Ergonomic Risk Assessment and Intervention through Smart Workwear Systems

Tid: Fr 2019-12-06 kl 13.00

Plats: Lecture hall T1, Hälsovägen 11C, Huddinge (English)

Ämnesområde: Medicinsk teknologi

Respondent: Liyun Yang , Ergonomi

Opponent: Professor Karen Søgaard, University of Southern Denmark

Handledare: Professor Jörgen Eklund, Ergonomi; Professor Mikael Forsman, Ergonomi, Karolinska Institutet

Abstract

Den snabba utvecklingen av bärbar teknik har skapat möjligheter för ergonomisk forskning och tillämpning genom nya sätt att mäta arbetsbelastning, dataanalys, riskbedömning och intervention. Denna avhandling syftar till att utveckla och utvärdera metoder att använda bärbar teknik för att utvärdera fysiska riskfaktorer i arbetet samt ge feedback till anställda för att förbättra sin arbetsteknik.

En smart mobilapplikation (ErgoArmMeter) utvecklades för att bedöma överarmställningar och -rörelser på jobbet. Applikationen använder integrerade signaler från den inbäddade accelerometern och gyroskopet, samt bearbetar och presenterar bedömningsresultaten direkt efter en mätning. En laboratorievalidering med 10 deltagare utfördes där ett optiskt spårningssystem användes som standardmätning. Resultaten visade att applikationen hade jämförbar noggrannhet med standard inklinometri för statiska arbetsställningar men bättre noggrannhet under dynamiska förhållanden. Applikationens enkelhet, bekvämlighet och låga kostnad gör att applikationen kan användas av forskare och praktiker i olika scenarier för ergonomisk riskbedömning.

Tre modeller för bedömning av arbetsmetabolism med hjälp av hjärtfrekvens (HR) och accelerometrar (ACCs) utvärderades i simulerade arbetsuppgifter med 12 deltagare mot indirekt kalorimetri som standardmätning. “HR + arm-leg ACC modellen” visade bästa noggrannhet i de flesta arbetsuppgifter. “HR-Flex modellen” visade en liten avvikelse för genomsnittet av alla uppgifter. För att bedöma arbetsmetabolism i arbetslivet med användning av bärbar teknik kan “HR-Flex modellen” eller “HR + arm-leg ACC modellen” väljas beroende på behovet av noggrannhet och tillgängliga resurser. Ytterligare förbättring av klassificeringsalgoritmen i ”HR + arm-leg ACC modellen” behövs för att passa olika typer av arbete.

Två system för smarta arbetskläder utvecklades och utvärderades. Smarta arbetskläder 1.0 bestod av en sensoriserad väst, en IMU-sensor (Inertial Measurement Unit) och en applikation på en Android surfplatta. Systemet bedömde riskerna för hög fysisk arbetsbelastning och långvarigt sittande/stående på arbetet. Resultaten visualiserades med färgkodade risknivåer. Systemet utvärderades med 8 deltagare från fyra yrken i en fältstudie. Det upplevdes som användbart, bekvämt och inte störande av de flesta deltagare. Vidareutveckling av systemet krävs för automatiserad riskbedömning av olika ergonomiska riskfaktorer i arbetslivet.

Smarta arbetskläder 2.0 bestod av en instrumenterad t-shirt med IMU-enheter, vibrationsenheter och en applikation på en Android smart mobil. Systemet gav vibrotaktil återkoppling till användarnas dominanta överarm och bål/rygg när fördefinierade vinkeltrösklar överskreds. Systemet utvärderades beträffande arbetsställningar i en intervention i industriell materialplockning med 15 deltagare. Det visade sig effektivt förbättra arbetsställningar av bålen/ryggen och överarmen. Systemet upplevdes som bekvämt och användbart. Den vibrotaktila återkopplingen befanns stödjande för inlärning av deltagarna när det gäller utformning av arbetsplats och arbetsuppgift.

Sammanfattningsvis visar forskningen i denna avhandling att bärbar teknik kan användas både i laboratoriet och arbetslivet för att bedöma fysiska riskfaktorer i arbetet samt för interventioner syftande till förbättring av arbetsteknik. Med ytterligare forskning och utveckling kan system för smarta arbetskläder bidra till automatiserad riskbedömning, förebygga arbetsrelaterad ohälsa och förbättra utformningen av arbetet och arbetsplatsen.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-263768

Innehållsansvarig:Sabina Fabrizi
Tillhör: CBH
Senast ändrad: 2019-11-14