动作捕捉技术与人体工程学分析

伴随着技术的进步与科技的发展，动作捕捉已经成为复杂运动分析和确保工人职业健康和安全的首选技术。在本文中乐动网页版将与大家深入探讨该技术在人体工程学评估中的优势、应用和挑战。

如今，在产量空前的经济中，职业健康与安全在确保员工身体健康方面发挥着关键作用。多年来，研究人员和人体工程学家采用了各种工具和技术来分析人们在工作场所的移动方式以及它们将如何影响员工的健康。近年来，动作捕捉等新技术的出现开创了可靠评估的新时代，为人体工程学分析提供了客观的动作数据和见解。本文探讨了工效学评估对员工福利和组织生产力的重要性，以及动作捕捉在职业安全领域的应用、优势和潜在挑战。

为什么职业健康和安全很重要

据世界卫生组织(世卫组织)估计，全球约有17.1亿人患有肌肉骨骼疾病。这些疾病是全球范围内残疾的主要原因，腰痛(LBP)成为160个国家中造成员工残疾的最大原因。

此外，与工伤相关的费用还包括培训替代人员、时间延误、人员短缺和增加的保险费用。因此，不良的人机工程条件造成了劳动力和时间短缺的多米诺骨牌效应，造成了紧张的工作环境，并导致负面的健康后果、员工受伤以及生产效率的降低。

另一方面，工厂引入复杂的人机工程学评估可以降低MSD伤害的直接和间接成本，并提高员工到岗率和对工作场所的满意度。一个安全的工作环境，会将工人的福祉放在日常工作的中心，以培养更高的工作意愿，据不完全统计，安全的工作环境可以将工厂的生产力提高46%。 

传统方法缺乏客观性

传统人体工程学评估主要依靠医疗专业人员的观察和主观评估。

最广泛使用的方法是纸笔方法，在这种方法中，人体工程学专家根据既定标准(如NIOSH、RULA/REBA、EAWS、ISO、DIN和en)对工人的动作进行视觉评估和评分。虽然这些方法提供了有价值的见解，但它们通常受到其主观性、缺乏实时数据以及无法捕捉肌肉骨骼运动的复杂细节的限制。

认识到传统评估的局限性，先进技术的整合对于更全面、更客观的评估变得势在必行，这有助于提供正确的建议。

人机工程学中的动作捕捉，游戏规则的改变者

运动捕捉已经成为解决传统方法挑战的重要工具。它包括运动模式记录，允许身体运动学的详细分析。有三种主要类型的动作捕捉系统，每种系统在工作场所安全方面都有独特的优势和注意事项:

惯性运动捕捉

惯性运动捕捉系统利用放置在身体上的传感器来跟踪运动。这些传感器包含加速度计、陀螺仪和磁力计，用于测量方向、加速度和磁场相互作用，使软件能够重建人体在3D空间中的运动。惯性系统因其便携性、易用性以及无需外部标记或受控于工作室设置即可捕捉真实世界环境中的复杂运动的能力而备受青睐。此外，惯性运动捕捉允许对象匿名和设施隐私，仅捕捉运动数据。这使得它们成为各种工作场所环境中人体工程学评估的实用选择。为了获得最佳精度，在使用惯性动作捕捉系统是可能需要进行一些初始校准，长时间捕获可能会出现潜在位置漂移误差。

Xsens是这一领域的领导者，以其精确、用户友好和坚固的惯性运动捕捉技术而闻名。Xsens运动捕捉系统特别适合捕捉真实世界环境中的复杂运动。

光学运动捕捉

光学运动捕捉系统由放置在执行运动的“舞台”周围的多个高速摄像机组成。附着在身体上的反射标记充当地图，允许软件根据视觉输入重建每一帧的3D运动数据。虽然光学系统提供了高精度，特别是对于详细的运动，但是由于需要受控的环境、对运动的潜在限制、隐私考虑以及耗时的设置和校准，它们不太适合用于工作场所的人体工程学分析。

无标记动作捕捉或人工智能

无标记或人工智能运动捕捉不需要在对象身上放置标记或传感器，并利用计算机视觉和机器学习算法来分析视频镜头和重建3D运动数据。这种新兴技术提供了移动的自由和潜在的更低的安装成本。然而，与光学或惯性系统相比，精度可能较低，特别是对于复杂的运动或具有挑战性的照明条件，该技术仍在开发中。

惯性Mocap，工作场所健康和安全的理想选择

鉴于工作场所对人体工程学评估的特殊需求，Xsens等惯性系统已成为该类应用中实用、有效的解决方案。它的便携性、易用性以及在真实场景中捕获数据的能力使它成为评估和改进工作场所人机工效学的理想选择。Xsens惯性动捕系统消除了对外部标记的需要，为人体工程学评估提供了一个更加灵活且适应性更强的解决方案。

准确度和精确度

Xsens等惯性系统以其高精度而闻名，为研究人员和从业者提供全面的人机工程评估所需的可靠数据。该技术在捕捉关节冲击、肢体运动和负载方面的精度显著提高了工作场所人体工程学分析的整体准确性。

成本效益

惯性系统的一个显著优势是其成本效益。与光学系统相比，惯性运动捕捉技术在不影响数据精度的情况下，提供了一种更经济的替代方案。这种成本效益使其成为在预算限制内实施人体工程学解决方案企业的一个更有吸引力的选择。

便携性和灵活性

惯性系统的特点是重量轻、便于携带、易于使用，非常适合现场测量。它们的灵活性允许无缝集成到各种工作环境中，提供实时数据，而不会对受试者或工作空间造成重大干扰。

实时评估

惯性系统的实时评估能力对于及时识别人体工程学风险至关重要。该功能允许即时干预和调整，提高了工作场所人体工程学的有效性。实时反馈不仅促进了员工的福利，也有助于提高生产力。

通过动作捕捉推进人体工程学

采用动作捕捉进行人体工程学评估具有长远意义——从设计更安全、更高效的未来工作空间，到鼓励在工作场所采取更健康的工作方式。

人体工程学风险评估

惯性系统通过精确捕捉关节冲击、肢体运动和负载，在人体工程学风险评估方面表现出色。这种粒度数据允许对肌肉骨骼活动进行全面分析，使工作场所设计者能够识别并及时缓解潜在风险。

工业环境中的职业安全

对于暴露于重型机械和重复性任务的工业环境中的工人，惯性运动捕捉提供了对运动模式的实时洞察。这有利于实施安全措施，降低与工作相关的肌肉骨骼疾病的风险。

培训和工作技术优化

事实证明，动作捕捉在培训项目和优化工作技术方面非常重要。通过提供身体运动的详细反馈，企业可以进一步加强员工培训，改进工作方式与技术，并防止因不良姿势或重复动作对工人造成的伤害。

关注员工身体健康

将动作捕捉集成到确保员工健康计划中有助于企业采取积极主动的方法来为员工带来福祉。实时评估使管理者能够根据个人运动模式定制健康计划，促进员工更加健康和积极的投入到工作中。

研究与开发

动作捕捉是人体工程学领域研究和开发的重要工具。研究人员可以利用惯性动作捕捉系统来收集精确的数据，从而促进人体工程学指南、产品设计以及对工作环境中人体运动的整体理解。

运动捕捉技术的集成，尤其是惯性动捕系统的集成，对于旨在解决全球范围内肌肉骨骼疾病高发状况的缓解有着深远影响，这不仅是帮助企业解决潜在问题，同时也是企业发展中的战略要务。

动作捕捉是职业健康和安全领域的游戏规则改变者。其应用范围从风险评估到培训优化，为更安全、更健康的工作环境做出了贡献。准确性、成本效益、便携性和实时评估的优势使惯性动捕系统成为致力于优先考虑员工福祉和生产力的企业的实用选择。随着技术的不断进步，将动作捕捉融入人体工程学实践有望成为保障员工职业健康和安全的未来，同时惯性动捕系统的引入也有助于解决肌肉骨骼疾病频发所带来的全球性挑战。