Jurnal 2

Tugas Metodologi Penelitian

“Ambang Batas Persepsi untuk Getaran Vertikal di Tangan, Kursi, dan Kaki”

Nama : Iqbal Bayu Kurniawan

Kelas : 3IC05

NPM : 22417948

Judul Penelitian :

Ambang Batas Persepsi untuk Getaran Vertikal di Tangan, Kursi, dan Kaki

Penulis :

Miyuki Morioka dan Michael J. Griffin

Metodologi Penelitian :

2 Metode

2.1 Subjek

Tiga kelompok dari dua belas laki-laki berusia antara 20 dan 30 tahun dengan usia rata-rata 25.0 tahun (standar deviasi, SD = 2.0), tinggi badan rata-rata 178,1 cm (SD = 6,2) dan berat rata-rata 74,2 kg (SD = 9,4) berpartisipasi dalam tiga percobaan. Semua subjek adalah siswa atau pekerja kantor yang tidak memiliki riwayat pajanan terhadap getaran seluruh tubuh atau getaran yang ditransmisikan dengan tangan. Karakteristik subjek dalam setiap kelompok ditunjukkan pada Tabel 1. Tidak ada perbedaan yang signifikan dalam usia, berat badan atau tinggi badan antara ketiga kelompok.Selama percobaan, subjek terkena white noise pada 75 dB (A) melalui sepasang headphone untuk mencegah mereka mendengar getaran dan untuk membantu konsentrasi mereka pada getaran dengan menutupi suara yang mengganggu.

Kedua percobaan disetujui oleh Komite Eksperimental Keselamatan dan Etika Manusia dari ISVR, University of Southampton. Informed consent untuk berpartisipasi dalam percobaan diberikan oleh semua subjek.

2.2 Peralatan

Tiga vibrator elektrodinamik digunakan untuk menghasilkan getaran vertikal secara independen di tangan kanan (Derritron VP4), kursi (Derritron VP180LS) dan kaki kiri (Derritron VP30). Tidak ada sandaran. Arah getaran yang dihasilkan dan diukur adalah vertikal). Dua accelerometer piezoelektrik dipasang pada masing-masing permukaan bergetar untuk memantau gerakan yang dihasilkan serta gerakan sumbu silang selama percobaan.

Untuk getaran tangan, pegangan silinder kayu yang kaku (panjang 100 mm, diameter 30 mm) dipasang dengan kuat ke vibrator. Gerakan silang kurang dari 5% dari besarnya pada sumbu yang dihasilkan.

Untuk getaran di kursi, kursi kayu yang kaku (250 mm x 150 mm) dipasang ke vibrator. Kursi memiliki permukaan berkontur untuk memberikan kontak dengan tuberositas iskia (lihat Gambar 1). Pengaturan ini dirancang untuk mencapai frekuensi resonansi lebih besar dari 315 Hz dengan getaran silang minimum (kurang dari 10%).

Untuk getaran kaki, sandaran kaki kayu (30,5 mm x

10,5 mm dengan kemiringan 10 derajat) dipasang dengan kuat ke vibrator. Gerakan silang kurang dari 5% dari besarnya pada sumbu vertikal.

Getaran latar belakang, karena kebisingan listrik pada 50 Hz, kurang dari 0,008 ms-2 rs., dan tidak terlihat melalui pegangan, kursi atau pijakan kaki.

Getaran vertikal sinusoidal dihasilkan dan diperoleh dengan menggunakan Perangkat Lunak Pengambilan dan Analisis Data HVLab (versi 3.81) melalui komputer pribadi dengan filter anti-aliasing (TechFilter) dan konverter analog-ke-digital dan digital-ke-analog (PCL-818). Itu

sinyal dihasilkan pada 5000 sampel per detik dan melewati filter low-pass 600 Hz. Parameter stimulus dan prosedur pengukuran psikofisik dikendalikan oleh komputer.

2.3 Prosedur

Subjek dalam setiap kelompok menghadiri percobaan menentukan ambang persepsi di tangan (kanan), kursi, atau kaki (kaki kiri). Subjek diinstruksikan untuk duduk tegak dengan postur yang nyaman dengan mata terbuka, menatap lurus ke depan dan dengan tangan di gagang serta kaki di sandaran kaki. Paha mereka kira-kira horizontal dan sejajar dengan kursi, kaki mereka terpisah sekitar 400 mm, dan lengan mereka kira-kira horizontal dan sejajar dengan pegangan. Subjek mengenakan kaus kaki tetapi tidak sepatu.

Ambang batas absolut untuk persepsi getaran ditentukan menggunakan getaran sinusoidal pada masing-masing 23 pusat frekuensi oktaf sepertiga yang disukai antara 8 dan 315 Hz untuk getaran tangan dan kaki dan antara 2 dan 315 Hz untuk getaran kursi. Stimulus berdurasi 2,0 detik, termasuk 0,5 detik cosine-tapered berakhir.

Algoritma naik-turun (tangga) digunakan untuk menentukan ambang batas bersama dengan aturan tiga-bawah satu-atas. Stimulus uji tunggal disajikan, dalam durasi 2,0 detik, dengan lampu isyarat menyala selama periode ini. Tugas subyek adalah untuk mengindikasikan apakah mereka merasakan rangsangan getaran atau tidak. Mereka menjawab dengan mengatakan 'ya' atau 'tidak'. Stimulus getaran meningkat sebesar 2 dB (kenaikan 25,8%) setelah respons negatif ('tidak') dari subjek dan penurunan besarnya sebesar 2 dB setelah tiga respons positif (‘ya’) berturut-turut.

Prosedur untuk menentukan ambang batas diakhiri setelah enam pembalikan: titik di mana besarnya stimulus berbalik arah baik pada puncak atau palung. Ambang dihitung dari rata-rata dari dua puncak terakhir dan dua palung terakhir, menghilangkan dua pembalikan pertama, seperti yang disarankan oleh Levitt [11]. Urutan penyajian frekuensi uji secara acak.

3. Hasil

3.1 Pengaruh frekuensi

Ambang absolut rata-rata dan kisaran antar-kuartil (persentil ke-25 hingga ke-75) dari 12 subjek yang ditentukan pada setiap frekuensi untuk tangan, kursi, dan kaki ditunjukkan pada Gambar 1. Ambang batas yang ditentukan dari penelitian sebelumnya dilapis untuk perbandingan.

Dengan input getaran di tangan, ambang persepsi percepatan sangat tergantung pada frekuensi getaran (Friedman, p <0,001), menghadirkan kontur berbentuk U dengan sensitivitas terbesar terhadap percepatan sekitar 100 hingga 160 Hz: ada peningkatan signifikan dalam sensitivitas dari 31,5 ke 100 Hz (Wilcoxon, p <0,03, kecuali antara 40 dan 50 Hz) dan penurunan sensitivitas yang signifikan dari 160 menjadi 315 Hz (Wilcoxon, p <0,005).

Dengan input getaran di kursi, ambang persepsi percepatan tergantung pada frekuensi getaran (Friedman, p <0,001) dengan kecenderungan peningkatan ambang dengan meningkatnya frekuensi pada rentang yang diselidiki (2 hingga 315 Hz). Ambang batas pada frekuensi yang berdekatan diuji untuk perbedaan dan peningkatan yang signifikan ditemukan dari 2 menjadi 2,5 Hz (Wilcoxon, p = 0,002), diikuti oleh tidak ada perubahan ambang akselerasi antara 2,5 dan 4 Hz (Wilcoxon, p> 0,3), kemudian signifikan pengurangan ambang batas pada 5 dan 6,3 Hz dalam rentang frekuensi 4 hingga 10 Hz, akselerasi konstan antara 10 dan 200 Hz (Wilcoxon, p> 0,07), dan peningkatan yang signifikan dalam ambang akselerasi (kecepatan hampir konstan) dari 200 menjadi 315 Hz ( Wilcoxon, p <0,05).

Dengan input getaran di kaki, ada ketergantungan frekuensi pada ambang batas percepatan pada frekuensi tinggi (lebih besar dari sekitar 50 Hz), memberikan kontur berbentuk U dengan penurunan cepat dalam sensitivitas terhadap akselerasi pada frekuensi lebih besar dari 125 Hz ( Wilcoxon, p <0,01). Tidak ada perubahan signifikan dalam sensitivitas terhadap akselerasi antara 8 dan 25 Hz.

Subjek yang memiliki ambang tinggi pada satu frekuensi diharapkan memiliki ambang tinggi pada frekuensi lain yang dimediasi oleh saluran sentuhan yang sama. Akibatnya, jika saluran taktil yang sama terlibat, ambang akan cenderung berkorelasi antara frekuensi. Ada korelasi tinggi antara ambang pada banyak frekuensi: untuk tangan pada frekuensi lebih besar dari 20 Hz (51 dari 78 kombinasi menjadi signifikan secara statistik; Spearman, p <0,05); untuk kursi pada frekuensi kurang dari 25 Hz (55 dari 61 kombinasi menjadi signifikan secara statistik; Spearman, p <0,05) dan antara ambang pada frekuensi lebih besar dari 31,5 Hz (52 dari 55 kombinasi signifikan secara statistik; Spearman, p <0,05); untuk kaki pada frekuensi kurang dari 100 Hz (55 dari 61 kombinasi secara statistik signifikan; Spearman, p <0,05).

Tidak ada korelasi antara ambang batas dan usia yang diukur. Ada kecenderungan untuk korelasi negatif antara ambang kursi dan tinggi badan (yaitu tinggi berdiri), yang secara statistik signifikan pada 2 dan 2,5 Hz (Spearman, p <0,03), menunjukkan subjek yang lebih tinggi memiliki ambang yang lebih rendah untuk getaran vertikal seluruh-tubuh.

3.2 Pengaruh lokasi input

Ambang absolut median untuk getaran vertikal pada tiga lokasi input (yaitu tangan, kursi dan kaki) dibandingkan pada Gambar 2. Pada frekuensi kurang dari 50 Hz, ambang batas berbeda secara signifikan antara tiga lokasi input (Kruskal-Wallis, p <0,02); sensitivitas terhadap getaran vertikal di kursi adalah yang terbesar dan sensitivitas terhadap getaran vertikal di tangan paling sedikit (Mann-Whitney, p <0,04). Pada frekuensi yang lebih besar dari 250 Hz, sensitivitas terhadap getaran vertikal di kaki paling sedikit (Mann-Whitney, p <0,01).

Rasio ambang persepsi median di tiga lokasi input untuk 10, 50, 100 dan 315 Hz adalah

  

ditunjukkan pada Tabel 2. Tiga ambang persepsi hampir sama pada 100 Hz tetapi perbedaannya meningkat pada frekuensi yang lebih tinggi dan lebih rendah.

DAFTAR PUSTAKA :

[1]   M.J. Griffin, ‘Handbook of human vibration’,

Academic Press.

[2]   T.Miwa, ‘Evaluation methods for vibration effects. Part 3: Measurements of threshold and equal sensation contours on hand for vertical and horizontal sinusoidal vibrations’, Industrial Health Vol. 5. pp. 213-220. (1967)

[3]   R.R. Reynolds, K.G. Standlee, E.N. Angevine, ‘Hand-arm vibration, Part III: Subjective response characteristics of individuals to hand-induced vibration’, Journal of Sound and Vibration Vol. 51. pp. 267-282. (1977)

[4]   A.J. Brisben, S.S. Hisao, K.O. Johnson, ‘Detection of vibration transmitted through an object grasped in the hand’, American Physiological Society pp. 1548-1558. (1999)

[5]   M. Morioka, M.J. Griffin, ‘Independent responses of Pacinian and non-Pacinian systems with hand- transmitted vibration detected from masked thresholds’, Somatosensory & Motor Research (Accepted for publication)

[6]   M. Morioka, ‘Perception thresholds for vertical steering wheel vibration’, Proceedings of The 38th United Kingdom Conference on Human Response to Vibration, Institute of Naval Medicine, Alverstoke, Gosport, UK, (2003)

[7]   T. Miwa, ‘Evaluation methods for vibration effect Part 1. Measurements of threshold and equal sensation contours of whole body for vertical and horizontal vibrations’, Industrial Health, Vol. 2. pp. 183-205 (1967)

[8]   K.C. Parsons, M.J. Griffin, ‘Whole-body vibration perception thresholds’, Journal of Sound and Vibration, Vol. 121. No. 2. pp. 237-258 (1988)

[9]   M.A. Bellmann, V. Mellert, H. Remmers and R. Weber, ‘Experiments on the perception of whole- body vibration’, Proceedings of the 35th UK Group Meeting on Human Response to Vibration, 13-15 September 2000, University of Southampton, pp. 355-364. (2000)

[10] M. Morioka, M.J. Griffin, ‘Independent responses of Pacinian and non-Pacinian systems with hand- transmitted vibration detected from masked thresholds’. Somatosensory & Motor Research (Accepted for publication)

[11] G.A. Gescheider, S.J. Bolanowski, J.V. Pope, R.T. Verrillo, ‘A four-channel analysis of the tactile sensitivity of the fingertip: frequency selectivity, spatial summation, and temporal summation’,