宇航員防迷失指南

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編譯：王茸

校對：王婧彧 木川

審閱：林鈺然

美編：徐玖坤

後臺：胡永葳

本研究使用的多軸旋轉裝置（MARS）的圖片，參與者使用該裝置在垂直滾動平面（左）和水平滾動平面（右）上保持地球模擬平衡和太空模擬平衡。(來源：Vimal 等(2023))

最近發表在《生理學前沿》（Frontiers in Physiology）上的一項研究探討了如何利用振動可穿戴設備（被稱爲振動接觸器）來幫助宇航員應對太空中的空間定向障礙。儘管宇航員接受了嚴格的訓練來對抗空間定向障礙的症狀，但宇航員在地球上習慣的重力或感知缺乏仍然會影響其空間感知。這項研究由布蘭迪斯大學（Brandeis University）的一個研究小組完成，希望通過發現更有效的方法來對抗空間方向迷失，尤其是在宇航員執行長期的月球甚至火星任務時產生的空間定向障礙。

"長時間的太空飛行將造成許多生理和心理壓力，這將使宇航員非常容易出現空間定向障礙，"布蘭迪斯大學研究科學家、也是該研究的第一作者維維卡南·P·維馬爾博士(Dr. Vivekanand P. Vimal)說, "當宇航員迷失方向時，他們將無法再依靠自身一直依賴的內部感官。"

空間定向障礙的另一個名稱是 "視覺重定向幻覺 "或 VRIs（visual reorientation illusions），是指宇航員在太空中，特別是在太空行走時，無法判斷 "上 "或 "下"。我們身體的前庭系統，特別是內耳中的傳感器，會不斷向大腦發送有關頭部和身體運動的信息，告訴大腦我們是在向上還是向下。然而，宇航員在太空中經歷的失重狀態會導致前庭系統錯誤地定位身體朝向，但中樞神經系統又會幫助重新解釋這些信號，這就是大多數宇航員在太空中待上幾天後就能適應失重狀態的原因。

在這項研究中，研究人員招募了 30 名參與者，讓他們使用多軸旋轉裝置（MARS），並有意阻礙他們自身的感官感知，以評估振動接觸器如何幫助參與者解決空間定向障礙的問題。操作旋轉裝置時，參與者需使用操縱桿來保持其平衡，目的是在每個參與者的 40 次試驗中，儘可能保持接近平衡點。前 20 次試驗包括垂直滾動平面上的地球模擬試驗，參與者可以使用自身的感官知覺；後 20 次試驗包括水平滾動平面上的太空模擬試驗，參與者更加難以依靠甚至是使用自身的重力感知能力。

所有 30 名參與者都觀看了關於旋轉裝置的操作視頻，然後被分成三個不同的研究小組：10 人接受了如何在不使用自身感知的情況下使用振動器的額外培訓，10 人接受了使用振動器的培訓，另外10 人同時接受了這兩種培訓。在整個試驗過程中，所有參與者被矇住雙眼、戴上了耳塞、並在有白噪音干擾的情況下進行了感官知覺障礙訓練；振動觸動器由四個可穿戴設備組成，每個手臂上都綁有一個，總共八個，在試驗過程中，如果參與者偏離平衡點，設備就會振動。

最後，正如研究人員所料，所有參與者在模擬太空飛行時都出現了空間定向障礙。此外，研究人員還發現，只使用振動器而未接受額外訓練的組別比只接受額外訓練而未使用振動器的參與者表現更好。同時完成這兩項訓練的學員在三組學員中表現最好。儘管如此，學員們在地球模擬訓練中的表現要遠遠好於太空模擬訓練，研究人員認爲這可能是由於學員們適應了振動器的提示，也可能是由於振動器本身的嗡嗡聲不足以向學員們發出他們正在偏離平衡點的信號。

維瑪爾說："飛行員對外部設備的認知信任很可能是不夠的。相反，這種信任必須是更深層次的，幾乎是亞認知層面的。要做到這一點，就需要進行專門的培訓。"

研究人員計劃對振動接觸器進行更多的測試，以便幫助未來的宇航員在另一個星球表面順利着陸或進行太空行走。

https://www.universetoday.com/164129/astronauts-could-wear-a-device-to-prevent-disorientation-in-space/

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宇航員日常工作圖 (圖片來源：NASA)

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