості становить 12% при дистанції 30 м. Сприйняття простору-форми, обсягу, величини і взаємного розташування об'єктів, їх рельєфу, віддаленості і напрямку, в якому вони знаходяться, досягається за рахунок бінокулярного зору двома очима.

Характеристика слухового аналізатора. За допомогою звукових сигналів людина отримує до 10% інформації. Подразники, що викликають слухові відчуття, являють собою хвилі, які утворюються в результаті коливань частинок повітря. Вібрації будь-якого предмета викликають почергове освіту ущільнених і розріджених зон повітря, які потім у вигляді послідовних механічних хвиль поширюються в просторі.

Функція вуха полягає в перетворенні цих коливань в нервові імпульси. Слухове відчуття залежить головним чином від характеристик звукової хвилі. Так, гучність звуку визначається амплітудою хвилі, а його висота - частотою коливань.

Звукові хвилі потрапляють в слуховий прохід, приводять в рух барабанну перетинку і через ланцюг слухових кісточок передаються в порожнину равлика внутрішнього вуха. Коливання рідини в каналі равлика передаються волокнам основної перетинки Кортиєва органу в резонанс тим звукам, які надходять в вухо. Нервовий імпульс, що виникає при цьому, передається до відповідного відділу головного мозку, де синтезується відповідне слухове уявлення.

Характерними особливостями слухового аналізатора є:

- Здатність бути готовим до прийому інформації в будь-який момент часу;

- Здатність сприймати звуки в широкому діапазоні частот і виділяти необхідні;

- Здатність встановлювати зі значною точністю розташування джерела звуку.

Найбільш часто слухові сигнали застосовуються для зосередженої уваги людини-оператора (попереджувальні сигнали і сигнали небезпеки), для передачі інформації людині-оператору, що знаходиться в положенні, не забезпечує йому достатній для роботи видимості об'єкта управління, приладової панелі і т. П., А також для розвантаження зорової системи.

Характеристики шкірних аналізаторів. Контакт людини з зовнішнім предметом може викликати відчуття чотирьох типів, здатні об'єднуватися в комплексні сприйняття. Це відчуття тиску, тепла, холоднішає болю. Вільні нервові закінчення розкидані по всій поверхні шкіри і реагують на температуру і тиск або відразу на обидва цих впливу. Рецептори, розташовані в більш глибоких шарах шкіри (інкапсульовані нервові закінчення і закінчення, обплітають підстави волосяних фолікулів), сприймають головним чином тиск.

Говорячи про температурні рецепторах, слід зазначити, що на тілі є точки, чутливі тільки до тепла або тільки до холоду. Вони активуються залежно від температури шкіри: якщо шкіра розпалився, всякий більш холодний предмет буде здаватися холодним, нехай навіть його температура порівняно висока. І навпаки, предмет, температура якого вища за температуру шкіри, буде здаватися теплим. Таким чином, тепло і холод - поняття досить відносні.

тактильні відчуття виникають в результаті передачі інформації різними шкірними рецепторами при їх контакті з предметом. Наприклад, коли рука ковзає по предмету з гладкою поверхнею, порушуються всі рецептори, і всі вони однаковим чином повідомляють головного мозку про своє порушення. Навпаки, ковзання руки по шорсткою поверхні в кожен даний момент веде до порушення лише певної групи рецепторів, які, у міру того як рука просувається по нерівностях, змінюються іншими, в результаті чого мозок отримує інформацію про характерні особливості поверхні предмета.

Чутливість до дотику. відчуття, що виникає при дії на шкірну поверхню різних механічних стимулів (дотик, тиск), що викликають деформацію шкіри. Відчуття виникає тільки в момент деформації.

Абсолютний поріг тактильної чутливості визначається по тому мінімальному тиску предмета на шкірну поверхню, яке виробляє ледь помітне відчуття дотику. Найбільш високо розвинена чутливість на дистальних частинах тіла. Зразкові пороги відчуттів: для кінчиків пальців руки - 3 г / мм2; на тильній стороні пальця - 5 г / мм2; на тильній стороні кисті - 12 г / мм2; на животі - 26 г / мм2; на п'яті - 250 г / мм2. Поріг розрізнення в середньому дорівнює приблизно 0,07 вихідної величини тиску.

Тактильний аналізатор має високу здатність до просторової локалізації. При послідовному впливі одиночних подразників помилка в локалізації коливається в межах 2 ... 8 мм. Характерною особливістю тактильного аналізатора є швидкий розвиток адаптації, т. Е. Зникнення відчуття дотику або тиску. Час адаптації залежить від сили подразника і для різних ділянок тіла може змінюватися в межах від 2 до 20 с.

вібраційна чутливість обумовлена ??тими ж рецепторами, що і тактильна, тому топографія розподілу вібраційної чутливості по поверхні тіла аналогічна тактильної.

Діапазон відчуття вібрації високий: від 5 до 12 000 Гц. Найбільш висока чутливість до частот 200 ... 250 Гц. При їх збільшенні та зменшенні вібраційна чутливість знижується. У цьому випадку гранична амплітуда вібрації мінімальна і дорівнює 1 мкм.

Пороги вібраційної чутливості різні для різних ділянок тіла. Найбільшою чутливістю володіють дистальні ділянки тіла людини, т. Е. Які найбільш віддалені від його медіальної площини (наприклад, кисті рук).

Шкірна чутливість до болю. больові відчуття виникають при занадто сильному збудженні вільних нервових закінчень в результаті пошкодження тканин.

Кожен микроучасток шкіри володіє найбільшою чутливістю до тих подразників (сигналом), для яких на цій ділянці є найбільша концентрація відповідних рецепторів - больових, температурних і тактильних. Так, щільність розміщення становить на тильній частині кисті - 188 больових, 14 відчутних, 7 холодових і 0,5 теплових на квадратний сантиметр поверхні; на грудній клітці - відповідно 196, 29, 9 і 0,3.

Вплив в цих точках навіть не специфічним, але досить сильним подразником незалежно від його характеру викликає специфічне відчуття, обумовлене типом рецептора. Наприклад, інтенсивний тепловий промінь, потрапляючи в точку болю, викликає відчуття болю.

Біологічний сенс болю полягає в тому, що вона, будучи сигналом небезпеки, мобілізує організм на боротьбу за самозбереження. Під впливаємо больового сигналу перебудовується робота всіх систем організму і підвищується його реактивність.

Больовий поріг при механічному тиску на шкіру вимірюється в одиницях тиску і залежить від місця вимірювань. Наприклад, поріг больової чутливості шкіри живота становить 15 ... 20 г / мм2; кінчиків пальців - 300 г / мм2. Латентний період - близько 370 мс. Критична частота злиття дискретних больових подразників - 3 Гц.

Гранична щільність потоку тепла, що викликає болюче відчуття, становить 88 Дж / (м ? с).

температурна чутливість властива організмам, що володіє постійною температурою тіла, яка забезпечується терморегуляцією. Температура шкіри трохи нижче температури тіла і різна для окремих ділянок: на лобі - 34 ... 35 ° С, на обличчі 20 ... 25 ° С, на животі - 34 ° С, стопах ніг - 25 ... 27 ° С . Середня температура вільних від одягу ділянок шкіри дорівнює 30 ... 32 ° С.

Шкірі притаманні два види рецепторів. Одні реагують тільки на холод, інші - тільки на тепло.

Просторові пороги залежать від стимулюючих факторів: при контактному впливі, наприклад, відчуття виникає вже на площі в 1 мм2, При променевому - починаючи з 700 мм2. Латентний період температурного відчуття дорівнює приблизно 0,20 с. Абсолютний поріг температурної чутливості визначається за мінімальним відчувається зміни температури ділянок шкіри відносно фізіологічного нуля, т. Е. Власної температури даної ділянки шкіри, адаптувалася до зовнішньої температури. Фізіологічний нуль для різних областей шкіри може бути досягнуто при температурах середовища між 12 ... 18 ° С і 41 ... 42 ° С. Для теплових рецепторів абсолютний поріг становить приблизно 0,2 ° С, для холодних - 0,4 ° С. Поріг различительной чутливості становить приблизно 1 ° С.

кинестетический аналізатор. Почуття положення тіла і руху кінцівок в просторі забезпечують сигнали, що приходять в мозок від рецепторів двох типів. Рецептори першого типу представлені м'язовими веретенами, знаходяться всередині м'язів, і рецепторами Гольджі, розташованими в сухожиллях; вони посилають в нервові центри сигнали про ступінь розтягування або скорочення м'язи.

Рецептори другого типу перебувають в суглобах і посилають в мозок безперервні сигнали про взаємне розташування різних частин тіла.

Можливості рухового апарату представляють певну значимість при конструюванні захисних пристроїв, органів управління, коли необхідно забезпечити енергетичну сумісність людини з машиною.

нюховий аналізатор. Нюх - це єдиний вид відчуття, обумовлений прямою передачею інформації в кору, минаючи проміжні нижчі центри головного мозку.

У кожній половині носової порожнини, в її верхній частині, налічується близько 30 млн. Рецепторних клітин, відповідальних за розпізнавання присутніх в повітрі пахучих речовин. Тим часом до цих пір мало що відомо про те, як відбувається таке розпізнавання. Теоретично розрізняють сім основних груп запахів. Запах може бути ефірним (ацетон), камфорним (нафталін), мускусним (мускус), квітковим (запах троянди), ментоловим (м'ята), гострим (оцет) або гнильним (запах тухлого яйця). Щоб пояснити, яким чином мозок розпізнає запахи, було висунуто припущення, що кожна клітина функціонує як замок, до якого підходить тільки один ключ, відповідний специфічного типу молекул певної форми і величини. Було показано, що іноді молекули з подібною структурою викликають різні нюхові відчуття.

Абсолютний поріг нюху вимірюється частками міліграма речовини на літр повітря. Запахи можуть сигналізувати людині про порушення в ході технологічних процесів і про небезпеки.

смаковий аналізатор. Традиційно розрізняють чотири типи смакових відчуттів: солодке, кисле, солоне і гірке, які сприймаються певними ділянками мови за допомогою приблизно тисячі смакових сосочків.

Ці сосочки є невеликі виступи, оточені ямкою, і розташовані на поверхні язика, включаючи задню його частину. У кожній ямці налічується від 10 до 15 смакових нирок, містять по 15 ... 20 рецепторних клітин. Кожна з таких клітин має специфічну чутливістю тільки до певних молекулам, і в одній і тій же нирці можуть бути клітини, чутливі до молекул різного типу.

Життя рецепторних клітин порівняно коротка. Через чотири дні вони фактично деградують, так що їх популяція в смакових нирках повністю оновлюється кожні 7 днів.

Абсолютні пороги смакового аналізатора виражаються у величинах концентрацій розчину, і вони приблизно в 10 000 разів вище, ніж нюхового. Різна чутливість смакового аналізатора досить груба, в середньому вона становить 20%. Відновлення смакової чутливості після впливу різних подразників закінчується через 10 ... 15 хв.

Для організму важливим є аналіз не тільки зовнішнього світу, але й те, що відбувається в ньому самому. Крім перерахованих зовнішніх аналізаторів існують аналізатори внутрішні, які сигналізують про діяльність внутрішніх органів, про стан нашої внутрішнього середовища. Сталість внутрішнього середовища - умова нормального існування організму. В даний час під внутрішнім середовищем прийнято вважати: кров (точніше, плазму крові), лімфу і міжклітинну рідину.

Можна назвати кілька параметрів внутрішнього середовища, підтримання яких особливо важливо для життя. Це вміст кисню, вуглекислого газу, водневих іонів, ряду мінеральних речовин (натрію, магнію, кальцію та ін.), Артеріального тиску, температури і ін. Діапазон коливань цих параметрів дуже великий. Завдяки такому суворому сталості внутрішнього середовища людина може перебувати в різних умовах зовнішнього середовища.

Природні системи захисту організму.В організмі людини функціонує ряд природних захисно-пристосувальних систем, що забезпечують його безпеку, збереження сталості внутрішнього середовища та адаптацію до умов існування. До них відносять деякі органи чуття: очі, вуха, ніс; кістково-м'язову систему; шкіру; кров; систему імунного захисту, біль, а також захисно-пристосувальні реакції, такі як запалення і лихоманка. Наприклад, очі мають повіки - дві шкірно-м'язові складки, що закривають очне яблуко при змиканні. Повіки захищають очі, рефлекторно оберігаючи орган зору від надмірного світлового потоку і механічного пошкодження, сприяють зволоженню їх поверхні і видалення зі сльозою сторонніх тіл. Вуха при надмірно гучних звуках забезпечують захисну реакцію: дві найменші м'язи нашого середнього вуха різко скорочуються, і три найменші кісточки (молоточок, ковадло і стремечко) перестають коливатися зовсім. Настає блокування, і система кісточок не пропускає у внутрішнє вухо надмірно сильні звукові коливання. Прихований період виникнення акустичного рефлексу приблизно дорівнює 10 мс.

чхання відноситься до групи захисних реакцій і представляє форсований видих через ніс (при кашлі - форсований видих через рот). Завдяки високій швидкості повітряний струмінь забирає з порожнини носа потрапили туди сторонні предмети і дратівливі агенти.

сльозотеча виникає при попаданні дратівливих речовин на слизову оболонку верхніх дихальних шляхів: носа, носоглотки, трахеї і бронхів. Сльоза виділяється не тільки назовні, але і потрапляє через слезоносний канал в порожнину носа, змиваючи тим самим подразнюючу речовину (тому «хлюпають» носом при плачі).

біль виникає при порушенні нормального перебігу фізіологічних процесів в організмі при подразненні рецепторів при пошкодженні органів і тканин внаслідок впливу шкідливих факторів. Біль є сигналом небезпеки для організму і одночасно біль - це захисне пристосування, що викликає спеціальні захисні рефлекси і реакції. Суб'єктивно людина сприймає біль як тяжке, гнітюче відчуття. Об'єктивно біль супроводжується деякими вегетативними реакціями (розширення зіниць, підвищення кров'яного тиску, блідість шкірних покривів особи і ін.). При болю збільшується виділення біологічно активних речовин (наприклад, в крові збільшується концентрація адреналіну). Біль змушує людину вжити заходів для збереження здоров'я.

лихоманка, підвищення температури - теж захисна реакція організму. Деякі мікроорганізми (коки, спірохети) і віруси гинуть при підвищенні температури, так як активізуються ферменти, які сприяють придушенню відтворення вірусів.

Метод штучного підвищення температури (піротерапія) підвищує стійкість організму, застосовується для прискорення загоюють процесів після травм, опіків, для розсмоктування рубців, спайок, при деяких нервових захворюваннях і при онкології.

Однак тривале підвищення температури вище 40,5 ° С негативно впливає на людину, викликаючи додаткове навантаження на серцево-судинну систему, денатурацію (руйнування) деяких життєво важливих білків.

Поверхневі покриви людини (Шкіра і слизові оболонки) є бар'єром для проникнення мікроорганізмів. На чистій шкірі через 10 ... 12 хв гинуть всі мікроорганізми, брудна шкіра не володіє такими властивостями. Слизові оболонки дихальних шляхів і шлунково-кишкового тракту захищені від мікроорганізмів секретами цих залоз.

У роті захистом є слина, містить лізоцим, що володіє бактерицидними властивостями. У шлунку антибактеріальним і протигрибковим дією володіє соляна кислота. Кожен день з твердими відходами людина втрачає 10 г хвороботворних бактерій, для яких слизова оболонка кишечника виявилася непроникною. Печінка знешкоджує отруйні речовини, які утворюються в організмі і надходять з шлунково-кишкового тракту в організм людини. У крові, лімфі і тканинної рідини знаходяться «Гуморальніфактори захисту» - це антитіла, біологічно активні речовини і гормони. При недостатності гормонів щитовидної залози і надниркових залоз послаблюються захисні сили організму.

Ще один приклад природної системи захисту - Рух. Активний рух нерідко приглушує душевну і фізичну біль. Цей механізм пильно стоїть на сторожі нервового благополуччя, готовий у разі потреби захистити мозок від занадто великого горя і занадто великої радості.

запалення - патологічний процес, еволюційно сформувався як захисно-пристосувальна реакція організму на вплив патогенних факторів. Організм активно локалізує осередок ушкодження за допомогою так званого «захисного валу», перешкоджаючи поширенню шкідливого подразника. Чим більше локально протікає реакція запалення, тим сприятливіші результат для організму.

фагоцитоз - теж еволюційно вироблена захисно-пристосувальна реакція організму, яка полягає в розпізнаванні, активному поглинанні і переварюванні мікроорганізмів, сторонніх часток, зруйнованих клітин спеціалізованими клітинами фагоцитами. Поглинаючи чужорідні тіла та пошкоджені клітини, фагоцити гинуть у великих кількостях, перетворюючись в гній.

В організмі людини функціонує система імунного захисту. імунітет - це властивість організму, що забезпечує його стійкість до дії чужорідних білків, хвороботворних (патогенних) мікробів і отруйних продуктів. імунітет - здатність організму захищати власну цілісність і біологічну індивідуальність. Імунітет захищає від інфекційних захворювань, знищує ракові клітини, відторгає чужорідні тканини. Захисні функції імунітету здійснюються лімфоїдної системою. До її складу входять: кістковий мозок, вилочкова залоза (тимус), селезінка, лімфатичні вузли і Пейєрових (лімфоїдні) бляшки кишечника.

Розрізняють природний і штучний імунітет. Природний імунітет може бути вроджений і набутий. Вроджений імунітет успадковується потомством від батьків (люди з народження мають в крові антитіла), це видова ознака, наприклад люди не заражаються чумою рогатої худоби. Набутий імунітет виробляється після попадання в кров чужорідних білків. Наприклад, після перенесення інфекційного захворювання (кір, вітрянка і ін.).

2.3. Характеристика системи «людина - машина»

Будь-яка виробнича система (високомеханізована або маломеханізірованная) являє собою систему «людина - машина». найважливішим елементом системи є людина. Безпека системи залежить не тільки від людини, але і таких показників як надійність машини, ступінь узгодженості характеристик людини і машини (людський фактор).

Надійність машини - це властивість машини виконувати задані функції, т. Е. Зберігати своє призначення і передбачені умовами експлуатації показники протягом необхідного проміжку часу. Надійність визначається сукупністю трьох чинників: безотказностью, ремонтопридатністю і довговічністю.

Як би не була досконала техніка, її ефективне безпечне застосування в кінцевому підсумку залежить від того, наскільки повно узгоджені конструктивні параметри цієї техніки з оптимальними умовами роботи оператора, з його психофізіологічними можливостями і особенностяміорганізма.

Ергономіка - Наукова дисципліна, що вивчає людини і його діяльність в процесі сучасного виробництва з метою оптимізації знарядь, процесів і умов праці, створення таких умов, які роблять працю більш ефективною і забезпечують необхідний комфорт для людини. Для ергономіки характерний системний підхід до вирішення перерахованих питань.

Ергономіка прагне пристосувати техніку до людини, щоб його діяльність була і ефективної і комфортної. Іншими словами, мова йде про певну сумісності характеристик людини, техніки і виробничого середовища, хоча цього і не завжди вдається досягти.

виділяють п'ять видів сумісності, Забезпечення яких гарантує успішне функціонування системи: інформаційна, біофізична, енергетична, просторово-антропометрична і техніко-естетична.

1. Інформаційна сумісність. У складних системах оператор зазвичай безпосередньо не керує технологічними процесами. Найчастіше він віддалений від місця їх виконання на значні відстані. Об'єкти управління можуть бути невидимі, невловимі, ??нечутні. Оператор бачить показання приладів, екранів мнемосхем, чує сигнали, що свідчать про хід процесу. Всі ці пристрої називають засобами відображення інформації (СОІ). При необхідності оператор користується важелями, ручками, кнопками, вимикачами та іншими органами управління, в сукупності утворюють сенсомоторное поле. СОІ і сенсомоторні пристрої - так звана інформаційна модель машини (комплексу). Через неї оператор і здійснює управління найскладнішими системами. Завдання ергономіки полягає в тому, щоб забезпечити створення такої інформаційної моделі, яка відображала б всі необхідні параметри машини в даний момент і в той же час дозволяла оператору безпомилково приймати і переробляти інформацію, не перевантажуючи його увагу і пам'ять. Це завдання дуже складна. Від її рішення залежать безпека, точність, якість, продуктивність праці операторів.

Інформаційна сумісність повинна відповідати можливостям людини з прийому та переробки всього потоку закодованої інформації і ефективному додатком керуючих впливів до системи.

Наприклад, у льотчика, керуючого літаком, за останні 30 років кількість засобів контролю та управління в кабіні літака збільшилася в 10 разів (на сучасному авіалайнері їх більше 600). За даними світової статистики, кожні два з трьох льотних пригод відбуваються через льотного складу. І це не просто помилки людини, викликані розгубленістю або низькою кваліфікацією. Більшість з них пояснюється тим, що необхідні дії лежать за межами можливостей людини.

Кількість інформації прийнято вимірювати в довічних знаках - бітах. У людини потік інформації через зоровий рецептор дорівнює 108... 109 біт / с. Нервові шляхи пропускають 2 ? 106 біт / с, до свідомості доходить близько 50 біт / с, в пам'яті міцно утримується 1 біт / с.

За 80 років життя пам'ять людини утримує інформацію близько 109 біт / с, але мозком оцінюється не вся, а найбільш важлива інформація. Для управління поведінкою людини і активністю його функціональних систем (т. Е. Вихідною інформацією, що йде з мозку) досить близько 107 біт / с з підключенням програм, що містяться в пам'яті.

Отримання інформації про багатьох процесах в керованому об'єкті у зовнішньому середовищі - одна з найважливіших функцій оператора складних систем. Дані, що надходять по каналах зв'язку від керованого об'єкта і зовнішнього середовища, відображаються на різних пристроях (стрілочні прилади, екрани осцилографів і т. П.), Що утворюють «інформаційну модель», - безпосереднє джерело інформації для оператора, що приймає рішення.

Основні труднощі опосередкованого управління - не тільки швидко «зчитувати», т. Е. Правильно визначати показання приладів, але і швидко (іноді блискавично) узагальнювати дані, що надходять, подумки представляти взаємозв'язок між показами приладів і реальною дійсністю. Це означає, що оператор на підставі показань приладів (інформаційної моделі) повинен створити в своїй свідомості внутрішню (концептуальну) модель керованого об'єкта і навколишнього середовища.

Так, наприклад, льотчик при польоті за приладами в середньому 86 разів на хвилину переключає увагу з одного приладу на інший, а на деяких етапах інтенсивність перемикання погляду досягає 150 і навіть 200 разів.

2. Біофізична сумісність. Має на увазі створення такої навколишнього середовища, яка забезпечує прийнятну працездатність і нормальний фізіологічний стан оператора. Це завдання стикується з вимогами безпеки праці. Граничні значення для багатьох чинників навколишнього середовища встановлені законодавством, але вони не завжди пов'язані з функціональними завданнями оператора. Тому при розробці машин або технологічних процесів з'являється необхідність спеціального дослідження параметрів шуму, вібрації, освітленості, повітряного середовища і т. Д.

Біофізична сумісність людини і системи полягає в досягненні розумного компромісу між фізіологічним станом і працездатністю людини, з одного боку, і різними факторами, що характеризують систему з урахуванням обсягу, якості виконуваних ним завдань і тривалості роботи - з іншого. Тут повинні бути обгрунтовані і обрані номінальні і граничні значення окремих впливів на організм людини з метою забезпечення мінімальної небезпеки і максимально можливої ??продуктивності.

3. Енергетична сумісність передбачає узгодження органів управління машиною з оптимальними можливостями людини щодо прикладених зусиль, що витрачається потужності, швидкості і точності рухів.

Силові та енергетичні параметри людини мають певні межі. Для приведення в дію сенсомоторних пристроїв (важелів, кнопок, перемикачів і т. П.) Можуть знадобитися дуже великі або дуже малі зусилля. І те й інше погано. У першому випадку людина буде втомлюватися, що може привести до небажаних наслідків у керованій системі. У другому випадку можливе зниження точності роботи системи, тому що людина не відчує опору важелів.

Можливості рухового апарату представляють певний інтерес при конструюванні захисних пристроїв і органів управління. Сила скорочення м'язів людини коливається в широких межах. Наприклад, номінальна сила кисті в 450 ... 650 Н при відповідному тренуванні може бути доведена до 800 Н. Сила стиснення в середньому рівна 550 Н для правої і 450 Н для лівої руки, може збільшуватися в два рази і більше. У табл. 2.2 наведені значення оптимальних зусиль на органи управління.

4. Антропометрична сумісність передбачає врахування розмірів тіла людини, можливості огляду зовнішнього простору, положення оператора в процесі роботи (сидячи або стоячи) для визначення обсягу робочого місця, зони досяжності для кінцівок оператора і ін. з метою створення комфортних умов праці та зниження стомлюваності.

Таблиця 2.2

Механічні зусилля і можливості людини

 вид навантаження  величина зусилля
 Максимальне навантаження на кістково-м'язову систему  167 ? 107 па
 Середня сила біцепса правої руки: мужчіниженщіни  380 Н220 Н
 Номінальна сила кисті  450 Н
 Сила стиснення пальців руки  500 Н
 Оптимальні зусилля: натискання тумблерів, кнопок ножних педалейричагов ручного управління рукояток  1,4 ... 12 IIДо 300 НДО 160 НДО 100 Н
 Швидкість руху рук  0,01 ... 8000 см / с

Антропометричні характеристики визначаються загальними розмірами тіла людини і його окремих частин і використовуються для проектування найбільш раціональних, зручних і безпечних знарядь праці. Вони дозволяють розраховувати просторову організацію робочого місця, встановлювати зоною досяжності і видимості, розміри конструктивних параметрів робочого місця і пристосувань. Для цього частину простору робочого місця, в якому здійснюються трудові процеси, мусить бути розділена на робочі зони. Величину робочої зони і співвідношення між антропометричними характеристиками людини і просторової організацією робочих місць вирішує наука ергономіка.

Антропометричні показники діляться на динамічні і статичні. динамічні характеристики використовуються для визначення обсягу робочих рухів, зон досяжності і видимості. За ним розраховують просторову організацію робочого місця.

статичні - можуть бути лінійними і дуговими. Залежно від орієнтації тіла в просторі лінійні розміри діляться на поздовжні (висота різних точок над підлогою або сидінням), поперечні (ширина плечей, таза і т. П.), Передньо-задні (передня досяжність рук і ін.).

Ергономіка проводить дослідження робочих поз. Робоча поза «стоячи» вимагає великих енергетичних витрат і менш стійка через піднятого центру ваги, тому при цій позі швидше настає стомлення.

Робоча поза «сидячи» має цілий ряд переваг: різко зменшується висота центру ваги над точкою опори, завдяки чому зростає стійкість тіла. Значно скорочуються енергетичні витрати організму для підтримки такої пози, внаслідок чого вона є менш напружена. Однак тривалі статичні напруги м'язів можуть викликати швидке стомлення, зниження працездатності, профзахворювання (викривлення хребта, розширення вен, плоскостопість) і привести до травматизму. Статична поза утомительнее, ніж динамічна.

Робочу зону, зручну для дії обох рук, потрібно поєднувати із зоною, зручною для охоплення людським поглядом.

Техніко-естетична сумісність полягає в забезпеченні задоволеності людини від спілкування з технікою, колірного клімату, від процесу праці. Всім знайоме позитивне відчуття при користуванні витончено виконаним приладом або пристроєм. Для вирішення численних і надзвичайно важливих техніко-естетичних завдань ергономіка залучає художників-конструкторів, дизайнерів.

Таким чином, безпеку та ефективність системи «людина - машина» визначається надійністю машини, якістю підготовки оператора, впливом навколишнього зовнішнього середовища і ступенем узгодженості характеристик людини і машини в конкретній системі «людина - машина». Аналіз і облік людського фактора - обов'язкова умова при розробці системи «людина - машина».

 



Фізіологічні основи праці | Психологічні якості людини
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати