Návrh psychofyziologické laboratoře a experimentů pro výzkum interakce člověk-světlo v kontextu dopravní bezpečnosti

Ladislav Stanke

Master's thesis

Design of Psychophysiological Laboratory and Experiments for Research of Human-light Interaction in the Context of Traffic Safety

Abstract:

LED zdroje světla se staly nedílnou součástí osvětlovacích prvků v téměř všech sférách lidské činnosti. Výjimkou není ani silniční doprava, kde se tyto zdroje světla vyskytují ve světlometech i svítilnách automobilů. Byť se jedná v případě světlometů o zdroje bílého světla, tak vzhledem k použité technologii emitují významné množství světla také v modré části světelného spektra. Podíl modré složky světla je předmětem mnohých kontroverzí a současné absence vědeckého konsensu ohledně fotochemických, psychofyziologických a případných dalších možných účinků modrého světla na lidský organismus. V kontextu psychofyziologického působení, zejména v situacích oslnění v noční silniční dopravě, se autor snaží předložit návrh vhodné laboratoře a experimentů v ní proveditelných s cílem zkoumat provázanost subjektivního vnímání oslnění a psychofyziologických účinků světla vyvolávajícího oslnění. Za tímto účelem jsou využity jak komerčně dostupné přístroje a pomůcky, tak zařízení vlastní konstrukce a výroby, které autor vytvořil ve spolupráci s uvedenými kolegy. Zároveň jsou připraveny světelné vzorky, které umožní experimentální porovnání účinků světla o různých vlastnostech, zejména s ohledem na jeho barvu a ostrost hranice světla a stínu světelné distribuce potkávacího světla. Součástí předložené práce jsou rovněž první výsledky v navržené laboratoři získané, které demonstrují zejména velkou míru interindividuální variability mezi participanty experimentů, přičemž se mimo jiné ukazuje poměrně nízká korelace mezi měřenými psychofyziologickými signály (např. vodivostí kůže) a v této oblasti zkoumání běžně používanou de Boerovou škálou.

Abstract:

LED light sources have become an integral part of lighting elements in almost all spheres of human activity. Road traffic is no exception, where these light sources are integral parts of both headlamps and auxiliary lamps. Although the headlights are sources of white light, due to the technology used, they also emit a significant amount of light within the blue part of the visible spectrum. The amount of the blue component of light is the subject of many controversies and there is currently an absence of scientific consensus regarding photochemical, psychophysiological, and other possible effects of blue light on the human body. In the context of psychophysiological response, especially in glare situations in night road traffic, the author presents a design proposal for an appropriate laboratory environment and experiments executable within this laboratory in order to investigate the relationship between the subjective experience of glare perception and psychophysiological effects of glare-inducing light. For this purpose, both commercially available systems and instruments are used, as well as equipment of own design and production, which the author developed in cooperation with the appointed colleagues. Simultaneously, light samples are prepared, which allows experimental comparison of the effects of light with different properties, especially with regard to its color and sharpness of the low beam cut-off line. The presented work also includes the first results obtained within the proposed laboratory, which demonstrate in particular a large degree of inter-individual variability between participants in the experiments, showing also a relatively low correlation between measured psychophysiological signals (e.g. skin conductivity) and the de Boer scale commonly used in glare research.

Keywords

Automotive, koncepce Human Centric Lighting, měření světelně technických veličin, psychofyziologie, světelná technika, vizuální vnímání, uživatelská zkušenost

Keywords

Automotive, Human Centric Lighting, Lighting, Light Measurement, Psychophysiology, User Experience, Vision Science, Visual Perception

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 3. 6. 2021
• Supervisor: Martin Augustynek
• Reader: Petr Šimoník

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Master programme:
Biomedicínské inženýrství