Bilim insanları, astronotların uzaydaki mekansal yönelim bozukluğuyla mücadele etmesine yardımcı olan giyilebilir cihazlar olan “titreşimli cihazlar” yarattı. Testler, bu cihazların özel eğitimle birleştiğinde denge ve yönelim kontrolünü geliştirebileceğini göstermiştir.
Nerede olduğunuza dair duygunuzu kaybetmek, uçak pilotları için yeterince ölümcül olabilir: Uzaysal yönelim bozukluğu, ölümcül uçak kazalarının önde gelen nedenidir. Ancak uzayın içinde yönünüzü kaybetmek daha da tehlikelidir. Bilim insanları artık, uzmanlık eğitimiyle birlikte insanların mekansal yönelim bozukluğuyla mücadele etme yeteneğini geliştiren ve astronotların algılarına artık güvenilmediği zaman kendilerini düzeltmelerine yardımcı olabilecek, vibrotaktörler adı verilen giyilebilir cihazlar geliştirdiler.
Artık sınır gökyüzü değil ama uçmak tehlikeli. Dünya yüzeyini terk ederken yönümüzü bulmamız için ihtiyaç duyduğumuz ipuçlarının çoğunu kaybederiz ve bu mekansal yönelim bozukluğu ölümcül olabilir. Astronotların normalde buna karşı korunmak için yoğun bir eğitime ihtiyaçları vardır. Ancak bilim insanları, yön bulma ipuçları vermek için titreşen giyilebilir cihazların bu eğitimin etkinliğini önemli ölçüde artırabileceğini ve uzay uçuşunu biraz daha güvenli hale getirebileceğini keşfetti.
Makalenin baş yazarı, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki Brandeis Üniversitesi’nden Dr. Vivekanand P. Vimal, “Uzun süreli uzay uçuşu, astronotları mekansal oryantasyon bozukluğuna karşı çok duyarlı hale getirecek birçok fizyolojik ve psikolojik stres etkenine neden olacaktır” dedi. Fizyolojide Sınırlar. “Bir astronot, yönünü şaşırdığında, tüm yaşamları boyunca bağımlı olduğu kendi dahili sensörlerine artık güvenemeyecek.”
Deneysel Tasarım ve Bulgular
Araştırmacılar, simülasyonlu uzay uçuşunda vibrotaktörlerini test etmek için duyusal yoksunluk ve çok eksenli bir döndürme cihazı kullandılar, böylece katılımcıların normalde güveneceği duyular işe yaramaz hale geldi. Vibrotaktörler, katılımcıların vestibüler sistemlerinden alacakları yanıltıcı ipuçlarını düzeltebilecek mi ve katılımcılar onlara güvenme konusunda eğitilebilecek mi?
30 katılımcı işe alındı; bunlardan 10’u rotasyon cihazında denge eğitimi aldı, 10’u vibrotaktör aldı ve geri kalan 10’u her ikisini de aldı. Tüm katılımcılara döndürme cihazının bir videosu gösterildi ve nasıl çalıştığı anlatıldı: cihazda oturan bir kişi tarafından bir joystick ile kontrol edilerek sabitlenmediği sürece, çarpışma sınırına ulaşana kadar ters bir sarkaç gibi hareket etmek.
Bunu alan katılımcılar için ek eğitim, katılımcılara vestibüler duyularından ayrılmayı ve doğal yer çekimi ipuçları yerine vibrotaktörlere güvenmeyi öğreten görevleri içeriyordu. Bu görevler, dik olmayan gizli denge noktalarının aranmasını içeriyordu; bu da katılımcıların dik konuma gelme isteklerini göz ardı etmeleri ve vibrotaktörlere odaklanmaları gerektiği anlamına geliyordu.
Tüm katılımcılara dinlemeleri için göz bağı, kulak tıkacı ve beyaz gürültü verildi. Vibrotaktörleri olanların her koluna, denge noktasından uzaklaştıklarında vızıldayan dört adet kayış bağlanmıştı. Her katılımcı, rotasyon cihazını denge noktasına mümkün olduğunca yakın tutmayı amaçlayan 40 denemeye katıldı.
Denemelerin yarısında döndürme cihazı dikey bir yuvarlanma düzleminde çalıştırıldı. Bu, Dünya’nın bir benzeri olarak kabul edildi çünkü katılımcılar yön bulmak için doğal yer çekimi ipuçlarını kullanabiliyorlardı. Bir uzay uçuşu benzeri görevi gören ikinci yarıda, döndürme cihazı, yerçekimi ipuçlarının artık yardımcı olamayacağı yatay bir yuvarlanma düzleminde çalışıyordu.
Her deneme bloğundan sonra katılımcılardan ne kadar kafa karışıklığı hissettiklerini ve vibrotaktörlere ne kadar güvendiklerini derecelendirmeleri istendi. Bilim insanları başarılarını ne sıklıkta kaza yaptıklarına ve dengelerini ne kadar iyi kontrol ettiklerine bakarak ölçtüler.
Sonsuza kadar ve ötesine
Uzay uçuşu analogunda tüm grupların başlangıçta kafası karışmıştı. Bilim insanları bunu bekliyordu çünkü katılımcılar genellikle kullandıkları doğal yer çekimi ipuçlarına güvenemiyorlardı. Neredeyse tüm katılımcılar vibrotaktörlere güvendiklerini bildirdiler, ancak aynı zamanda iç ipuçları ile vibrotaktörler arasındaki çatışmalardan kaynaklanan kafa karışıklığını da bildirdiler.
Vibrotaktör takan katılımcılar, yalnızca eğitim almış olanlardan daha iyi performans gösterdi. Yalnızca eğitim alan grup daha sık kaza yaptı, denge noktası etrafında daha fazla hareket etti ve kazara kendilerini daha sık istikrarsızlaştırdı. Ancak eğitimi almanın faydası oldu. Denemeler devam ettikçe hem eğitim hem de vibrotaktör alan grup en iyi performansı gösterdi.
Ancak eğitimde bile katılımcılar Dünya analogunda olduğu kadar iyi performans göstermediler. Vibrotaktörlerden gelen ipuçlarını entegre etmek için daha fazla zamana ihtiyaçları olmuş olabilir veya vibrotaktörlerden gelen vızıltı yeterince güçlü bir tehlike sinyali vermemiş olabilir.
Vimal, “Bir pilotun bu harici cihaza olan bilişsel güveni büyük olasılıkla yeterli olmayacaktır” dedi. “Bunun yerine güvenin daha derin, neredeyse bilişsel düzeyde olması gerekiyor. Bunu başarmak için özel eğitim gerekli olacaktır.”
Bilim insanları, eğer sensörler daha kapsamlı denemelerde başarılı olursa, uzay uçuşu için olası uygulamaların pek çok olacağını söyledi; astronotların bir gezegenin yüzeyine güvenli bir şekilde iniş yapmasına yardımcı olmaktan, uzayda bir aracın dışında hareket ederken onları desteklemeye kadar.
Referans: Vivekanand Pandey Vimal, Alexander Sacha Panic, James R. Lackner ve Paul DiZio tarafından yazılan “Uzamsal yönelim bozukluğuna karşı önlem olarak titreşimli geri bildirim”, 3 Kasım 2023, Fizyolojide Sınırlar.
DOI: 10.3389/fphys.2023.1249962