李啟杰，王宏偉，莫 言，姜 勁

(中國航天員科研訓(xùn)練中心，北京 100094)

1 引言

航天員在未來執(zhí)行在軌長期駐留任務(wù)中，作為航天器人-機-環(huán)系統(tǒng)的主體，作業(yè)能力受到情緒、疲勞以及感知覺下降的限制。航天環(huán)境中的失重、密閉狹小空間、晝夜節(jié)律變化等因素會惡化航天員在軌的情緒狀態(tài)，轉(zhuǎn)向負性情緒狀態(tài)，進而削弱作業(yè)能力，影響飛行安全[1-2]。

情緒是人體內(nèi)部生理心理狀態(tài)與外界環(huán)境相互作用的結(jié)果，可能會正向增強或反向阻礙人的認知或行為結(jié)果。國內(nèi)973計劃中關(guān)于中長期載人航天任務(wù)的項目在15天和45天-6°頭低位臥床實驗中發(fā)現(xiàn)了受試者的情緒狀態(tài)變化，并指出長期飛行狀態(tài)下會誘發(fā)負性情緒，并造成任務(wù)績效和生理狀態(tài)改變[3]。同時，多項國內(nèi)外研究表明負性情緒狀態(tài)會阻礙認知功能的信息加工、風(fēng)險決策和任務(wù)績效等。Zadra等的研究表明消極情緒會抑制信息加工能力[3]。Hu的研究表明負性情緒狀態(tài)降低了駕駛員的風(fēng)險意識，從而更容易出現(xiàn)危險駕駛行為。姜勁的研究表明負性情緒會惡化疲勞狀態(tài)下航天員的MATB(多任務(wù)組合任務(wù)平臺，Multi-Attribute Task Battery)任務(wù)績效[4]，同時負性情緒將提高人執(zhí)行同一任務(wù)的腦力負荷水平[5]。然而，現(xiàn)有研究中探索負性情緒對航天任務(wù)績效的影響報道較少，負性情緒對典型航天任務(wù)的目標跟蹤、狀態(tài)監(jiān)督等任務(wù)的績效影響仍未見公開報道。

跟蹤和監(jiān)督作為典型的航天任務(wù)類型，是被重點關(guān)注的領(lǐng)域。MATB作為美國宇航局針對典型航天任務(wù)開發(fā)的任務(wù)平臺，分為系統(tǒng)監(jiān)督任務(wù)、目標跟蹤任務(wù)、通信交流任務(wù)以及油路管理任務(wù)，是一種模擬航天任務(wù)的多任務(wù)平臺[6]。本文選用MATB平臺作為實驗范式，模擬航天任務(wù)中典型目標跟蹤和狀態(tài)監(jiān)督任務(wù)，利用情緒刺激視頻誘發(fā)志愿者的負性情緒狀態(tài)，分別研究負性情緒對決策和跟蹤任務(wù)狀態(tài)下的任務(wù)績效變化。

2 方法

2.1 志愿者

本研究招募了20名18～35歲的男性志愿者，無精神疾病史，均為右利手。實驗開始前，對每位志愿者實施3～4 h的技能培訓(xùn)。

實驗技能要求：①志愿者維持跟蹤任務(wù)的靶標處于規(guī)定范圍內(nèi)，時長為30 s；②志愿者實現(xiàn)監(jiān)督任務(wù)90%以上反應(yīng)正確率。任務(wù)開始前，受試者在無拘束狀態(tài)保持平穩(wěn)呼吸10 min，以恢復(fù)平穩(wěn)情緒狀態(tài)，否則擇日完成實驗。

2.2 實驗條件

實驗在密閉實驗室內(nèi)完成，志愿者根據(jù)自身舒適程度調(diào)整坐姿，使顯示器到受試者眼部距離在45～60 cm處。實驗要求志愿者在實驗前保持良好休息，無明顯疲勞狀態(tài)，且無明顯情緒波動。

2.3 跟蹤任務(wù)設(shè)計

跟蹤任務(wù)采用MATB任務(wù)的靶標跟蹤任務(wù)，跟蹤任務(wù)界面如圖1所示。志愿者通過操作桿控制圓形靶標運動，正方形規(guī)定范圍為目標區(qū)域，如圓形靶標處于目標區(qū)域，則系統(tǒng)正常，反之則為異常。跟蹤任務(wù)的難度由標靶的漂移頻率和響應(yīng)速度決定，跟蹤任務(wù)設(shè)定為四級任務(wù)負荷，一至四級任務(wù)負荷的漂移頻率和響應(yīng)速度分別設(shè)定為高/低、中/中、中/高和低/高。績效采樣率為1 Hz，采樣結(jié)果為靶標位置x-y軸信息。

圖1 跟蹤任務(wù)界面Fig.1 The interface of tracking task

2.4 監(jiān)督任務(wù)設(shè)計

MATB任務(wù)的系統(tǒng)監(jiān)督任務(wù)模擬航天飛行狀態(tài)監(jiān)測任務(wù)，志愿者需對系統(tǒng)異常狀態(tài)做出及時反應(yīng)。系統(tǒng)監(jiān)督任務(wù)由4個條狀方塊和2個方形報警模塊組成。4個條狀方塊分別由11個方格組成，分別對應(yīng)功能鍵F1、F2、F3和F4，動態(tài)運動條在條狀方塊中運動，條狀方塊的異常事件指動態(tài)運動條處于條狀方塊最上或最下三個方格處。

2個方形報警方塊由單個正方形組成，分別對應(yīng)F5和F6。F5方形報警方塊的正常狀態(tài)為綠色，反之為異常事件，F(xiàn)6方形報警方塊的正常狀態(tài)為白色，異常狀態(tài)為紅色。當發(fā)生異常事件時，志愿者需盡快按下對應(yīng)功能鍵。系統(tǒng)監(jiān)督任務(wù)的難度由系統(tǒng)異常事件的發(fā)生頻率決定，一至四級難度的異常事件間隔時間分別設(shè)定為13 s、9 s、6 s和3 s，時間間隔越短，任務(wù)負荷越高。實驗中系統(tǒng)監(jiān)督任務(wù)設(shè)定為四級任務(wù)負荷。監(jiān)督任務(wù)界面如圖2所示。

圖2 監(jiān)督任務(wù)界面Fig.2 The interface of mmonitoring task

2.5 情緒視頻

視頻能夠綜合聽覺和視覺刺激，能夠有效誘發(fā)特定類型的情緒[7]。實驗選用兩種情緒類型的視頻刺激材料，分別是負性情緒和中性情緒。實驗采用的情緒誘發(fā)視頻材料參考前期已有的研究成果[7]，能夠有效誘發(fā)出特定負性情緒和中性情緒狀態(tài)。情緒誘發(fā)視頻材料持續(xù)時間為45 ～90 s。

2.6 實驗范式設(shè)計

實驗設(shè)計包括任務(wù)負荷、情緒狀態(tài)和任務(wù)種類三個因素，其中監(jiān)督任務(wù)和跟蹤任務(wù)均涉及四級任務(wù)負荷。實驗任務(wù)設(shè)計將同一類任務(wù)的四級任務(wù)負荷安排順序完成，以保持在相同情緒狀態(tài)下遍歷任務(wù)負荷。其次，負性情緒刺激會干擾中性情緒刺激效果。因此為避免負性情緒狀態(tài)對中性狀態(tài)可能的影響，選擇了先觀看中性視頻再觀看負性視頻的組合。實驗采用受試者自身實驗數(shù)據(jù)對照。受試者完成中性情緒刺激后任務(wù)數(shù)據(jù)作為正常條件下的任務(wù)數(shù)據(jù)，與負性情緒狀態(tài)影響的任務(wù)數(shù)據(jù)進行對比。

實驗范式設(shè)計根據(jù)任務(wù)負荷、情緒狀態(tài)和任務(wù)種類安排。實驗分兩部分完成，分為跟蹤任務(wù)階段和監(jiān)督任務(wù)階段。跟蹤任務(wù)和監(jiān)督任務(wù)均設(shè)置為四級任務(wù)負荷水平，情緒狀態(tài)分為中性和負性情緒狀態(tài)。跟蹤任務(wù)階段，受試者需完成8組任務(wù)，前4組任務(wù)為志愿者觀看中性情緒視頻后完成四級任務(wù)負荷跟蹤任務(wù)，后4組任務(wù)為志愿者觀看負性情緒視頻后完成四級任務(wù)跟蹤任務(wù)。監(jiān)督任務(wù)階段，受試者需完成8組任務(wù)，前4組任務(wù)志愿者觀看中性情緒視頻后完成四級任務(wù)負荷的監(jiān)督任務(wù)，后4組任務(wù)志愿者觀看負性情緒視頻后完成四級任務(wù)的監(jiān)督任務(wù)。每組任務(wù)志愿者觀看45 s～90 s的不同類型情緒視頻刺激材料，然后操作跟蹤任務(wù)或監(jiān)督任務(wù)5 min，最后填寫NASA-TTASK LOAD Index主觀量表問卷，依次循環(huán)，流程如圖3所示。

圖3 實驗任務(wù)流程Fig.3 Experiment paradigms

3 結(jié)果與分析

3.1 情緒狀態(tài)

志愿者每次觀看情緒視頻刺激材料后，填寫情緒量表，從喚醒度和愉悅度兩個維度來評價情緒視頻刺激的主觀感受[8]。根據(jù)情緒誘發(fā)理論，愉悅度和喚醒度均采用7分值評價。愉悅度得分越高，志愿者越愉悅，愉悅度得分越低，志愿者愉悅程度越低。喚醒度得分越高，志愿者的喚醒度越高，反之亦然。情緒的喚醒度與愉悅度評價是一種能有效驗證情緒刺激效果的主觀評價方法[9]。情緒評價結(jié)果如圖4所示，經(jīng)配對t檢驗分析，兩種情緒視頻刺激材料的喚醒度評價存在顯著差異(t(319)=7.58，p<0.001)。經(jīng)配對t檢驗發(fā)現(xiàn)兩種類型情緒視頻刺激的愉悅度評價存在顯著差異(t(319)=15.71，p<0.001)。兩種情緒視頻材料能夠有效誘發(fā)志愿者不同的情緒狀態(tài)。

圖4 不同情緒視頻刺激的喚醒度與愉悅度評價Fig.4 The arousal rating and valence rating for different emotional video stimuli

3.2 監(jiān)督任務(wù)績效

監(jiān)督任務(wù)的績效指標為正確率(ACC)和平均反應(yīng)時(RT)兩個指標，其中ACC是指志愿者應(yīng)對異常情況按下正確功能鍵的比率，RT是指志愿者應(yīng)對異常情況做出反應(yīng)的平均時間值。

3.2.1 監(jiān)督任務(wù)ACC指標績效

監(jiān)督任務(wù)ACC變化趨勢如圖5所示。監(jiān)督任務(wù)ACC績效指標經(jīng)2(情緒：負性vs中性)×4(任務(wù)負荷：四級任務(wù)負荷)雙因素重復(fù)測量方差分析，發(fā)現(xiàn)四級任務(wù)負荷對監(jiān)督任務(wù)ACC數(shù)據(jù)存在顯著影響(F(3,57)=24.55，p<0.001，η2=0.56)，未發(fā)現(xiàn)情緒刺激對監(jiān)督任務(wù)ACC數(shù)據(jù)存在顯著影響(F(1,19)=0.85，p=0.34，η2=0.04)。不同任務(wù)負荷的監(jiān)督任務(wù)ACC指標經(jīng)Bonferroni post-hoc分析，結(jié)果如表1所示。

圖5 任務(wù)負荷和情緒狀態(tài)影響下的監(jiān)督任務(wù)的ACC指標變化趨勢Fig.5 The ACC of monitoring tasks under different workloads and emotional states

表1任務(wù)負荷對監(jiān)督任務(wù)ACC績效的Bonferronipost-hoc分析

Table1Bonferronipost-hocanalysisofACCperformanceinmonitoringtasks

TaskloadMeanStdTDfpLevel 1 vs Level 20.046950.084343.53390.001Level 1 vs Level 30.094710.111245.3839<0.001Level 1 vs Level 40.214940.183877.3939<0.001Level 2 vs Level 30.047760.134362.24390.03Level 2 vs Level 40.167990.190525.77390.001Level 3 vs Level 40.120230.207353.66390.001

交互效應(yīng)檢測表明情緒狀態(tài)和任務(wù)負荷對監(jiān)督任務(wù)的ACC指標存在顯著交互效應(yīng)(F(3,57)=3.1，p=0.034，η2=0.14)。兩種情緒狀態(tài)下監(jiān)督任務(wù)的ACC績效的配對t檢驗結(jié)果如表2所示。

表2不同情緒狀態(tài)監(jiān)督任務(wù)ACC績效的配對t檢驗

Table2Thepairedt-testofACCinperformancemonitoringtasksunderdifferentemotionalstates

Monitoring taskneutral vs negativeMeanStdtdfpLevel-10.00630.05450.518190.61Level-20.01980.11980.741190.468Level-30.01460.14880.438190.667Level-4-0.09830.20292.16190.043

3.2.2 監(jiān)督任務(wù)RT指標績效

監(jiān)督任務(wù)的RT指標變化趨勢如圖6所示。監(jiān)督任務(wù)RT績效指標經(jīng)2(情緒：負性vs中性)×4(任務(wù)負荷：四級任務(wù)負荷)雙因素重復(fù)測量方差分析，發(fā)現(xiàn)監(jiān)督任務(wù)四級任務(wù)負荷對RT指標之間存在顯著影響(F(3,57)=62.32，p<0.001，η2=0.76)，不同情緒狀態(tài)下RT績效指標存在顯著影響(F(1,19)=0.01，p=0.98，η2=0.03)。交互效應(yīng)檢測表明任務(wù)負荷和情緒狀態(tài)對監(jiān)督任務(wù)的RT指標未存在顯著交互效應(yīng)(F(3,57)=2.06,p=0.11，η2=0.098)。

圖6 任務(wù)負荷和情緒狀態(tài)影響下的監(jiān)督任務(wù)的RT指標變化趨勢Fig.6 The RT of monitoring tasks under different workloads and emotional states

根據(jù)監(jiān)督任務(wù)績效數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以推斷，監(jiān)督任務(wù)志愿者的ACC指標和RT指標均隨任務(wù)負荷增加而呈現(xiàn)績效惡化趨勢，具體表現(xiàn)為ACC下降和RT上升。情緒狀態(tài)對任務(wù)的ACC指標和RT指標未存在顯著影響。但情緒狀態(tài)和任務(wù)負荷對ACC指標存在顯著交互效應(yīng)，四級任務(wù)負荷時中性情緒狀態(tài)的ACC指標顯著低于負性情緒狀態(tài)。情緒狀態(tài)對監(jiān)督任務(wù)的RT指標存在顯著影響，表現(xiàn)為中性情緒的RT指標顯著高于負性情緒狀態(tài)。

3.3 跟蹤任務(wù)績效

目標跟蹤任務(wù)的績效為系統(tǒng)正常時間比(TIR)，是x-y位置參數(shù)在任務(wù)規(guī)定范圍內(nèi)的時間比值，具體計算如公式(1)所示：

(1)

其中，N0代表x-y位置參數(shù)在任務(wù)規(guī)定范圍內(nèi)采樣點數(shù)，Ntotal代表x-y位置參數(shù)的全部采樣點數(shù)。

中性和負性情緒視頻刺激的四種任務(wù)負荷跟蹤任務(wù)的TIR指標變化趨勢如圖7所示。2(情緒：負性vs中性)×4(任務(wù)負荷：四級任務(wù)負荷)雙因素重復(fù)測量方差分析可知，四級任務(wù)負荷之間對跟蹤任務(wù)TIR績效指標存在顯著影響(F(3,57)=25.49，p<0.001，η2=0.57)，發(fā)現(xiàn)情緒刺激對跟蹤任務(wù)TIR績效存在顯著影響(F(1,19)=5.71,p=0.027，η2=0.23)。交互效應(yīng)檢測表明任務(wù)負荷和情緒狀態(tài)存在顯著交互作用(F(3,57)=3.52,p=0.021，η2=0.15)。經(jīng)成對檢驗Bonferroni post-hoc分析如表3所示。

圖7 任務(wù)負荷和情緒狀態(tài)影響下的跟蹤任務(wù)的TIR指標變化趨勢Fig.7 The TIR of tracking task under different taskload and emotional state

針對兩種情緒因素狀態(tài)的任務(wù)負荷進行單因素重復(fù)測量方差分析，中性情緒狀態(tài)下四級任務(wù)負荷對跟蹤任務(wù)存在顯著影響(F(3,57)=8.74，p<0.001，η2=0.31)。負性情緒狀態(tài)四級任務(wù)負荷對跟蹤任務(wù)TIR存在顯著影響(F(3,57)=19.64，p<0.001，η2=0.54)，跟蹤任務(wù)TIR績效受情緒狀態(tài)影響的配對t檢驗結(jié)果如表4所示。

表3跟蹤任務(wù)的任務(wù)負荷對TIR績效的Bonferronipost-hoc分析

Table3Bonferronipost-hocanalysisofTIRperformanceintrackingtasks

WorkloadMeanStdTDfpLevel 1 vs Level 20.054080.090733.77390.001Level 1 vs Level 30.12690.148035.4239<0.001Level 1 vs Level 40.21040.170317.8139<0.001Level 2 vs Level 30.07280.157092.9339<0.001Level 2 vs Level 40.15630.17615.6239<0.001Level 3 vs Level 40.083550.195732.739<0.001

表4跟蹤任務(wù)TIR績效的配對t檢驗結(jié)果

Table4Pairedt-testofTIRperformanceintrackingtasks

Tracking taskneutral vs negativeMeanStdtdfpLevel-10.01490.44241.51190.148Level-2-0.01010.10110.44190.661Level-30.06070.20961.29190.21Level-40.13210.21082.8190.011

根據(jù)跟蹤任務(wù)的TIR指標分析結(jié)果，可發(fā)現(xiàn)四級任務(wù)負荷時負性情緒的跟蹤任務(wù)TIR指標顯著低于中性情緒狀態(tài)，情緒對跟蹤任務(wù)績效的影響與任務(wù)負荷密切相關(guān)。

3.4 主觀量表

志愿者完成每組復(fù)雜任務(wù)之后填寫NASA-TLX量表問卷。該量表由腦力需求、時間需求、體力需求、努力程度、挫折程度、績效六項組成，每項均為10分值評價，可以有效評價操作者的工作負荷程度。每組任務(wù)的工作負荷主觀評價值均為腦力需求、時間需求、體力需求、努力程度、挫折程度與績效相反值相加組成。

3.4.1 監(jiān)督任務(wù)的主觀量表

監(jiān)督任務(wù)的主觀工作負荷評價經(jīng)過2(情緒：負性vs中性)×4(任務(wù)負荷：四級任務(wù)負荷)雙因素重復(fù)測量方差分析可知，四級任務(wù)負荷對受試者的主觀工作負荷值存在顯著影響(F(3,57)=14.43，p<0.001，η2=0.21)。情緒狀態(tài)對志愿者主觀工作負荷值未存在顯著影響(F(1,19)=2.52，p=0.13，η2=0.12)。經(jīng)Bonferroni post-hoc成對分析結(jié)果如表5所示。

表5監(jiān)督任務(wù)的主觀工作負荷評分的Bonferronipost-hoc分析

Table5Bonferronipost-hocanalysisofsubjectivementalworkloadratingofmonitoringtasks

TaskloadMeanStdTDfpLevel 1 vs Level 2-5.928.91-4.2139<0.001Level 1 vs Level 3-12.4714.32-6.0239<0.001Level 1 vs Level 4-21.0512.75-10.4339<0.001Level 2 vs Level 3-6.510.62-3.28390.002Level 2 vs Level 4-15.1213.34-7.1639<0.001Level 3 vs Level 4-8.5714.26-3.839<0.001

交互效應(yīng)檢測表明情緒狀態(tài)和任務(wù)負荷對監(jiān)督任務(wù)的主觀量表評價不存在顯著交互效應(yīng)(F(3,57)=1.32,p=0.27，η2=0.065)。任務(wù)負荷和情緒狀態(tài)影響下的志愿者主觀工作負荷評價變化趨勢如圖8所示。

圖8 監(jiān)督任務(wù)的主觀評價變化趨勢 Fig.8 The subjective rating of monitoring tasks

根據(jù)監(jiān)督任務(wù)的主觀評價分析，監(jiān)督任務(wù)志愿者的主觀工作評價未受情緒狀態(tài)影響，而受任務(wù)負荷影響。

3.4.2 跟蹤任務(wù)的主觀量表

跟蹤任務(wù)的志愿者主觀工作負荷評價經(jīng)2(情緒：負性vs中性)×4(任務(wù)負荷：四級任務(wù)負荷)雙因素重復(fù)測量方差分析，發(fā)現(xiàn)四級任務(wù)負荷主觀工作負荷評價結(jié)果呈現(xiàn)顯著性差異(F(3,57)=21.54，p<0.001，η2=0.54)，中性情緒和負性情緒狀態(tài)對志愿者的主觀工作負荷評價存在顯著差異(F(1,19)=12.09，p=0.003，η2=0.38)。經(jīng)成對檢驗Bonferroni post-hoc分析四級任務(wù)負荷對主觀工作負荷評分結(jié)果如表6所示。交互效應(yīng)檢測表明情緒狀態(tài)和任務(wù)負荷對跟蹤任務(wù)的主觀工作負荷評價未存在顯著交互效應(yīng)(F(3,57)=1.18，p=0.14，η2=0.09)。跟蹤任務(wù)的志愿者主觀工作負荷評價變化趨勢如圖9所示。

表6跟蹤任務(wù)的主觀工作負荷評分的Bonferronipost-hoc分析

Table6Bonferronipost-hocanalysisofsubjectivementalworkloadratingoftrackingtasks

WorkloadMeanStdTDfpLevel 1 vs Level 2-9.929.35-6.0639<0.001Level 1 vs Level 3-18.615.69-8.0139<0.001Level 1 vs Level 4-32.5311.5417.7939<0.001Level 2 vs Level 3-8.5512.23-4.4639<0.001Level 2 vs Level 4-22.5616.32-12.8839<0.001Level 3 vs Level 4-13.4114.85-7.0639<0.001

圖9 跟蹤任務(wù)的主觀評價變化趨勢Fig.9 The subjective rating of tracking tasks

跟蹤任務(wù)主觀工作負荷評分受情緒狀態(tài)影響的配對t檢驗結(jié)果如表7所示。跟蹤任務(wù)的主觀工作負荷評價受到了情緒狀態(tài)的顯著影響。一至三級任務(wù)負荷的主觀量表評價中，負性情緒狀態(tài)的工作負荷評價顯著高于中性情緒狀態(tài)。

表7跟蹤任務(wù)主觀評價的配對t檢驗結(jié)果

Table7Thepairedt-testofsubjectivementalworkloadratingoftrackingtasksunderdifferentemotionalstates

Tracking taskneutral vs negativeMeanStdtdfpLevel-1-4.548.49-2.28190.038Level-2-1.9710.63-0.68190.50Level-3-10.7213.71-3.49190.002Level-4-4.7314.39-1.24190.229

4 討論

基于MATB任務(wù)平臺的監(jiān)督任務(wù)與跟蹤任務(wù)是兩種典型的航天員在軌操作航天任務(wù)。研究設(shè)計四級任務(wù)負荷和兩種情緒狀態(tài)用于評估志愿者完成監(jiān)督任務(wù)和跟蹤任務(wù)的績效。根據(jù)圖5和圖6所示，監(jiān)督任務(wù)志愿者的ACC指標和RT指標均隨任務(wù)負荷增加而呈現(xiàn)績效惡化趨勢，具體表現(xiàn)為ACC下降和RT上升。情緒狀態(tài)對任務(wù)的ACC指標和RT指標未存在顯著影響。但情緒狀態(tài)和任務(wù)負荷對ACC指標存在顯著交互效應(yīng)，四級任務(wù)負荷時中性情緒狀態(tài)的ACC指標顯著低于負性情緒狀態(tài)。情緒狀態(tài)對監(jiān)督任務(wù)RT指標存在，表現(xiàn)為中性情緒的RT指標顯著高于負性情緒狀態(tài)。圖8所示的主觀工作負荷評價變化趨勢與統(tǒng)計分析表明志愿者的工作負荷水平隨任務(wù)負荷增加而出現(xiàn)了顯著升高，不同情緒狀態(tài)下的主觀工作負荷水平也未現(xiàn)顯著差異。然而交互效應(yīng)檢測表明情緒狀態(tài)和任務(wù)負荷對監(jiān)督任務(wù)的ACC績效存在顯著交互效應(yīng)，進一步的配對t檢驗表明監(jiān)督任務(wù)四級任務(wù)負荷下，中性情緒狀態(tài)下的ACC績效顯著高于負性狀態(tài)，表明操作者執(zhí)行較高任務(wù)負荷時的監(jiān)督任務(wù)時受情緒狀態(tài)影響。已有文獻報告過負性情緒狀態(tài)和氛圍影響志愿者而導(dǎo)致工作記憶任務(wù)正確率下降的報道[10]。本研究發(fā)現(xiàn)四級任務(wù)負荷時的監(jiān)督任務(wù)績效存在相似效應(yīng)，負面情緒狀態(tài)會降低高任務(wù)負荷狀態(tài)監(jiān)督任務(wù)績效。

跟蹤任務(wù)是MATB多任務(wù)平臺子任務(wù)，模擬航天任務(wù)中的靶標追蹤類型任務(wù)，任務(wù)績效可用TIR指標描述，代表志愿者的任務(wù)正常時間占總體任務(wù)時間比值。實驗數(shù)據(jù)分析表明跟蹤任務(wù)的績效隨任務(wù)負荷增加而呈現(xiàn)下降趨勢，統(tǒng)計檢驗發(fā)現(xiàn)不同任務(wù)負荷之間的TIR指標存在顯著差異，證明四級任務(wù)負荷的績效具有可分性。統(tǒng)計檢驗結(jié)果表明情緒狀態(tài)對志愿者的TIR指標和工作負荷水平產(chǎn)生了顯著影響，負性情緒狀態(tài)下的跟蹤任務(wù)TIR指標顯著低于中性情緒狀態(tài)的趨勢，負性情緒狀態(tài)四級任務(wù)負荷的TIR績效顯著低于中性情緒狀態(tài)。同時，負性情緒狀態(tài)下跟蹤任務(wù)的工作負荷水平顯著高于中性情緒狀態(tài)，經(jīng)表7的配對t檢驗也表明在三四級任務(wù)下負性情緒狀態(tài)的主觀工作負荷評分顯著高于中性情緒狀態(tài)。負性情緒狀態(tài)導(dǎo)致跟蹤任務(wù)的工作負荷水平升高和較高任務(wù)負荷狀態(tài)的績效下降。

跟蹤任務(wù)和監(jiān)督任務(wù)的績效均隨任務(wù)負荷增加而下降，但是負性情緒狀態(tài)對二者的影響卻不同。多項關(guān)于工作記憶任務(wù)[5]、駕駛?cè)蝿?wù)以及MATB任務(wù)[7]的研究均報道了負性情緒狀態(tài)降低操作者的任務(wù)績效的案例。上述研究的情緒誘發(fā)方法并不統(tǒng)一，分別采用了語義情緒誘發(fā)、圖片情緒誘發(fā)和視頻情緒誘發(fā)方法，情緒誘發(fā)階段也不同。本研究中采用了視頻情緒誘發(fā)方法在任務(wù)開始前誘發(fā)特定情緒狀態(tài)，表1結(jié)果表明負性情緒狀態(tài)顯著降低了三、四級任務(wù)負荷了跟蹤任務(wù)的績效水平，表2結(jié)果表明負性情緒狀態(tài)顯著提高了跟蹤任務(wù)的志愿者工作負荷水平。負性情緒狀態(tài)對跟蹤任務(wù)的績效影響與前述若干研究相類似，但監(jiān)督任務(wù)卻不相同，可能需要從任務(wù)類型的特點去解釋。

一方面，志愿者完成監(jiān)督任務(wù)時更傾向于提高自己的警覺性水平來滿足任務(wù)監(jiān)督需求，認知過程涉及感知、決策等過程[11]，但不需要調(diào)動記憶資源，而工作記憶任務(wù)和模擬駕駛?cè)蝿?wù)等任務(wù)涉及記憶認知過程，負性情緒狀態(tài)可能會作用于記憶認知加工過程而導(dǎo)致不愿意去回憶某些任務(wù)信息，例如負性圖片。圖7和監(jiān)督任務(wù)的主觀腦力負荷評價也表明，負性情緒狀態(tài)并沒有顯著提高腦力負荷水平，表明監(jiān)督任務(wù)對情緒狀態(tài)變化不敏感。另一方面，相較于監(jiān)督任務(wù)，跟蹤任務(wù)不僅僅涉及感知、注意力以及決策等認知過程，還涉及更多的信息加工，需要明確靶標方位、移動方向以及力度等，認知過程更加復(fù)雜，更易受情緒狀態(tài)的影響。圖9和表1所示志愿者主觀評價的腦力負荷水平也說明負性情緒狀態(tài)下跟蹤任務(wù)腦力負荷顯著高于中性情緒狀態(tài)。因此，負性情緒狀態(tài)會對認知過程復(fù)雜的任務(wù)績效產(chǎn)生更加顯著的影響。

兩種情緒狀態(tài)下監(jiān)督任務(wù)和跟蹤任務(wù)的任務(wù)績效和主觀工作負荷水平評價變化表明，情緒狀態(tài)對任務(wù)績效的影響與情緒類型相關(guān)聯(lián)，涉及認知活動越復(fù)雜的任務(wù)受情緒狀態(tài)的影響強度更高。航天員在軌操作者的任務(wù)包括機械臂遙操作[12]、手控交會對接任務(wù)以及艙內(nèi)維修任務(wù)，均是涉及較復(fù)雜認知環(huán)節(jié)的實際任務(wù)，易受到負性情緒狀態(tài)的影響，但是具體任務(wù)的績效受負性情緒狀態(tài)的影響規(guī)律并無公開報告。因此，有必要進一步分解航天實際任務(wù)環(huán)節(jié)，考慮不同環(huán)節(jié)和任務(wù)負荷受負性情緒狀態(tài)的影響，對負性情緒狀態(tài)變化敏感的任務(wù)環(huán)節(jié)或任務(wù)負荷水平要采取情緒應(yīng)對措施避免任務(wù)績效下降，防止出現(xiàn)飛行事故。

5 結(jié)論

1)監(jiān)督任務(wù)績效受負性情緒狀態(tài)影響較小，在較高任務(wù)負荷時負性情緒狀態(tài)的任務(wù)績效低于中性情緒狀態(tài)。

2)較高任務(wù)負荷水平的跟蹤任務(wù)績效和工作負荷水平易受情緒狀態(tài)影響，相較于中性情緒狀態(tài)而惡化。

3)情緒狀態(tài)對任務(wù)績效的影響與任務(wù)類型和任務(wù)負荷相關(guān)，涉及較高任務(wù)負荷的復(fù)雜認知任務(wù)受情緒狀態(tài)的影響強度更高。