Effects of 3D whole-body vibration on the response time measured in a psychomotor vigilance task

The effects of multi-axis Whole-Body Vibrations (WBV) on the response time of a human body in psychomotor vigilance task (PVT) have been studied in this thesis. The 3D shaker had total harmonic distortion smaller than -5 dB and cross talk lower than 0.5 along the three axes when operated at an amplitude of around 1 m/s2. To study the effects of WBV on response time of human body, a WBV – PVT experiment protocol is designed and validated on 12 male and 13 female subjects. Male subjects on an average responded at 151 (45) ms when they were not exposed to vibration and upon exposure to WBV, their mean response time increased to 172 (61) ms. In the case of female subjects, the mean response time without vibration was 187 (41) ms and the same during WBV exposure was 205 (44) ms. For both male and female subjects the mean response time increased upon exposure to WBV. Bonferroni pairwise comparison test results assessed that there was a statistically significant difference in mean response times between WBV conditions and non-vibration conditions. The subjects felt more discomfortable when the WBV was transmitted vertically to the body (along Z axis) as male subjects rated a discomfort of 3.0 (1.2) (with 5 being very uncomfortable) and female subjects rated 2.8 (1.2) when the vibration was along Z axis.

In questa tesi sono stati studiati gli effetti delle vibrazioni multiassiali Whole-Body (WBV) sul tempo di risposta di un corpo umano nel compito di vigilanza psicomotoria (PVT). L'agitatore 3D presentava una distorsione armonica totale inferiore a -5 dB e un'interferenza incrociata inferiore a 0,5 lungo i tre assi quando funzionava a un'ampiezza di circa 1 m/s2. Per studiare gli effetti del WBV sul tempo di risposta del corpo umano, è stato progettato e validato un protocollo sperimentale WBV – PVT su 12 soggetti di sesso maschile e 13 di sesso femminile. I soggetti di sesso maschile in media hanno risposto a 151 (45) ms quando non erano esposti a vibrazioni e dopo l'esposizione a WBV, il loro tempo di risposta medio è aumentato a 172 (61) ms. Nel caso di soggetti di sesso femminile, il tempo di risposta medio senza vibrazione è stato di 187 (41) ms e lo stesso durante l'esposizione al WBV è stato di 205 (44) ms. Sia per i soggetti maschi che per le femmine il tempo medio di risposta è aumentato in seguito all'esposizione al WBV. I risultati del test di confronto a coppie Bonferroni hanno valutato che c'era una differenza statisticamente significativa nei tempi di risposta medi tra le condizioni WBV e le condizioni senza vibrazioni. I soggetti si sono sentiti più a disagio quando il WBV è stato trasmesso verticalmente al corpo (lungo l'asse Z) poiché i soggetti di sesso maschile hanno valutato un disagio di 3,0 (1,2) (con 5 molto scomodo) e i soggetti di sesso femminile hanno valutato 2,8 (1,2) quando la vibrazione era lungo asse Z.