美国国家公园管理局对海岸警卫队破冰船的研究，以增强北极准备
8 B& S0 I9 x9 G q$ u) Z) E( [1 R3 {. u
在美国海岸警卫队破冰船USCGC Healy（WAGB 20）为期七周的北极过境期间，海军研究生院的Nita Shattuck博士将研究极端环境对船员表现的影响和潜在的缓解措施。其他研究包括对美国国家公园管理局先进制造研究与教育联合会（CAMRE）的David Dausen安装的Amos01 3D打印机进行评估，该打印机专门用于测量北极恶劣海况的影响1 Y0 u1 `9 k7 p5 W, A
% M& k5 @5 ~- b* u6 B% c4 k% F
在为期七周的北极运输中美国海岸警卫队破冰船USCGC Healy（WAGB 20），&nbsp；海军研究生院的研究人员将研究极端环境对机组人员表现的影响和潜在的缓解措施，以及先进的增材制造（AM）技术在恶劣的海况下。# r% h0 v7 Z! {' [- G
这些研究始于Healy的；于8月26日从阿拉斯加的科迪亚克出发，将由首席调查员带领Nita Shattuck博士，美国国家公园管理局运营研究部教授。Shattuck&rsquo；她的研究利用了她多年来为美国海军研究船员表现的经验&ndash；这项工作导致了船上值班法案政策的重大变化，以最大限度地提高认知和身体准备以及海上安全。
* t/ `# `, a& Q; ^&ldquo；对于海岸警卫队和美国海军舰艇的船员来说，在极端纬度地区的行动极具挑战性。”；沙塔克说&ldquo；希利号上的海岸警卫队所面临的条件使得实现健康睡眠变得特别困难。破冰和孤立带来了额外的风险&rdquo；! ^. v+ q0 u) R7 e7 x8 ?
旅程将是北极圈以北在计划航行的大部分时间里，并将在Troms&oslash；结束；，今年秋天晚些时候，挪威。Shattuck将由国防创新部；s（DIU）首席医疗官，美国海军中校尼尔斯·奥尔森。DIU提供了研究中使用的大部分技术，Olson是该项目的首席医疗顾问，也帮助收集、分析和报告数据。此外，NPS；增材制造研究与教育联盟（CAMRE）安装了一台装有数据采集系统的Amos01 3D打印机，用于测量海上条件，以分析打印质量和船舶运动，这也支持Shattuck＆rsquo的；的研究。
' e c' o" M( q9 O. h- O希利号的母港位于华盛顿州西雅图，是海岸警卫队和美国最大的船只；技术最先进的破冰船&nbsp；3 m% z. S. k0 R4 K
希利也是一个研究平台，其他几名研究人员将进行跨极地航行。Shalane Regan是南加州大学研究与发展中心（RDC）的首席研究工程师并以首席科学家的身份登上希利号，在进行中监督多项研究工作。6 B0 A0 r& e5 x
&ldquo；我们有近20个研究项目，从北极环境研究到新型国际搜救技术的测试，都得到了具有同样不同背景和专业知识的研究人员的支持。”；里根说&ldquo；它；有NPS在船上真是太好了，Shattuck＆rsquo的；的研究是独一无二的，因为它是唯一一个与Healy合作的项目；让船员了解北极环境对船员表现的直接影响，以及日常生活和技术的改变如何提高整体效率和安全性。这项研究与美国海岸警卫队密切相关，因为我们正在努力确保我们的船员能够以最佳表现运作，并提高我们的竞争优势&rdquo；
2 N3 m! B8 W: R研究这些条件对船舶的影响；Shattuck和她的团队将从Healy＆rsquo的；的船员。使用创新的可穿戴技术，他们将持续监测生理过程，如睡眠、心率、心率变异性、呼吸、血氧饱和度和皮肤温度。研究参与者表示，与手腕佩戴的可穿戴设备相比，这些戒指是一种改进。该团队还将使用其他传感器来监测船上的环境光照、噪音水平、运动和振动。
. s; L" W7 W* {- U. P&ldquo；这些技术非常宝贵，使我们能够长时间持续监测睡眠和其他生理健康指标。”；沙塔克说&ldquo；研究结果将使我们能够为改善舰上宜居性和提高作战人员的战备状态提供建议&rdquo；) x, g+ s4 S4 ? I" r2 v
船员耐力队&ndash；NPS的一部分；运筹学（OR）部门和人类系统集成计划&ndash；计划利用这些数据更好地了解船员在恶劣环境中的睡眠和昼夜节律模式，以及它们对情绪、士气和整体健康的影响。虽然NPS学生无法进行为期七周的航行，但NPS学生将在论文和顶点项目中使用这些数据，为改善船上整体宜居性、设计更好的泊位和加强船舶设计提供建议。# k2 ]' U- v" J" B! `
同样，来自CAMRE团队的NPS研究助理David Dausen，总部位于NPS；机械和航空航天工程系的学生在船上使用Amos01 3D打印机，包括系统登船的准备工作、分析性能数据，以及与CAMRE合作伙伴合作，将零件设计发送到船上进行真实世界的验证。# |/ r1 `7 P( q7 f
沙塔克和她的团队已经在世界各地进行了20多年的人类行为研究。在持续的研究工作中，该团队目前正在使用可穿戴技术监测全球300多名水手和海军陆战队队员。Shattuck和她的团队的研究结果为美国海军的变革奠定了基础；s“；全面的船员耐力管理政策”；由太平洋和大西洋海军水面部队指挥官签署。这项政策从根本上改变了机组人员的值班习惯，并规定了基于昼夜节律的值班账单，机组人员的休息要求与机组人员的类似。潜艇界也吸取了经验教训，制定了基于昼夜节律的值班账单。8 W) u( B! V' p
&ldquo；更好的睡眠与记忆力、警觉性、注意力、表现和积极情绪的改善有关。”；沙塔克说&ldquo；长期不良的睡眠习惯会导致无法正常睡眠，也称为昼夜节律疤痕。虽然我们可以在程序、战术甚至如何应对压力方面对服役人员进行培训，但我们的作战人员需要高质量的睡眠来保持各种任务的最高效率&rdquo；
$ |- k" f# ^/ @- Q& b设想的新任务之一是在海上进行零件的3D打印，尤其是在供应链有限的严峻或有争议的环境中。希利号上的Amos01 3D打印机由太平洋海军信息战中心开发；其数据采集系统正在其他美国海军舰艇上进行测试，但这是首次在破冰船上测试该系统的北极航行。安装在3D打印机上的加速度计记录滚转、俯仰和偏航以及其他环境因素，以确定这些条件如何影响打印机；的整体组件质量，但运营商；s的性能。7 q. r' U4 f. ^! H3 D
&ldquo；我们正在使用CAMRE 3D打印机数据与我们的生理数据进行关联。船舶；的运动和振动由系统记录，这对我们的研究至关重要。”；沙塔克说&ldquo；它；这是一个很好的例子，说明了来自完全不同领域的NPS研究人员如何以互补和创新的方式就海洋服务的解决方案进行合作&rdquo；
$ i8 v, v! ?: l D7 I5 F' r资料来源：海军研究生院公共事务 |
