マンマシンインターフェースモデルにおける筋作業能力のシミュレーション

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本研究では,種々の機械に対するマンマシンインタフェースを,モックアップやプロトタイプを作製せずに合理的に設計するための基礎として,上肢等の筋作業能力のシミュレーションについて検討している.そのためにまず,高負荷強度かつ等尺性筋収縮作業時の上肢の姿勢と把持能力との関係の検討を行い,肩関節角度,肘関節角度,上限相対負荷から作業の持続可能時間や主観的推奨持続時間等を推定するモデル式を導いた.ついで,具体的なマンマシンインタフェースとしてタブレット型手持ち操作デバイス(タッチパネル)をとりあげ,それによる入力作業における筋電図測定結果から負荷評価を行っている.作業時間は2時間,作業条件はデバイス重量4種類および首からの吊り下げ紐の有無とした.筋電図の測定は上部僧帽筋,上腕二頭筋,腕橈骨筋,浅指屈筋について行い,その評価は整流・積分して求めた平均振幅と,パワースペクトルの図心から求めた平均周波数により,行った.その結果,筋電図の振幅および周波数において吊り下げ紐の有無が影響していること,とくに上腕二頭筋においていずれの重量の場合も吊り下げ紐有りの方が,振幅がかなり下がることがわかった.また,上腕二頭筋においては吊り下げ紐有りの場合,振幅と作業時間との間に高い相関が認められた.さらに,吊り下げ紐の有無によって各筋に掛かる負荷がかなり異なることがわかった.主観評価においては,腕部分に対する負荷は吊り下げ紐有りの方が低いが,全身的な疲労感には直接影響しないという結果が見出されており,両者の傾向は合致している.作業の持続可能時間等に関するモデル式や手持ち操作デバイスに関する実験結果は,一般のマンマシンインタフェース設計時に有用な資料となる.