STTR Phase I: Smartphone-based Biomechanical Analysis for Job Risk Assessment

STTR 第一阶段:基于智能手机的生物力学分析,用于工作风险评估

基本信息

  • 批准号:
    2051916
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-08-01 至 2022-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this Small Business Technology Transfer (STTR) Phase I project is to prevent work-related musculoskeletal disorders (WMSDs), a leading cause of pain, suffering, and disability in the US workforce. The proposed technology estimates forces exerted on the human body and 3D motions solely by processing videos captured with a smartphone, and without needing to attach sensors to the workers or objects. This technological advancement will provide safety professionals with a rapid, easy and affordable ergonomic risk assessment tool without hindering activity at job sites, improving outcomes for potential patients. Among many industries that suffer from WMSDs, immediate targets are manufacturing and distribution that have high injury rates. This Small Business Technology Transfer (STTR) Phase I project aims to overcome the current hurdles posed by invasive, time-consuming, and cumbersome force measurement for ergonomic risk assessment at job sites. The proposed technology estimates forces exerted on key body parts (e.g., neck, shoulder, back, and knees) and their motions through videos captured with a smartphone and without interfering with workers’ ongoing work, thereby making ergonomic risk assessment non-invasive, rapid and easy. However, for application at real job sites where frequent occlusions (objects or structures obscuring the worker’s body) and complicated work environments pose a significant challenge to estimating forces and motions from videos, the algorithms used in the technology have to be improved and tested with a diverse range of motion and force data. This project aims to address these technical challenges through a new data augmentation approach, refinement and optimization of force estimation models, and extensive lab and real job site data collection and testing.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这一小型企业技术转让(STTR)第一阶段项目的更广泛影响/商业潜力是预防与工作相关的肌肉骨骼疾病(WMSD),这是美国劳动力痛苦、痛苦和残疾的主要原因。这项拟议的技术仅通过处理用智能手机拍摄的视频来估计对人体和3D运动的作用力,而不需要在工作人员或物体上安装传感器。这一技术进步将为安全专业人员提供快速、容易和负担得起的人体工程学风险评估工具,而不会阻碍工作现场的活动,改善潜在患者的预后。在许多遭受大规模毁灭性疾病困扰的行业中,直接目标是伤害率较高的制造业和经销业。这个小型企业技术转移(STTR)第一阶段项目旨在克服目前在工作现场进行人体工程学风险评估时进行侵入性、耗时和繁琐的力测量所带来的障碍。这项拟议的技术通过智能手机拍摄的视频来估计身体关键部位(如颈部、肩部、背部和膝盖)所受的力及其运动,而不会干扰工人正在进行的工作,从而使人体工程学风险评估非侵入性、快速和容易。然而,对于实际工作现场的应用来说,频繁的遮挡(遮挡工人身体的物体或结构)和复杂的工作环境给从视频中估计力和运动带来了巨大的挑战,该技术中使用的算法必须得到改进,并使用各种运动和力数据进行测试。该项目旨在通过新的数据增强方法、力量估计模型的改进和优化以及广泛的实验室和现场数据收集和测试来解决这些技术挑战。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

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  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 25.6万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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