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研究生(外文):Huang, Yu-Che
論文名稱(外文):Exploring the Impact of Fatigue State on Construction Site Accidents Using Virtual Reality
指導教授(外文):Dzeng, Ren-Jye
口試委員(外文):Dzeng, Ren-JyeJheng, Ming-YuanPan, Na-FeiZeng, Huei-Bin
外文關鍵詞:FatigueElectroencephalography(EEG)Simulation FidelityConstruction Safety AccidentVirtual Reality(VR)Independent Component Analysis(ICA)
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有名的職業安全學者Heinrich 1931年所提出的骨牌理論,其內容共有五大要點, 就以其第三點:不安全行為是工安災害發生率最高的一點。本研究欲探討不安全行為對工地安全的影響,又以不疲勞精神狀態和疲勞精神狀態為主要探討,因為對於疲勞理論的發展源自於1990年代南非的開普敦大學實驗室,研究此理論的運動生理學家Tim Noakes博士認為疲勞的感覺並不是在肌肉產生而是由大腦所發出的,因此研究才針對疲勞狀態作為研究方向及目的。
而研究方法主軸是採用虛擬實境(Virtual Reality)的方式,用Autodesk Revit 打造一工安意外場景,邀請受測者穿戴上VR裝置, 以擬真的角度進入一工地,進而用遊戲式的方式收集掉入危害的樣本,配合測後問卷得 到數據支持骨牌理論,進而利用腦電波(EEG)分析看出落入工地危害的人,當下的腦波反應。
本研究之關鍵應在於虛擬實境的擬真度,足夠的擬真程度才能夠說服人類以沉浸式的方式走在一施工現場。在建置工地模型時,為讓模型更逼真,本研究加了Enscape之渲染引擎軟體並搭配HTC Vive之硬體,提升擬真保真度至最高狀態。隨後並探討疲勞下,穿戴Neuroscan 32 channels之硬體設備,走在危害之情況下而產出腦頻譜之探討,最後利用EEG Lab分析。
Any workplace may cause accidents, and the number of accidents in construction projects is the highest.
Heinrich, a well-known occupational safety scholar, proposed the domino theory in 1931. The content of the dominoes has five major points. The third point is that unsafe behavior is the highest incidence of work safety disasters. This study is to explore unsafe behaviors against the safety of workers. The influence is based on the not fatigue state and the fatigue state because the development of fatigue theory originated from the University of Cape Town laboratory in South Africa in the 1990s. Dr. Tim Noakes, an exercise physiologist who studied the theory, believes that The feeling of fatigue is not produced by the muscle but by the brain so the research is aimed at the mental state as the research direction and purpose.
The research method spindle is a virtual reality VR (Virtual Reality) method, using Autodesk Revit to create a virtual construction, invite the subject to wear the VR device, enter the site with a realistic angle, and then use the game-style The method collects the samples that fall into the hazard, and cooperates with the post-test questionnaire to obtain data to support Heinrich's domino theory, and then uses brain wave (EEG) analysis to see the people who fall into the construction site and the current brain wave reaction.
The key to this research should be the fictitiousness of virtual reality. The sufficient degree of immersive can convince humans to walk into a construction site in an immersive way. In the construction of the site model, in order to make the model more realistic, this study adds Enscape's rendering engine software and HTC Vive hardware enhances the fidelity to keep the highest state; then under the fatigue, where the hardware device of Neuroscan 32 channels, in the case of harm, and produce the brain spectrum The discussion, finally using EEG Lab analysis.
Finally, the virtual reality experiment confirmed that Heinrich's doctrine of the unsafe behavior of the domino theory did increase the probability of falling into the harm; and then through the brainwave to judge the change of the tester on the virtual reality scaffold.
摘要 I
Abstract III
誌謝 V
目錄 VII
圖目錄 IX
表目錄 XVI
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2研究目的 2
1.3研究範圍與限制 2
1.4研究方法 2
1.5研究流程 2
第二章 文獻回顧 4
2.1腦電波、虛擬實境、骨牌理論和疲勞理論 4
2.1.1腦電波(EEG)簡介 4
2.1.2虛擬實境(Virtual Reality,VR)簡介 4
2.1.3骨牌理論(Domino Theory)簡介 5
2.1.4疲勞理論簡介 6
2.2精神狀態與安全之研究 7
2.2.1疲勞影響駕車時大腦與行為關係 7
2.2.2與加速規檢測之應用 8
2.3虛擬實境與安全之研究 9
2.3.1火災逃生之應用 9
2.3.2飛行員訓練之應用 10
2.4腦電波與安全之研究 11
2.5腦研究之相關文獻 11
第三章 虛擬實境實驗方法以及分析 13
3.1虛擬實境之實驗方法 13
3.1.1虛擬實境實驗前置作業 13
3.1.2虛擬實境實驗實測流程 44
3.2虛擬實境實驗之研究分析 54
3.2.1虛擬實境實驗分析工具 54
3.2.2虛擬實境實驗分析分法 58
第四章 虛擬實境結合腦電波之混合式實驗方法以及分析 76
4.1虛擬實境結合腦電波之混合式實驗方法 76
4.1.1虛擬實境結合腦電波之混合式實驗的前置作業 76
4.1.2虛擬實境結合腦電波之混合式實驗實測流程 83
4.2虛擬實境結合腦電波之混合式實驗分析 87
4.2.1虛擬實境結合腦電波之混合式實驗之分析工具 87
4.2.2虛擬實境結合腦電波之混合式實驗之分析方法 87
第五章 結論與建議 124
5.1研究結論 124
5.2研究建議 124
參考文獻 126
附錄 131
1. Herbert William Heinrich(1931), “Industrial Accident Prevention”, McGraw-Hill book company, New York, U.S.
2. Timothy David Noakes(2012), “Fatigue is a Brain-Derived Emotion that Regulates the Exercise Behavior to Ensure the Protection of Whole Body Homeostasis”, Front Physiol, Vol.3, pp1-3
3. Joe Friel(2012), “That Which Is Measured Improves”, www.joefrielsblog.com/2012/11/index.html, 2012/11/19
4. Florian Jentsch, Michael Curtis and Eduardo Salas (1998), “Simulation in Aviation Training”, University of Central Florida, U.S.
5. Philippa H. Gander Hannah M. Mulrine Margo J. van den Berg A. Alexander T. Smith T. Leigh Signal Lora J. Wu Gregory Belenky(2015), “Effects of sleep/wake history and circadian phase on proposed pilot fatigue safety performance indicators”, Journal of Sleep Research, Vol.24, No.1, pp.110-119
6. Bor´ıs Burle, Laure Spieser, Cl´emence Roger, Laurence Casini, Thierry Hasbroucq, Franck Vida(2015), “Spatial and temporal resolution of EEG: Is it really black and white? A Scalp Current Density view”, International Journal of Psychophysiology.
7. Erwin Schrödinger, “The Present Situation in Quantum Mechanics”, University of Vienna, Austria, 1953
8. L. A. Zadeh(1965), “Fuzzy Sets”, Information and Control 8, pp.338-353
9. Simon Folkard, Kenneth I. Hume, David S. Minors, James M. Waterhouse & Frances L. Watson(1985), Nature, Vol.313, pp.678-679
10. Chen, Shu-Jen, Hwang, Ching-Lai(1992), “Fuzzy Multiple Attribute Decision Making”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Germany
11. Erkki Oja, Juha Karhunen, Aapo Hyvarinen(1997), “Independent Component Analysis”, A Wiley-Interscience Publication JOHN WILEY & SONS, INC., U.S, pp.147-154
12. Colin Cherry(1953), “The Cocktail Party Effect”, www.spring.org.uk/2009/03/the-cocktail-party-effect.php, 2009/03/12
13. Sarah Otmani, Thierry Pebayle, Joceline Roge, Alain Muzet(2005), “Effect of driving duration and partial sleep deprivation on subsequent alertness and performance of car drivers”, Physiology & Behavior, Vol.84, No.5, pp.715-724
14. Dr. Tim Noakes(2007), “The Central Governor Model of Exercise Regulation Applied to the Marathon”, Sports Med, Vol.37, No.4-5, pp.374-377
15. Matt Fitzgerald(2010), “RUN: The Mind-Body Method of Running by Feel”, Inside Triathlon, U.S, pp.50-60
16. M. Murugappan, R. Nagarajan and S. Yaacob(2010), “Classification of Human Emotion from EEG Using Discrete Wavelet Transform”, Biomedical Science and Engineering, pp.390-396.
17. P.C.Petrantonakis and L. J. Hadjileontiadis,EEG-based Emotion Recognition Using Hybrid Filtering and Higher Order Crossings, Proceedings of Affective Computing and Intelligent Interaction and Workshops,2009
18. Kosuke Kaida, Masaya Takahashi, Torbjörn Åkerstedt, Akinori Nakata, Yasumasa Otsuka, Takashi Haratani and Kenji Fukasawa(2006), “Validation of the Karolinska sleepiness scale against performance and EEG variables” Clinical Neurophysiology, Vol.117, No.7, pp.1574-1581
19. Karolinska Institutets(1983), “KAROLINSKA SLEEPINESS SCALE, KSS”,2018/10/22
20. Kaida, Kosuke, Masaya Takahashi, Torbjorn Akerstedt, Akinori Nakata, Yasumasa Otsuka, Takashi Haratani and Kenji Fukasawa, “Validation of the ”, Clinical Neurophysiology, Vol. 117, No. 7, July 2006, pp. 1574-1581
21. Nolte J.The Human Brain 5th ed, Mosby Inc, Missouri, 2002.
22. Joseph Edward Shigley, Charles R. Mischke, Richard Gordon Budynas, Mechanical Engineering Design, McGraw-Hill Professional, Michigan, 2004.
23. Arnaud Delorme, Toby Fernsler, Hilit Serby, and Scott Makeig, EEGLAB Tutorial, University of San Diego, California, 2006
24. George, D., & Mallery, P., SPSS for Windows step by step: A simple guide and reference. 11.0 update (4th ed.), Allyn & Bacon, Boston, 2003
1. 勞動部勞動及職業安全衛生研究所(2017),勞動部勞動及職業安全衛生研究所網站,www.ilosh.gov.tw,2018/10/24
2. 呂學冠、翁偉迪(2014),認識疲勞,競技運動期刊,第16卷第1期,p.54-58,2014年6月
3. 台北榮總整合性腦功能研究室(2011),腦電波簡介,台北榮民總醫院醫學研究部
4. 李金泉, 蕭景祥, 鄭世岳, 魏榮男,新職業安全衛生概論,第二版,新文京出版社,台北,2018/02/20出版
5. 謝濟遠(2015),「疲勞影響駕車時大腦與行為關係之縱貫性研究」,國立交通大學生醫工程研究所碩士論文,新竹
6. VRdax Channel,虛擬實境VR介紹,stg.veer.tv/vr/VRdax/collection,2018/10/23
7. 薛旭任(2009),「睡前不同色溫光照對主觀嗜睡程度、腦波、心跳速率 與後續睡眠之影響」,國立政治大學心理學研究所碩士論文,台北
8. 鄧維兆、裴文(2007),「李克特尺度與模糊語意尺度在服務品質評量之 影響比較」,中華大學經營管理研究所,新竹
9. 營造安全衛生設施標準,「第二章第8條、17條、第25條、43條和313條」,行政院勞動部,2013年6月26日最後修訂版
10. 職業安全衛生設施規則,「243條」,行政院勞動部,2014年7月1日最後修訂版
11. 黃騰毅(2003),「動態虛擬駕車平台研發及其在駕駛員心理負擔之腦波估測與應用」,國立交通大學電控工程研究所碩士論文,新竹
12. 賴崇閔、黃秀美、廖述盛和黃雯雯(2009),3D虛擬實境應用於醫學教育接受度之研究,教育心理學報,第40卷第3期,p.341-362,2009年3月
13. 陳奕中(2012),「智慧型手機應用於工地墜落前兆感測之研究」,國立交通大學土木工程學系研究所,新竹
14. 董明智、黃俊堯、蘇勝達、高崇洋、鄭子涵、郭奕浦、許晉豪和劉孟蓁(2010),火災虛擬實境導覽系統,勞工安全衛生研究季刊,第18卷第4期 ,p.392-403,2010年12月1日
15. 顧明遠,教育大辭典,上海教育出版社,1998年
16. HTC官方網站,www.htc.com/tw/,2018/10/20
17. Samsung官方網站,www.samsung.com/tw/,2018/10/20
18. Sony官方網站,www.sony.com.tw/,2018/10/20
19. Oculus Go官方網站,www.oculus.com/go/,2018/10/20
20. Steam官方網站,store.steampowered.com/,2018/10/20
21. 溫德生(2009),飛行疲勞的克服,中華民國航空醫學暨科學期刊, 第23卷第1期,p.25-37,2009年6月
22. 維基百科(2018),疊加原理,https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%A0%E5%8A%A0%E5%8E%9F%E7%90%86,2018年9月6日
23. 曾唯哲、周辰和蕭文信(2018),虛擬實境(Virtual Reality)之認知經驗設計初探之認知經驗設計初探,工業設計,第137期,p.7-11
24. 維基百科(2018),腦電圖,https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%85%A6%E9%9B%BB%E5%9C%96,2018年9月23日
25. 營造安全衛生設施標準,勞動部,最終更新版本2014年6月26日
26. 職業安全衛生設施規則,勞動部,最終更新版本2014年7月1日
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