Hoofdstuk 1 Bewegingen : Wetmatigheden en karakteristieken 1.1
Motorische controle : definitie van elementaire processen
Studiedomein :
Een relatief jonge onderzoeksdiscipline die beschrijft en verklaart op welke wijze bewegingen tot stand komen aandacht ligt vooral op de organisatie en controle van het motorisch apparaat Uitgesproken interdisciplinair karakter
Centraal thema :
bepalen van de locus waar organisatie en controle van de motoriek plaatsgrijpt hierdoor aanleiding tot persisterende controverse 1. Perifere uitganspunt : bewegingen gecontroleerd dmv feedback van de spieren en gewrichten, de vestibulaire, auditieve en visuele systemen. ( Gesloten-lus systemen ) 2. Centrale uitganspunt : bewegingen vooraf gestructureerd, feedback niet noodzakelijk. (open-lus systemen)
1.1.1 Gesloten-lus systemen Bestaat uit 3 delen :
Centraal, referentie mechanisme : datgene wat moet bereikt worden. ( Movement control center ) Informatie vergaren vanuit de omgeving : om de waarde te bepalen die het systeem wenst te reguleren ( Movement effectors ) Feedback : informatie terugkoppelen naar de referentie, dit kan door verschillende receptoren verschaft worden Proces : Vergelijken tussen een gewenste en actuele toestand geven aanleiding tot foutendetectie. Het uitvoerend niveau dat hierover wordt geïnformeerd, zal tot actie overgaan om de fouten te reduceren. Deze vorm van controle vinden we vooral terug bij de uitvoering van trage bewegingen. Movement Commands
Movement Control Center
Movement Effectors
Feedback
1
1.1.2 Open-lus systemen Verschil met gesloten :
Beschikken niet over een feedback cyclus Zijn niet gericht op het reduceren of opheffen van fouten Deze vorm van controle vinden we vooral terug bij snelle of ballistische bewegingen
Voordeel : systeem kan snel tot handelen overgaan, want niet afhankelijk van feedback. Nadeel : kan zich niet aanpassen aan veranderingen in omgevingsomstandigheden
1.1.3 Vereniging van open-lus en gesloten-lus controle
De zonet besproken systemen vormen extremen op een continuüm
Dikwijls is er sprake van een combinatie van beide systemen Tijdens het leren van een beweging onstaat er een evolutie van gesloten- naar open-lus controle owv het stilaan verdwijnen van de nood aan feedback door automatisering Ook de omgekeerde evolutie kan plaatsgrijpen: vb Parkinson patiënten
1.2 De snelheid en nauwkeurigheid van bewegingsplanning en bewegingsuitvoering
Tijdens de uitvoering van alledaagse bewegingen , alsook bewegingen die eigen zijn aan het arbeidsproces moet op basis van een stimulus uit de omgeving het gepaste antwoord gegenereerd worden. Soms snel ( induwen rempedaal ) soms traag en precies ( chirurgische handelingen ). De totale antwoordtijd kan onderverdeeld worden in de reactietijd (RT) en de bewegingstijd.
1.2.1 Reactietijd
De tijd die verloopt tussen het aanbieden van een stimulus en het initiëren van een respons. Deze tijdsspanne kan onderverdeeld worden in : 1. Premotorische tijd (PMT), centraal : Tijdsduur tussen het aanbieden van de stimulus en de aanvang van verhoogde elektrische activiteit in de spieren die de spiercontractie voorafgaat. 2. Motorische tijd ( MT), perifeer : Tijdsduur die verloopt tussen de verhoogde elektrische activiteit in de spieren en de aanvang van het motorisch antwoord.
Reactietijd
Bewegingstijd
PMT MT 2
1.2.1.1 Enkelvoudige reactietijd = Wanneer bij de aanbieding van een bepaalde stimulus slechts één antwoord mogelijk is. Factoren die mogelijk een rol kunnen spelen in de duur van de reactietijd : 1. 2. 3. 4. 5.
Stimulusmodaliteit ( auditief – tactiel < visueel ) 40 ms sneller Opspoorbaarheid S : functie van intensiteit, duur, grootte Verwachtingsprobabiliteit : Verwacht of niet ? ( bij onverwachte prikkel : RT ) Persoonlijke factoren : ouderdom, pathologie ( leeftijd dan RT ook ) Stimuluslocatie: centraal < perifeer aangeboden ( verschil bedraagt tot 15 à 30 ms )
1.2.1.2 Keuze reactietijd = Wanneer meerdere stimuli beschikbaar zijn die ieder een specifiek antwoord vergen. Factoren die mogelijk een rol kunnen spelen in de duur van de reactietijd : 1. Aantal alternatieven S-R : - Volgens de wet van Hick verhoogt de RT lineair met het log (basis 2) van het aantal keuzemogelijkheden. - Bij een verdubbeling van het aantal alternatieven, neemt de keuze reactietijd met een constante toe, nl 150 ms ongeveer. 2. Compatibiliteit S-R : - Hierbij dient opgemerkt te worden dat de aard van de overeenstemming of mapping tussen de stimuli en de antwoorden ( respons ) een bepalende factor is. - Bij een hogere compatibiliteit wordt een lagere RT genoteerd 3. Oefening leidt tot reductie van keuze RT : - Het effect van toevoeging van het aantal alternatieven kan door oefening ten dele gereduceerd worden 4. Verwachtingsprobabiliteit : - De keuze reactietijd wordt eveneens gereduceerd indien de pp gewaarschuwd wordt dat een signaal verwacht mag worden. 5. Type van beweging : - Met toename van de complexiteit van de beweging neemt ook de reactietijd toe. Dit fenomeen staat bekend als de ‘memory drum’ theory 6. Stimuluspresentatie : refractaire periode ( = naam voor een tijdsinterval waarin een bepaalde gebeurtenis niet opnieuw kan plaatsvinden ) - Bij sequentiële aanbieding van S is de R op S2 vertraagd indien S2 wordt aangeboden vooraleer R1 is gegeven.
1.2.2 Bewegingstijd = De tijd die verloopt tussen de aanvang en het beëindigen van het antwoord. De duur van de eigenlijke beweging hangt af van :
De aard van de beweging De vereiste nauwkeurigheid Tijd en nauwkeurigheid zijn afhankelijke concepten !
3
1.2.2.1 Determinanten van de beweginssnelheid : de wet van Fitts
De wet van Fitts :
Stelde een relatie vast tussen bewegingstijd enerzijds en bewegingsamplitudo en de grootte van het doel anderzijds. Een beweging zal langer duren naargelang men een grotere afstand moet afleggen (amplitudo) of naargelang het doel waar men naar beweegt kleiner is. (W) DUS bewegingstijd ( MT movement time) is ER met amplitudo en omgekeerd ER met de grootte van het doel. Het gaat hier dus om een lineaire relatie vermenigvuldigd met een factor 2 om negatieve logaritmes te vermijden ( wanneer de waarde van doelgrootte hoger is dan de afstand naar het doel )
MT = a + b[Log2(2A/W)]
A
= amplitude
W
= grootte van het doel
a,b
= constanten ( intercept, helling)
[Log2(2A/W)] = moeilijkheidsindex Moeilijkheidsindex houdt verband met de moeilijkheidsgraad van de taak. Het blijkt dat er een lineair verband bestaat tussen deze index en de bewegingstijd. Er is hier sprake van een trade-off tussen snelheid en nauwkeurigheid. (algemeen geldend dat we snelheid wisselen voor nauwkeurigheid en vice versa) Belang van de wet :
Ze is van toepassing op een grote variëteit van omstandigheden, met name bewegingen met de vinger, pols of de arm naar een doel. ( de hellingis effectorspecifiek : verwijzen vaak naar handen en voeten) Ze is van toepassing op diverse industriële taken die gekenmerkt worden door reikbewegingen. ( zie slide p. 10 ) Andere toepassingen zijn bewegingen met een muis of joystick ( zie slide p. 11 : hoofdgecontroleerde data input )
1.2.2.2 Determinanten van bewegingsnauwkeurigheid
Indien visuele feedback beschikbaar is, dan kunnen motorische handelingen met precisie uitgevoerd worden. Vaak echter geen visuele info beschikbaar met ergonomische implicaties als gevolg ! Fitts : nauwkeurigheid blinde positionering locaties in de werkruimte Resultaten : Bewegingen die recht vooruit gemaalt worden, gaan gepaard met de hoogste nauwkeurigheid terwijl bewegingen naar links of rechts in een lagere nauwkeurigheid resulteren.
4
Unintended accelerations : Hierbij menen de bestuurders hun voet te plaatsen op het rempedaal terwijl deze ongewenst op het gaspedaal terecht komt. Dit komt door fouten in het bewegingstraject van het onderbeen ten gevolge van ruis in het motorisch systeem en onnauwkeurigheden in de controle en organisatie van de beweging. W = SD van de spreiding van het eindpunt, zijnde een Maat van nauwkeurigheid ( width ) a, b = empirische constanten
W = a + b( D/ MT)
D = Distance
Schmidt e.a. hebben dus vastgesteld dat tijdens de uitvoering van snelle ballistische bewegingen, de nauwkeurigheid een lineaire functie is van de afstand waarover bewogen wordt alsook de bewegingstijd.
1.3 Wetmatigheden die ten grondslag liggen aan de bewegingscoördinatie De laatste jaren aandacht besteed aan de manier waarop de coördinatie tussen de ledematen tot stand komt.
Bekende vorm van coördinatie tussen de ledematen is de voortbeweging Voorts is er de fijne coördinatie tussen de armen of handen zoals die tot stand komt bij het uitvoeren van allerlei manipulatieve vaardigheden zoals breien, schillen, etc...
Onder bepaalde omstandigheden is de wet van Fitts niet van toepassing en dit heeft geleid tot de ontdekking van nieuwe wetmatigheden die bij de coördinatie van ledematen een rol spelen.
Bij verschillende moeilijkheidsgraden van meerdere bewegende ledematen zal er een herorganisatie van de beweging plaatsgrijpen zodat een gemeenschappelijke tijdsstructuur ontstaat. Bewegingen virtueel simultaan gestart en beëindigd Snelle beweging = vertraagd, trage = versneld Temporele herorganisatie : bedoeling het aantal vrijheidsgraden aan banden te leggen = aantal variabelen dat onder controle moet gehouden worden om efficiënt te bewegen. Neiging om dezelfde bewegingen in beide ledematen uit te voeren. (synchronisatie) Ledematen synergistisch = coördinatieve structuur : een groep van spieren die over meerdere gewrichten lopen en zich als een functionele eenheid gedragen Interferentie : wederzijdse beïnvloeding
Niet alleen bij discrete bewegingen, ook bij de uitvoering van cyclische patronen neiging tot synchronisatie/alternatie (cyclische vingerbewegingen)
5
1.3.1 Geprefereerde coördinatiepatronen Twee types van coördinatie tussen ledematen met grote mate van stabiliteit : 1. In-fase patroon : gelijktijdige activatie van homologe spiergroepen 2. Anti-fase/180° graden uit-fase: gelijktijdige activatie van niet-homologe spiergroepen Beide toestanden kunnen gekenmerkt worden als attractoren : geeft aan tot welke toestand een dynamisch systeem zich aangetrokken voelt indien voldoende tijd om zich te vestigen. Voorkeurspatronen :
Natuurlijke tendens om segmenten in dezelfde richting te bewegen = ISODIRECTIONEEL/ INFASE Anderzijds kan men ook ledematen in een verschillende richting bewegen = NONISODIRECTIONEEL/ ANTI-FASE Overgang van het moeilijker non-iso naar iso patroon vastgesteld. M.a.w. het iso patroon is het type beweging waarnaar men spontaan neigt te convergeren.
6
Hoofdstuk 2 : Menselijke controle van systemen In het alledaags gebruik wordt er een grote variëteit van systemen gecontroleerd zoals : radio aanzetten, microgolfoven bedienen, etc... De vraag kan dan gesteld worden op welke wijze deze systemen zo gebruiksvriendelijk gemaakt kunnen worden alsook de frequentie van fouten zoveel mogelijk gereduceerd kan worden? Een goed systeem is eveneens een systeem dat aan de gebruiker informatiefeedback verschaft. Vb geluid bij indrukken van nr op telefoon, eigen stem horen bij praten. Feedback is dus een onmisbare schakel in de realisatie van succesvolle acties
2.1
Controlesystemen en beperkingen eigen aan het systeem (‘constraints’)
Goed systeemonderwerp = exploiteren van constraints : gebruiker rechtstreeks naar de juiste handeling leiden
2.1.1 Ecologische natuurkunde : directe waarneming en zingeving = deze benadering situeert de perceptie binnen de hechte relatie tussen de waarnemer en de omgeving en leidt tot beschrijvingen die de zinvolle en functionele eigenschappen van de omgeving insluit. Dus de omgeving beschrijven op een manier die onafhankelijk is van de weernemer ( in cm, m, ...)
Inspelen op het uitnodigende karakter van voorwerpen of configuraties = affordances: Uitlokkers die in de omgeving van mens en dier voorkomen en die tot actie uitnodigen. Vb. Deurknop om vast te grijpen Refereren naar de waargenome vs. actuele kenmerken van een voorwerp. Boodschap ergonomie: ‘ Bij het ontwerpen van werkomgevingen of apparaten oog hebben voor uitnodigende perceptuele configuraties. De affordances optimaal benutten ’ Vb : deur duwen/ trekken ? Aanwezigheid van labels kan verdacht zijn !
Uitvoeren van handelingen :
Eigen lichaamsdimensies in acht nemen. Handelingen stellen in overeenstemming met deze dimensies - Perceptie-actie koppeling = individueel bepaald ( kind vs. volwassene) - Absolute maten ↔ Relatieve maten Vb. Waarnemen breedte doorgang = afh. van schouderbreedte Vb. Zie slide p. 18 : proef over traphoogtes
7
-
Besluit beoordeling traphoogtes : Bij de aanbieding van functionele taken, zullen personen de omgeving percipiëren in functionele ( lichaamseigen) dimensies binnen de relatie tussen organisme en omgeving. = Relatie tussen perceptie en lichaamsdimensies
2.1.2 Een bredere kijk op de classificatie van beperkingen (constraints) De technologische vooruitgang heeft de mogelijkheden van apparatuur verveelvoudigd hetgeen in vele gevallen de afstand tusen de gebruiker en de machine nog heeft vergroot.
2.1.2.1 Fysische beperkingen Fysische kenmerken van objecten beperken mogelijke operaties – beperkte actiewaaier Vb. Rond knop om te draaien en niet om te trekken 2.1.2.2 Semantische beperkingen Bedoeling van de situatie om mogelijke handelingen te controleren. Beroep doen op kennis van de situatie en de wereld in het algemeen Vb. Sleutel dient om in een sleutelgat te steken 2.1.2.3 Culturele beperkingen Aanvaarde culturele conventies – aanvaardbaar sociaal gedrag. Aangeleerd met brede generalisatie-mogelijkheid Vb. Rood = verbod/stoplicht 2.1.2.4 Logische beperkingen Logische relatie tussen ruimtelijke of functionele layout van systeemcomponenten en veroorzaakte gevolgen. Natuurlijke mapping tussen het bedoende toestel en de controlestructuur. STIMULUS-RESPONS COMPATIBILITY Vb. Weten welk vuur je met welke knop van de kookplaat moet aansteken 2.1.2.5 Zelf-geïnduceerde beperkingen Forcing functions : vorm van fysische beperkig. Handelingen limiteren zodat faling op 1 niveau belet dat de volgende stap gebeurt. Bij het gebruik van zulke functies moet je zeker zijn dat ze correct en op betrouwbare wijze functioneren en dat ze een onderscheid maken tussen gewettigde en ongewettigde overtredingen. Vb. Biepgeluid bij het niet aandoen van de gordel
2.2
Stimulus-antwoord compatibiliteit
2.2.1 Definitie
= Natuurlijk relaties tussen controlecomponenten en de dingen die ze controleren Bedieningsvoorwerpen : vertonen intelligente relatie met de handelingen die ze teweeg brengen
8
Ruimtelijke en conceptuele overeenstemming leidt tot de meest efficiënte informatieverwerking : want hierdoor minimale transformatie van informatie Vermijd incompatibiliteit : stressvolle situatie leidt tot spontane gedragspatronen !!
Controle-display relaties :
Hierbij centreert compatibiliteit zich op het niveau van de relatie tussen beweging uitgevoerd met het controle-element en de waargenomen feedback op een indicator/afleestoestel. Hoe kan deze compatibilieit bepaald worden ? 1. Bevragen van gebruikers : meerderheidsoordeel = populatiestereotype 2. Laboratorium-experimenten voor de fundamentele studie van S-R relaties
2.2.2 Studie van Fitts en Seeger : Ruimtelijke relaties en stimulusantwoord compatibiliteit = Pionier in het S-R compatibiliteitsonderzoek
Doel : Onderzoeken op welke manier de graad van overeenstemming van een stel elementen in de S-R –symboolruimte een effect had op informatietransfer Opzet : i. Stimuluspaneel met 3 variaties ii. responspaneel met 3 variaties iii. Factoriële combinatie S-R
Taak : Stylus bewegen in de richting van een S, vertrekkend vanui een centrale positie AV : a) RT : tijd nodig om vanuit centrale positie naar de gewenste eindpositie te bewegen b) % foute antwoorden c) Gemiddelde verloren informatie per S
Resultaten : 1. Configuraties met gelijkaardige ruimtelijke localisatie van S-R : RT en fouten lager Hieruit kan besloten worden dat infotransfer bij uitvoering van perceptmotorisch vaardigheid in grote mate bepaald wordt door graad van overeenstemming S-R 2. Na training blijven er verschillen tussen condities: meer vorderingen in de minder compatibele situaties Hieruit kan besloten worden dat het moeilijk is om op efficiënte wijze om te gaan met informatie karakteristieken indien deze afwijken van gewoontepatronen uit het dagelijks leven
2.2.3 S-R compatibiliteit met betrekking tot gebruiksvoorwerpen Toepassingen : 1. Mapping bij fornuizen : Vaak fornuizen met slechte S-R compatibiliteit op de markt Tussenoplossing kan geboden worden door gedeeltelijke mapping of volledige mapping 9
2. Bediening van knoppen
3. Richting aanwijzen
2.3 Enkele algemene bedenkingen bij controle-display relaties
Beweging van het controle-element volgt de beweging van de display Vb. Hefboom naar rechts voor beweging van lichtpunt op radarscherm naar rechts Beweging van het controle-element controleert de beweging op een display Vb. Radio op een bepaalde golflengte instellen Beweging van het controle-element produceert een specifiek systeemantwoord Vb. Stuurwiel naar rechts draaien om rechts in te slaan met voertuig Beweging van een display-aanduiding zonder enig gerelateerd antwoord Vb. Kloksgewijze rotatie van de wijzers van een klok
2.3.1 Draaibare controles en rotationele displays in hetzelfde vak Bradley’s 3 principes : 1. Schaal roteert in dezelfde richting als controle (direct drive) 2. Nummers op de schaal nemen toe van L naar R 3. Voor toename van de waarden dient de controle in wijzerzin gedraaid te worden. Zie p. 35 in cursus voor afbeelding
2.3.2 Draaibare controles en lineaire displays in hetzelfde vak 1. Principe van Warrick : Verwachting dat de wijzer van de display in dezelfde richting gaat als de dichtsbijzijnde zijde van de controle. Indien de knop zich rechts bevindt is er overeenstemming, indien links is er contradictie. De blauwe pijl in de knop geeft het clockwise-for-increase principe aan. De oranje pijl refereert naar het principe van Warwick. Dus in onderstaande afbeelding ziet men 2 populatiestereotypen
10
2. Principe van de schaalzijde Indicator op display zal in dezelfde richting bewegen als dat deel van de controleknop dat in dezelfde relatieve positie is geplaatst als de schaal op de display. Of anders gesteld : indien de schaal zich bevindt aan de linkerzijde van de display dan zullen gebruikers hun bewegingen vooral afstemmen op de linkerzijde van de knop, onafgezien van de locatie van de bedieningsknop t.o.v. de display.
- 10 -5 -0
10 -
5
-
0 3. Vergelijking van stereotype responsen voor de effecten van knop-rotatie zoals bepaald dmv papier-en-pen tests en actuele prestatietests. Resultaten : a. Een optimaal ontwerp vereist een configuratie waarbij de betrokken populatiestereotypen zoveel mogelijk in overeenstemming zijn. b. Conflicten tussen deze stereotypen zal leiden tot een daling in de prestatie en maken van fouten.
2.3.3 Bewegingen van displays en controles in een verschillend vak Holding : 2 principes 1. Kloksgewijze rotatie = toename van de waarden 2. Schroefbeweging : Kloksgewijs = beweging weg van het lichaam Antikloksgewijs = beweging naar de uitvoerder Extra : zie de 2 figuren op p. 38
2.3.4 Bewegingsrelaties van ronde controles bij voertuigen -
Indien stuurwiel horizontaal -> bestuurder oriënteert zich naar voorste deel van stuurwiel Indien stuurwiel verticaal -> richt men zich op de bovenzijde voor organisatie van beweging
11
2.4 Meer algemene principes van controle-display stereotypen Wickens geformuleerde principes met grotere toepasbaarheid : 1. Kloksgewijze stereotype : Basale tendentie knop kloksgewijs te draaien 2. Principe van de proximiteit van beweging : Direct drive 3. Congruentie : Lineaire bewegingen t.a.v. dezelfde as en rotationele bewegingen t.a.v. dezelfde richting 4. Congruentie van locatie : Configuratie van displays moet congruent zijn met configuratie van controles (fornuis)
2.5 Volgtaken (tracking)
Volgtaken vormen een belangrijk component van continue taken = taken die van langere duur zijn. In sommige situaties kan : - De uitvoerder zelf de vordering in de taak controleren ( internally paced) - De snelheid van uitvoering van buitenuit worden opgelegd ( externally paced) Er is variatie mogelijk zowel t.a.v. de inputs als t.a.v. de outputs van het systeem
2.5.1 Input voor volgtaken
Input kan constant( zelfde snelheid aanhouden) of variabel (auto besturen in bochten) zijn. Inputs kunnen complexe patronen vertonen : 1. Step-input : specificeert een discrete verandering in waarde zoals het bekomen van een bepaalde temperatuur 2. Ramp-input : Specificeert een constante graad van verandering in een bepaalde variabele zoals behoud van snelheid 3. Sinusoïdale input : gekenmerkt door een input die een sinusoïdale golfvorm vertoont.
2.5.2 Output voor volgtaken
De output kan gerealiseerd worden door een fysisch antwoord van een controlemechanisme (persoon) of door overzetting van een bepaalde vorm van energie(mechanisch element) De orde van controle van zulke systemen kan van diverse aard zijn (p. 41) : 1. Positiecontrole of controle van nulde orde : De beweging van het controle apparaat controleert de output op directe wijze. Dit is vaak de meest compatibele S-R situatie 2. Snelheidscontrole of controle van de eerste orde : De bestuurder gaat de graad van wijziging van de output controleren 3. Versnellingscontrole of controle van de tweede orde : 12
Verwijst naar de graagd van verandering in de graad van beweging (snelheid) van een systeem 4. Controle van hogere orde : Vb. Besturen van een boot. Bij zulke uitvoeringen dikwijls beperkingen. De opdracht wordt daarenboven des te moeilijker naarmate de orde van controle stijgt.
Besluit 1. Ifv de combinatie van controle-display types zijn er verschillende principes die gehanteerd kunnen worden 2. Populatie-stereotypen zijn niet steeds in overeenstemming met elkaar 3. Een maximale vereniging van principes is gewenst 4. Standaardisatie dient nagestreefd te worden
13
Hoofdstuk 3 : Handwerktuigen Uitgangspunt:
3.1
Het reduceren van de biomechanische stress op de handen, armen en schouders van een arbeider door een gepaste constructie van handwerktuigen kan leiden tot productiviteits- en kwaliteitsverhoging Een verantwoorde constructie van werktuigen houdt in dat technische, anatomische, kinesiologische, anthropometrische, fysiologische e.a. aspecten gezamelijk in beschouwing worden genomen Bij ergonomische problemen speelt vaak het repetitief karakter van het gebruik van zulke werktuigen een belangrijke rol. Mogelijke gevolgen zijn : - Accidenten met werktuigen - Cumulative trauma disorders zoals tenniselleboog, CTS,... Centraal uitgangspunt : anatomie van de menselijke hand
De anatomische en functionele karakteristieken van de menselijke hand
Carpale tunnel (ter hoogte van de pols) : -
ruimte waarbinnen zich bloedvaten, zenuwstructuren en pezen bevinden Tunnel wordt omgeven door beenderstructuren en ligamenten
Polsbeenderen zijn verbonden met 2 voorarmbeenderen : -
Enerzijds radius (duimzijde) Anderzijds ulna ( pinkzijde)
Deze polsbeenderen laat bewegingen toe in twee vlakken 1. Op- en neerwaarts waarbij buiging = palmaire flexie en strekking = dorsiflexie 2. Zijwaartse beweging, nl. radiaal en ulnaire deviatie
14
3.2
Beginselen die ten grondslag liggen aan de constructie van handwerktuigen
Enkele principes ivm handwerktuigen(Sanders en McCormick) 1. 2. 3. 4. 5.
Tracht de pols gestrekt te houden Vermijd samendrukking van weefsels Vermijd voortdurende herhaling van vingerbewegingen Kies een veilig ontwerp Let op individuele verschillen tussen gebruikers
3.2.1 Tracht bij het hanteren van werktuigen de pols zoveel mogelijk gestrekt te houden Ulnaire deviatie : Carpale Tunnel Syndroom ( CTS)
Kenmerken : verstoring van de functie van de nervus medianus als gevolg van drukverhoging door ontsteking van pezen, verplaatsing van beenderen, trauma, ... Oorzaak : - Repetitieve arbeid verricht met de handen - Herhaalde polsflexie of extreme extensie gepaard met het genereren van kracht - Herhaalde krachten toegepast ter hoogte van de basis van de handpalm en pols Gevolg : verlies van handfunctie, verminderde kracht en gevoel, verkleumdheid
Vermijden van ulnaire deviatie door buiging van voorwerpen/werktuigen
Bij gebogen werktuigen is ulnaire deviatie tot 2.6 keer kleiner dan bij gestrekte Bij gebogen werktuigen is er minder krachtverlies bij langduriger gebruik
‘Buig het voorwerp ipv de hand’ op grote schaal gecommercialiseerd
Buiging van de hand leidt tot een reductie van kracht ivm strekking (10 – 40%) Knijpkracht is ook lager bij het buigen van de pols en is afhankelijk van grootte van het vast te nemen object. Spanwijdte van 6-9 cm =optimaal
Ook rekening houden met het gewicht van de te hanteren werktuigen ( toenemend elektrische en dus ook zwaardere werktuigen, waardoor meer kracht nodig). Kan overwogen worden om deze toestellen op te hangen in de naaste omgeving van de arbeider Radiale deviatie : radiale epicondylitis (tenniselleboog)
Oorzaak : Radiale deviatie, in combinatie met pronatie en dorsiflexie, veroorzaakt druk tussen het hoofd van de radius en het capitulum van de humurus ter hoogte van de elleboog. Voorkomen : Vooral bij 35-50 jarigen en ondermeer in de assemblage
!!Tenniselleboog en CTS liggen aan de grondslag van langdurige werkloosheid!! 15
3.2.2 Vermijd samendrukking van weefsels -
Genereren van grote krachten : veroorzaakt een hoge compressiekracht in de handpalm = vermindere bloeddoorstroming Oplossing : contactoppervlak vergroten zodat krachten over grotere oppervlakte verspreid worden
3.2.3 Vermijd voortdurende herhalingen van vingerbewegingen -
-
3.3
Hoge frequentie van bediening van druktoetsen : Trigger finger = ontsteking in de vingers. Na buiging niet mogelijk vingers meteen te strekken. Oorzaak : lokale verdikking van de flexorpees die gepaard gaat met een verdikking van de peesschede. Vooral problematisch bij brede voorwerpen, want meer vingerkootjes die moeten buigen. Oplossing : Veel meer gebruik maken van de duim = de meest beweeglijke van de 5 vingers
Behandeling van cumulatieve trauma aandoeningen ( cumulative trauma disorders, CTD)
Consequenties ergonomie :
CTD – Repetitive Strain Injuries ( RSI) = Reeks van syndromen gekenmerkt door discomfort , beperkte functie, persistente pijn in gewrichten, pezen, spieren en andere zachte weefsels met of zonder fysieke manifestaties -
Arbeidsproces : assemblage, verpakken, typen, sporten, videospelen, PC gebruik Frequentie hoog in bovenste ledematen : hand-pols Gevolgen : pijn, beperking van productiviteit, werkverzuim
Symptomen geassocieerd met CTD of RSI : pijn – zwelling – verminderde gevoeligheid en kracht - 3 Stadia 1. Pijn en zwakheid tijdens arbeid; geen klachten tijdens rust 2. Symptomen eveneens evident tijdens pauzes en moeilijkheden met repetitieve arbeid 3. Onafgebroken pijn tijdens arbeid en rust Stadium 1 en 2 kunnen weken tot maanden aanhouden In stadium 3 kunnen kwalen gedurende jaren aanhouden SNEL INGRIJPEN IS DE BOODSCHAP !!!
16
Hoofdstuk 4 : Anthropometrie en ontwerp van de arbeidsomgeving
4.1
Anthropometrie = onderzoeksdomein waarbinnen gepoogd wordt de lichaamsdimensies en haar fysieke karakteristieken te bepalen. Engineering anthropometrie = kennis van deze dimensies gebruiken om de arbeidsomgeving optimaal te organiseren = “De toepassing van wetenschappelijke fysieke meettechnieken op het menselijk lichaam met het doel de interface tussen mensen en machines en andere vervaardigde producten te optimaliseren” Mogelijke vragen : ‘ hoe ver kan de arm reiken ? ‘ hoeveel druk op voet voor pedaal ? ‘ Dus naast info over de gebruiker moet er eveneens kennis vergaard worden over de relatie tussen diverse componenten van een systeem. Een hechte band tussen anthropometrie en biomechanica Biomechanica = verschaft de criteria voor de toepassing van anthropometrische gegevens bij het ontwerpen van systemen of werkplaatsen.
soorten anthropometrische gegevens
4.1.1 De rol van anthropometrische metingen in de ergonomie -
-
-
-
Deze fysieke dimensies moeten in gestandaardiseerde houdingen bepaald worden Vb. De lengte in stand, lengte in zit, ... Diverse lengte-en breedtematen komen aan bod De lengtematen worden bepaald ifv anatomische landmarks zoals zithoogte, elleboog-hoogte, dijhoogte, knie-hoogte, ooghoogte, schouderhoogte Het belang van anthropometrische gegevens in mens-machine omgevingen mag niet onderschat worden De informatie omtrent de mens moet even grondig geanalyseerd worden als de informatie omtrent de machine Sequentie 1. Taakanalyse : welke opdrachten moet de gebruiker of bedienaar vervullen lichaamsdimensies –taakspecificaties 17
2. Ontwerp van de interface tussen de mens en de machine : Computermodellen, tekeningen,... 3. Test van het ontworpen systeem : evaluatie van gebruiksvriendelijkheid en efficiëntie zie cursus p. 55
4.1.2 Soorten metingen Onderscheid tussen structurele en functionele (dynamische ) metingen 4.1.2.1
Structurele metingen = metingen van lichaamskarakteristieken in een gefixeerde positie. Vb. Gestalte in zit, afstand tussen diverse beenderen, etc...
Beschreven door een mathematische functie : Normale distributie = Gaussiaanse verdeling Van deze afmetingen kunnen percentielen(p) berekend worden = % van de populatie met een lichaamskenmerk gelijk aan of kleiner dan de waarde zoals aangegeven met het betreffende percentiel = Belangrijke descriptieve statistische techniek voor de ergonomie !!!! Zulke dimensies afhankelijk van ouderdom, levenswijze, afkomst, etc... Normale verdeling : Wordt beschreven door 2 pm’s 1. Gemiddelde ( X ) 2. Standaarddeviatie ( SD ) Berekening ve bepaald percentiel :
Xp = X + SD * z
Xp = percentiel ; z = standaard normale afwijking
Afhankelijk soort probleem verschillende afbakening percentiel mogelijk 1. Eenzijdig : bepaling van een doorgang P 95 : vb. Hoogte deurstijl, bepaling reikafstanden 2. Tweezijdig : bepaling van tafelhoogte P50 : vb. Cursus p 58 4.1.2.2
Functionele metingen = dynamische metingen die bepaald worden wanneer de persoon in actie is. Vb. Reik-enveloppe tijdens zit aan tafel
De interactie tussen diverse lichaamscomponenten speelt een belangrijke rol ! Metingen worden bepaald mbv software pakketten ( somatografie) Beperkingen in de reikruimte voor personen in zithouding bepaald door : - Richting van reiken - Aard van manuele handelingen
18
4.2
Enkele principes die gehanteerd worden bij de toepassing van anthropometrische gegevens
1. Selectie van pertinente lichaamsdimensies : Vb. Zetel-dak dimensies => auto –gestalte in zit 2. Bepaling van gebruikersgroep : Vb. Normale personen of personen met handicap ; mannen vs. vrouwen 3. Principe vastleggen : extreme gebruikers, aanpasbaar, gemiddelde Vb1. Maxima deurstijl : P95 Vb2. Minima :kracht om toets in te drukken ; P5 Vb3. Gemiddelde: hoogte aanrecht keuken 4. Het percentage van de populatie dat ongestoord gebruik moet kunnen maken van de instrumenten of van een bepaalde arbeidsomgeving moet vastgelegd worden. 5. Raadpleeg aangepaste anthropometrische gegevens en tabellen mbt gebruikersgroep en in relatie tot het gestelde probleem 6. Speciale kleding : aanpassingen in de functionele karakteristieken Vb. Beschermende kledij bij brandweerlui => reductie reikruimte
4.3
De arbeidsomgeving Anthropometrische gegevens zijn vooral interessant gebleken bij de constructie van arbeidsomgevingen ( work-space envelopes )
4.4.1 De arbeidsomgeving van de persoon in zithouding
Hier is vooral de functionele rijkwijdte van belang die bepaald wordt door : - Richting waarin men beweegt - Aard van de uitgevoerde opdracht De reikwijdte wordt getest vanuit een bepaalde positie in graden tav verschillende niveaus met betrekking tot een referentiepunt van de zitpositie SRL = Seat Reference Level Als criterium wordt een reikruimte die aanvaardbaar is voor 95% van de gebruikers genomen Grenzen van de ruimte kunnen beperkt worden door : - Type van manuele activiteit - Aard van de kleding
4.4.2 Het ontwerpen van werkoppervlaktes 4.4.2.1
Werkoppervlaktes in zithouding
Rekening houden met afstanden tussen lichaamsdimensies in relatie tot oppervlaktes Type van activiteit = doorslaggevend Hoogte werkopp. tov zitpositie wordt mede bepaald door aard van de arbeid 19
Vb. Lage tafel => Buiging van de bovenrug Vb. Hoge tafel => schouders naar achter gedrukt
Algemene principes 1. Hoogte werkopp. aanpasbaar maken 2. Opperarm ontspannen vanuit schoudergordel afhangend – voorarm horizontaal of licht neerwaarts 3. Hoogte aanpassen zodat rug niet overdreven gebogen wordt 4. Hoogte aanpassen aan de aarde van de taak
Aangezien deze elementen enorm kunnen verschillen van persoon tot persoon moet het nogmaals benadrukt worden dat aanpassing aan de individuele gebruiker en aan de aard van de uit te voeren opdracht van primordiaal belang is. Besluit : Trade-off tussen hoogte oppervlak, positie van de rug, armpositie
4.4.2.2 de werkoppervlakte in de rechtopstaande houding Voorgaande algemene principes ten dele toepasbaar op de werkoppervlakte in rechtstaande houding. Zie afb. Cursus p. 67
4.4.3 Het zitten 4.4.3.1 Ondersteuning van de rug Van anatomie naar ergonomie van het zitten
Belangrijke elementen : Rugondersteuning en positie van de rug ; Hoogte vh zitoppervlak Helling; diepte; breedte Evaluatie van principes van het zitten vanuit het oogpunt van de menselijke anatomie : wervelkolom – bekken - Wervelkolom : natuurlijke krommingen o Kyphose : hoge rug o Lordose : lage rug Natuurlijke krommingen respecteren – overdreven krommingen vermijden !!
-
Bekken : spieractiviteit rond bekken in evenwicht houden De spieren van de lage rugstreek ( quadriceps) moeten voldoende rekbaar zijn en hun kracht moet in evenwicht zijn met deze van de buikspieren (bilspieren) Vermijd extreme anteversie of retroversie (zie fig. Cursus p. 70)
20
4.4.3.2 Zithoogte en helling Complexe relatie tussen lichaamshouding en omgeving
Zithoogte moet aldus ingesteld worden dat de bloedtoevoer niet afgesneden wordt Het is ook best de zithoogte aanpasbaar te maken Zoals blijkt uit fig. 4.11 p. 71 in cursus, zal een lagere zit aanleiding geven tot grotere buiging van het bekken; vandaar dat een hogere positie geprefereerd wordt. Maar te lage en te hoge zit opp is nadelig. Indien relatief inactief werk best voor lage houding opteren, indien relatief intens manueel arbeid voor hoog zitvlak opteren Ideaal zithoogte : 43 tot 46 cm
4.4.3.3 Algemene principes
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Rugleuning = lumbale gebied steunen + lichte helling naar achter ( 10 – 30°) Zitvlak lichtjes naar achter hellend : hoek = 95- 120° met de rug Zithoogte en rugleuning bij voorkeur aanpasbaar Multifunctionele stoelen : zithoogte afstellen op kleine mensen en zitbreedte op grote mensen Gewichtsverdeling uitdeinend vanuit de zitknobbels Indien geen leuning naar achter, lumbale buiging reduceren door verhoging zit en helling naar voor Houdingsveranderingen mogelijk maken zonder op te moeten staan Voeten rusten op bodem of steun
4.5
Het ontwerp van de arbeidsomgeving
4.5.1 Het computer werkstation -
Vb. Speciale werkomgeving PC werkstation Ergonomische aanpassingen Gevolgen Ong (1984) : studie bedienden voor en na ergonomische aanpassingen Toename in productiviteit : toename toetsslagen 25%, fouten 0.1% Reductie visuele + musulaire vermoeienis en discomfort
3 Hoeken spelen een belangrijke rol voor het comfort - Graad van rompbuiging - Buiging opperarm tov rompas - Hoek elleboog Klachten vnl. : Pols, nek, schouder RSI !! repetitive strain injuries
21
Besluit : Hieruit kan besloten worden dat bij voorkeur gespecialiseerde computertafels worden gebruikt die bestaan uit diverse niveaus zodat de terminaal en het toetsenbord op een verschillende hoogte kunnen geplaatst worden. Het is eveneens aangewezen om bij intens gebruik lichaamsoefeningen en pauzes tussen de arbeidsperiodes in te lassen.
4.5.2 Zitplaatsen in auto’s
Doordachte en bestudeerde ontwerpen kunnen bijdragen tot de verhoging van de verkeersveiligheid Niet enkel van belang om comfortabel te zitten maar het moet eveneens mogelijk zijn vanuit deze positie alle controles te kunnen bedienen Veelal in de eerste stadia gewerkt met poppen en mannequins Ook hier is de zithoogte, diepte en de hoek die de rug maakt van belang.
4.5.3 Een voorbeeld van een procedure voor het ontwikkelen van een arbeidsomgeving
Stroomdiagram van een ontwerp van een arbeidsomgeving Zie cursus p. 76 en 77
22
Hoofdstuk 5 : Aandacht, time-sharing en mentale belasting
Tijdens uitvoeren van dagelijkse activiteiten regelmating confrontatie met beperkingen omtrent gelijktijdige uitvoering van meerdere dingen Vb. Cirkels op je buik maken, terwijl tikken op je hoofd Er ontstond mutuele of wederzijdse interferentie tussen de taken Nochtans zijn er taken die vrij gemakkelijk gelijktijdig kunnen uitgevoerd worden Vb. Autorijden en terwijl communiceren met radio op Dus van belang om bij simultane uitvoering van meerdere taken de aard en hun moeilijkheidsgraad in acht te nemen. Opm : Timesharing slechts mogelijk bij geautomatiseerde handelingen
5.1
Soorten aandacht en overzicht van aandachtsmodellen
1. Selectieve aandacht : Aandacht met focus op relevante informatie; overige informatie wordt genegeerd/verwaarloosd 2. Verdeelde aandacht : Aandacht spreiden over meerdere taken Opm. : Aandacht en mentale belasting = hoeveel mentale inspanning is er nodig om taak uit te voeren Aandachtseisen variëren ifv taakbelasting
Hiërarchisch onderscheid tussen aandachtsmodellen ( Proctor, Van Zandt ; 1994 ) Models of attention
Bottleneck models = flessenhals -modellen
Early selection
Late selection
Resource models = bronmodellen
Single resource
Multiple resources
23
Flessenhalsmodellen : =bepaald stadium in informatieverwerkingssequentie waar de info, waarop men de aandacht kan richten , beperkt is.
Bronmodellen : = aandacht -> bron van beperkte capaciteit die toegewezen kan worden aan één of meerdere taken
Afhankelijk van de plaats waar de flessenhals zich voordoet spreekt ment van vroege of late selectie Vroege selectie : Stimuli gefilterd voor de centrale verwerking Late selectie : pas filteren na identificatie van de stimulus
5.2
Van aandacht naar interferentie : structurele interferentie versus capaciteitsinterferentie -
Twee modellen voorgesteld die pogen een verklaring te bieden voor de gebeurtenissen die optreden wanneer taken gelijktijdig uitgevoerd worden , of, wanneer informatie die betrekking heeft op meer dan één taak simultaan moet verwerkt worden.
Capaciteitsinterferentie Algemene beperking in de mogelijkheid mentale arbeid te verrichten ~beperking in mentale energie Interferentie tussen taken : gevolg van competitie voor beperkte capaciteit Interferentie : als beschikbare capaciteit overschreden is Interferentie = nonspecifiek Moeilijkheidsgraad Vb. Wandelen en praten
Structurele interferentie Interferentie : gevolg van gelijktijdig beroep doen op dezelfde mechanismes voor 2 handelingen
Incompatibele responsen die gelijktijdig specifieke pereceptuele of motorische mechanismen benutten Interferentie : specifiek Sterke interacties tussen gelijkaardige taken Vb. Muziekinstrument bespelen 24
5.3
Multipele bronnen
Van unitaire naar multipele resources (uitbreiding oorspronkelijke modellen) -
Allport, Antonis en Reynolds (1972): Bij uitvoering van een moeilijke taak, doe de taakuitvoering beroep op onafhankelijke gespecialiseerde verwerkingssystemen die parallel functioneren ( ‘Multi-channel Hypothesis’)
-
Navon en Gopher (1979): Gelijkaardig concept als hierboven, maar zij spreken over ‘multipele capaciteit’ of ‘multipele resources’. Uitvoerder beschikt over meerdere entiteiten met eigen capaciteit die voor meerdere taken kan ingezet woren. Zolang de vraag het aanbod niet overschrijdt = geen prestatieverlies. Een belangrijke bron van interferentie is hier opnieuw van structurele aard!
Opm: Aangezien processen die dezelfde mechanismen aanspreken weliswaar met elkaar interfereren maar zelden elkaar volledig blokkeren, wordt gestreefd naar een verklaringsmodel dat structurele en capaciteitsinterferentie combineert. -
Wickens (1984): Driedimensioneel model van resources ( voorstander multipele construct)
Principe : 3 relatief onafhankelijke dichotome dimensies 1. Verwerkingsstadium (input, verwerking, output) 2. Modaliteit ( auditief-visueel) 3. Verwerkingscode ( Ruimtelijk-verbaal) Predictie : simultane uitvoering taken des te beter naarmate deze taken in verschillende vakjes gesitueerd kunnen worden ( op verschillende bronnen een beroep doen) Hemisferen zijn aparte bronnen van verwerking Model van Wickens : voorspellen welke taken wel of niet interfereren Zie slide p. 65 : interferentie volgtaak R-hand+ verbale taak > volgtaak L-hand+ verbale taak Interferentie volgtaak R-hand+manuele respons L-hand > Volgtaak L + voc. taak
5.4
Neuronale connectiviteit , interferentie en neurale overspraak
Laatste jaren meer en meer kritiek op capaciteits-en bron modellen
Interferentie = gevolg van overspraak ( cross-talk) 25
Structurele interferentie : fouten in de ene taak reflecteren kenmerken van de andere taak Oorsprong = intrinsieke neuronale verbondenheid van het CZS ; neuronale activiteit in 1 locus deint uit naar een andere locus Navon en Miller (1987): Outcome-conflict Hypothesis = conflicten tussen antwoordresultaten Vb. Simultane uitvoering van 2 verschillende bewegingen met beide handen/arme Vb. Simultane uitvoering van 2 perceptuele opdrachten : auditieve taken Zie slide p.66 - Graad van neurale overspraak = afhankelijk van aard van de segmenten in de taakuitvoering - Gelijktijdig verschillende opdrachten uitvoeren : gradiënt in moeilijkheidsgraad : L-arm – R-arm > R-arm – R-been > R-arm – L-been - Succes in dubbeltaken door enerzijds taken gescheiden te houden ( segregatie) maar ook door de mate waarin de uitvoerder er in slaagt de taken met elkaar te integreren (taakintegratie of gestalt ) Overspraak is sterk wanneer 2 taken erg gelijkaardig maar niet gelijk zijn !!
5.5
5.6
Het belang van bovengenoemde modellen voor de ergonomie Timesharing : de mogelijkheid om verschillende activiteiten van motorische of perceptuele aard gelijktijdig uit te voeren. Van kritisch belang voor uitvoering van diverse opdrachten Beperking in de aandachtsverdeling erkennen Hoe time sharing problemen oplossen? 1. Herontwerp systeem 2. Automatisering afzonderlijke opdrachten owv langdurige training 3. Beoefenen time-sharing vaardigheid (kan aangeleerd wn !!! ) 4. Selectie van mensen die uitmunten in deze vaardigheid ( Taakgebonden kenmerk of vermogen – Ability ? ) Vb. Ervaren piloten kunnen beter timesharen dan onervaren piloten
Mentale belasting (mental workload) = Refereert naar het verbruiken van mentale capaciteit nodig voor het uitvoeren van een taak of een combinatie van taken, m.a.w. hoe intens is bedienaar van apparaat/werkpost bezet ?
Heel wat moeilijker om de graad van mentale belasting te kwantificeren Vooral betrekking op het behandelen en verwerken van informatie wat ingewikkelder is geworden owv de technologische vooruitgang ( complexere besturingssystemen) Kantowitz : Vooral gekoppeld aan een unitaire pool van mentale capaciteit (capaciteitsmodel) Er is dan een omgekeerd ER verhouding tussen beschikbare capaciteit en mentale belasting 26
Hart : Definieert belasting als een subjectieve ervaring die veroorzaakt wordt door externe en interne factoren zoals motivatie, vermogen, verwachtingen, oefening, timing, stress, vermoeienis, en gekoppeld is aan omstandigheden die gekenmerkt worden door het aantal, het type, en de moeilijkheidsgraad van de uitgevoerde taken, de geleverde inspanning en het ervaren succes met betrekking tot de mate waarin men tegemoet komt aan de gestelde vereisen.
5.6.2 Beschikbare technieken voor de vaststelling van mentale belasting 1. Gedragstechnieken a. Primaire taaktechniek b. Secundaire taaktechniek 2. Fysiologische of psychofysiologische technieken a. Hersenpotentiaal b. Pupildiameter c. Variabiliteit van de hartslag 3. Subjectieve metingen a. Cooper-Harper schaal b. Subjective Workload Assessment Technique ( SWAT)
Gedragstechnieken
Primaire taaktechniek = Bepaling van de wijziging in belasting in de primaire taak als gevolg van manipulatie van moeilijkheidsgraad
Nadelen - Niet steeds mogelijk om over gedetailleerde scores van een prestatie te beschikken ( vb. Bij niet uitwendig observeerbare handelingen als resultaat) - Registratie handeling te uitgebreid en omslachtig - Analyse van gegevens tijdsintensief
Secundaire taaktechniek = Prestatie op de secundaire taak is omgekeerd ER met benodigde mentale capaciteit voor de primaire taak. ( ook meest bekende van gedragstechnieken )
Principe : Secundaire taak opgelegd aan persoon terwijl de primaire taak verder wordt uitgevoerd. Het niveau van prestatie op de secundaire taak geeft onrechtstreeks informatie over de belasting van de primaire taak indien persoon goed presteert op secundaire taak, zou men er van uit kunnen gaan dat primaire taak gemakkelijk is, niet erg belastend.
27
Types secundaire taken : 1. Belastend (loading): Secundaire taak foutloos uitvoeren ten koste van de primaire 2. Subsidiar (non-loading) : Primaire taak foutloos uitvoeren ten koste van secund. Nood aan controlecondities voor beide taken Prestatie in geïsoleerde omstandigheden bepalen Problemen : - Type secundaire taak : ritmisch kloppen, rekenen, RT, random genereren getallen - Interferentie met primaire taak – structurele kenmerken primair kunnen andersom ook secundaire taak ernstig beïnvloeden - Geen universele taak voor alle arbeidscondities Voordeel secundaire taak: - Grote mate aan validiteit (aangezien echte arbeidssituatie dikwijls gekenmerkt wordt door simultane uitvoering van taken)
Fysiologische of psychofysiologische technieken Wierwille (1979 ): Wanneer de werkbelasting verandert, treden er onvrijwillige veranderingen op in de fysiologische processen van het menselijk lichaam (Lichaamschemie, activiteit CZS, circulatoire en respiratorische activiteit). Als gevolg hiervan, kan werkbelasting bepaald worden door meting en verwerking van de gepaste fysiologische maten.
De manifestatie van belasting wordt bepaald door weloverwogen fysiologische metingen van activiteit in het autonome of CZS Voordelen : - Minder ingrijpende effecten op de primaire taakuitvoering - Kunnen op continue en objectieve wijze informatie verschaffen Nadelen : - Reflecteren niet alleen mentale belasting MAAR OOK samengestelde invloeden van omgevingsstress, fysieke inspanningen, en emotionele toestand. - Kostprijs instrumentarium Als gevolg van deze diversiteit van problemen zijn deze technieken de minst praktisch bruikbare in de huidige mens-machine omgevingen
Hersenpotentiaal = Door de cortex opgewekte potentialen worden geregistreerd dmv elektrodes die op de schedel van de onderzochte persoon worden aangebracht. ERP’s : event related potentials
Onderzoek luchtverkeerleiders : toename van de belasting ( n bewegende elementen op een display) = verandering van potentialen ( P300 component)
Pupildiameter = diameter correleert met mentale capaciteit
Bij toename van belasting -> Pupildilatie 28
Variabiliteit hartslag = de meest praktische fysiologische techniek voor de bepaling van mentale belasting te berekenen
Bij toename van mentale belasting wordt een verlaging van de SD hartslag ( SD van het interval tussen twee opeenvolgende hartslagen )
Subjectieve technieken = volgens sommigen de meest directe informatie die de ontwerper van een systeem nodig heeft om belasting vast te stellen
Informatie wordt verzameld door : - Vragen te laten beantwoorden - Een scoreformulier in te vullen - Een interview Voordelen : - Directe bepaling van belasting - Gemakkelijk af te nemen - Geen uitgebreide infrastructuur en instrumentarium nodig - Niet indringerig Nadelen : - Afhankelijk van subjectieve geverbaliseerde antwoorden als maat voor belasting - Wordt mede bepaald door jobperceptie, individuele verschillen etc...
Cooper-Harper schaal (1969) = Een der meest bekende en best gevalideerde die betrekking heeft op allerlei opdrachten, uit te voeren door een vliegtuigpiloot.
Beslissingsboom zie p. 91 cursus Beoordeling op een schaal gaande van 1 tot 10 Volgtaken en manuele controlo-opdrachten Aangepaste versie : Wierwille en Casali
Subjective Workload Assessment Technique ( SWAT) = is speciaal ontworpen om de belasting te bepalen in een variëteit van systemen en tav een aantal taken. Vooral gehanteerd binnen de luchtvaartindustrie maar heeft desondanks een ruimere toepasbaarheid
SWAT bestaat uit 2 stadia - Scale development phase : stadium voor de ontwikkeling van de schaal - Event scoring phase : stadium voor het scoren van de belasting Door 3 verschillende dimensies bepaald (p. 92 ): - Tijdsbelasting : Tijd dat men bezig is tov rust. = informatieverwerkingsbelasting - Mentale inspanning : moeilijkheidsgraad - Stressbelastng : stress veroorzaakt door taak 29
5.6.3 Beweegredenen die een rol spelen bij de keuze van een techniek voor de bepaling van mentale belasting
Verschillende complementaire meettechnieken gebruiken om mentale belasting op adequate manier vast te stellen Volgende criteria als leidraad voor het kiezen van gepaste techniek - Validiteit : inhouds- en constructvaliditeit – voorspelbaarheid - Betrouwbaarheid : Bij herhaling stabiele resultaten bekomen - Sensitiviteit : discrimineren tav beduidende variaties in belasting - Diagnosticiteit : Oorzaak van variaties in belasting blootleggen : I-V-O (?????) - Intrusie : geen interferentie met uit te voeren taak - Focus of selectiviteit : Enkel toespitsen op veranderingen in mentale belasting; vrij van artefacte - Gebruiksvriendelijkheid: Robuust en vlot te hanteren binnen arbeidsomgeving - Implementatievereisten : Hoe gemakkelijk kan de techniek toegepast worden - Aanvaardbaarheid : Onderzochte personen moeten bereid zijn mee te werken
30
Hoofdstuk 6 : Biomechanische beschouwingen met betrekking tot de ergonomie = wetenschappelijke discipline die zich toelegt op de mechanische eigenschappen eigen aan menselijke biologische systemen
Biomechanisch onderzoek levert een bijdrage aan vliegtuigbouw, ruimte onderzoek, simulaties botsingen met voertuigen, etc... Oog voor de krachten die op het lichaam inwerken ; ondersteunend bij de evaluatie van manuele handelingen Mechanica : studie van krachten en hun effect op massa’s - Statica : Massa’s in rust of evenwichtstoestand - Dynamica : massa in beweging Kinematica – Kinetica - Kinematica : verplaatsing, snelheid, versnellingen - Kinetica : krachten verantwoordelijk voor bewegingen
6.1
Wetten van Newton
1. Een massa zal in rusttoestand of uniforme beweging verkeren tenzij er krachten op inwerken die niet in evenwicht zijn met elkaar 2. Kracht = massa * versnelling F= m*a 3. Wet van actie-reactie : - Actie wordt tegengewerkt door reactie ; mbt ergonomie zijn krachten opgewekt door spieractiviteit van belang ! Uitgedrukt Newton ( 1 kg = 9.81 N) - Wanneer sprake van rotatie begrip Torque gebruikt ( = krachtmoment ) Krachtmoment rond een punt is de T = Kracht * hefboomarm kracht maal loodrechte afstand T= F * d tussen het rotatiepunt en de actielijn van de kracht
Hoofdstuk valt weg !
31
Hoofdstuk 7 : Fysieke inspanning: meting en bepaling vanuit een ergonomisch perspectief Fysiologische metingen : -
7.1
Goede indicaties van dynamische inspanningen geleverd door arbeiders/bedienden Betrouwbare limieten voorstellen om te beletten dan mensen overbelast worden
algemeen schema van de processen die aan de grondslag liggevn van de spiercontractie
types fysieke activiteit : 1. Bewegingen v ganse lichaam(sdelen) zoals stappen 2. Verplaatsen van andere objecten zoals heffen van voorwerpen 3. Behouden van bep lichaamshouding zoals bij voorwaartse buiging vh lichaam of opheffen van de armen Lichaam reageert hierop met complexe serie van gebeurtenissen p. 116 cursus
Rest zie slides met tekeningen !
32
