诺亦腾Perception Neuron在人体工学评估系统中的应用
诺亦腾学术前沿分享 第十期
研究领域 | 人体工学
论文作者 | 斯洛伐克技术大学
Roman Leskovský, Erik Kučera, Oto Haffner
Jakub Matišák, Danica Rosinová, Erich Stark
阅读时间 | 约2分钟
全文字数 | 约1000字
01 研究背景
工作环境与员工的健康密切相关,符合人体工学的工作环境不仅可以提升员工生产效率,更能降低员工伤病风险,改善员工的心理状态。因此,工作环境的人体工学日益受到研究人员关注。
来自斯洛伐克科技大学的 Roman Leskovský, Erik Kučera等五位学者,借助诺亦腾Perception Neuron系列惯性动捕设备,将动作捕捉、虚拟现实技术与人体工学概念相结合,设计出一套稳定可靠、成本低廉、适用于广大中小型企业的工作环境人体工学评估系统。该论文已被计算机领域顶级会议 IEEE 于2019年接收。
02 方法原理
评估系统的目标是通过分析员工在工作时的动作姿态,识别工作环境中造成员工不适的关键区域,进而为企业管理者提供工作环境的改进建议。
评估系统对办公室工作环境的模拟示例
评估系统对工厂工作环境的模拟示例
要完成员工的动作分析,首先需实现工作动作的准确记录。然而,各类办公室、工厂、车间等工作环境的设备尺寸、场地面积皆不相同,如果使用传统光学动作捕捉设备,则可能需要反复更改光学摄像头布局,而且标记点的频繁遮挡会造成动作数据的失真无效。
与传统光学动捕设备不同,诺亦腾Perception Neuron系列惯性动捕设备无需搭建复杂的动捕场地,也不存在标记点遮挡问题,成本更低,更符合中小企业预算需求,设备重量轻巧、穿戴方便,简单校准后即可开始使用。
员工动作在评估系统中的慢速回放
管理者让员工穿戴Perception Neuron动捕设备进行工作,完成动作录制后,在系统中打开设置好的虚拟工作环境,加载员工动作数据,则数据会自动匹配到3D人体模型中,实现工作过程在虚拟环境下的重现。管理者可以对动作进行加速或慢速回放,从多个角度观察员工的动作姿态,找到导致动作不自然的关键点,有针对性地调整工作环境。
此外,管理者可直接在系统中搭建各类工作环境。系统内置大量可互动的的常见设备和物品模型,并可自由调整尺寸、材质、颜色、摆放位置和方向等参数。
评估系统预设的各类设备和物品模型
管理者可设置设备和物品模型的尺寸、方向、颜色、材质等参数
03 研究结果
研究者认为,诺亦腾Perception Neuron系列动捕设备在成本上的强大优势,有助于该人体工学评估系统在广大中小型企业中的推广普及,其稳定、精准的动捕效果和易上手的优势保证了系统的顺利运行。使用该系统,企业管理者可在虚拟空间内对员工工作过程进行细致分析,修正不符合人体工学的工作环境设计,从而降低员工伤病风险,提升员工的生产效率和工作满意度。
在未来,将系统与更专业的人体工学软件相整合,实现对动作和工作环境的自动评估,减少管理者工作量,是研究者考虑的改进方向之一。
*本文图表除特别注明外,均摘自论文原文。
文献来源
Leskovský, R., Kučera, E., Haffner, O., Matisák, J., Rosinová, D., & Stark, E. (2019). A Contribution to Workplace Ergonomics Evaluation Using Multimedia Tools and Virtual Reality. 317-326.
原文链接(复制浏览器访问):https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8860052