Мониторинг и оценка осанки на офисных рабочих станциях с помощью искусственного интеллекта

В США более 81 миллиона офисных работников. Эти офисные работники тратят 11,6 часов в день на сидячую деятельность в течение дня. В нескольких исследованиях рассматривались приспособления на рабочем месте для снижения рисков для здоровья при сидячей работе в офисе, но убедительных доказательств того, что изменения привели к снижению риска мышечно-скелетной боли, мало. Было обнаружено, что вмешательства с использованием эргономичного стула уменьшают симптомы опорно-двигательного аппарата, но доказательства неубедительны в отношении поддержки различных кресел. Точно так же современная литература по различным настройкам компьютера (т. клавиатуру и мышь) было неубедительно. При оценке рабочих мест, которые допускают как сидячее, так и стоячее положение, продолжительная статическая поза в любом положении может увеличить скелетно-мышечный дискомфорт. Многие эргономические вмешательства стали коммерчески доступными, но отсутствуют убедительные доказательства того, что эти вмешательства снижают риск мышечно-скелетной боли.

Наиболее успешные вмешательства, направленные на укрепление здоровья работников, включают индивидуальный поведенческий компонент. Работники, которым уделяется индивидуальное внимание, в целом лучше осведомлены об эргономических рекомендациях, демонстрируют значительно лучшую осанку и сообщают о более высокой производительности, чем их коллеги, которые проходят групповое обучение или не получают никакого вмешательства. Кроме того, добавление подсказок в реальном времени к индивидуальному подходу может еще больше повысить успех вмешательства, при этом одно исследование показало, что подсказки могут иметь до четырехкратного влияния на результаты. Наконец, было показано, что предоставление пользователям выбора в том, как им выполнять эргономические рекомендации, ввод в методы и время подачи сигналов, а также гибкость в настройке своей рабочей среды демонстрируют значительные и устойчивые улучшения в осанке, производительности и общем самочувствии. Это исследование внесет ценный вклад в разработку сенсорного механизма для интеллектуальной рабочей станции, которая будет адаптировать рабочее пространство таким образом, чтобы повысить производительность, здоровье и благополучие за счет последовательного поведения для повышения активности и улучшения осанки.

Это исследование будет способствовать существующим знаниям за счет:

1. Разработайте сенсорные методы, которые точно измеряют постуральные параметры.
2. Разработайте рекомендации по постуральному ощущению (т. тип датчика, подходящие алгоритмы анализа, размещение датчика) туловища, шеи и верхних конечностей офисных работников.
3. Понимать индивидуальные изменения положения и связанный с ними уровень комфорта.

В случае успеха результаты этого исследования могут быть использованы для определения осанки, чтобы в режиме реального времени обеспечить эргономическую обратную связь, основанную на фактических данных, для снижения риска мышечно-скелетной боли у офисных работников.

Методы и процедуры Основная цель данного исследования состоит в том, чтобы проверить различные методы оценки позы на рабочем месте в офисе и связать эти позы с физическим дискомфортом. Данные будут собираться путем получения исходной описательной информации о возрасте, поле и дискомфорте в верхней части тела с использованием визуальной аналоговой шкалы. Участникам будет предложено самостоятельно обустроить данное рабочее место любым способом для комфортной работы и выполнения офисных задач. Затем участников попросят внести ряд изменений в рабочую станцию, чтобы проверить различные положения шеи, плеч, рук и туловища. Они будут включать вращение шеи (0-45 градусов), боковое сгибание шеи (0-45 градусов), сгибание/разгибание шеи (0-60 градусов), подъем плеча и протракция лопатки, сгибание плеча (0-120 градусов), отведение плеча. (0-90 градусов), горизонтальное вращение плеча (0-90 градусов), сгибание/разгибание локтя (0-145 градусов), сгибание/разгибание запястья (0-80 градусов), локтевое/лучевое отклонение запястья (0-20 градусов) вращение туловища, кифоз/лордоз туловища и боковое сгибание туловища. Участники будут чередоваться между позами, когда им станет неудобно в своей текущей позе, и за ними будут наблюдать в течение минимум 2 часов и максимум 4 часов за сеанс. Участников могут попросить вернуться на срок до двух сеансов наблюдения. Участники будут сообщать о любой боли, дискомфорте и общем комфорте в каждой области тела каждые 10-15 минут. Участники будут проинформированы о необходимости уведомлять исследовательский персонал о любом увеличении дискомфорта, и тестирование в этой позе будет прекращено. При клинически значимом усилении боли (более 2 баллов по визуальной аналоговой шкале) будет протокол прекращения.

В исследование может быть включено до 40 участников. Размер выборки был выбран таким образом, чтобы можно было провести несколько раундов сбора данных, поскольку это будет повторяющееся исследование для проверки различных методов определения осанки. Kinect/электромиография будет закодирована для отслеживания углов суставов и осанки в режиме реального времени. Видеозапись будет проанализирована отдельно после сеанса наблюдения с использованием быстрой оценки верхних конечностей и автоматизированных компьютерных алгоритмов. Это исследование будет повторяющимся процессом, и положения камеры и позы могут быть скорректированы для проверки различных методов оценки позы. Данные с Kinect/электромиографии, видеозаписи, исходной предполагаемой позы и самоотчета участников будут сравниваться во время анализа данных.