2017 Fiscal Year Research-status Report
身体負荷の異なる複数タスクの順序効果を考慮した負担評価法の開発
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16K01247
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
瀬尾 明彦 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (80206606)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 人間工学 / 反復作業 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）まず、任意の動作で作業による負荷で生じる筋疲労を定量的に求めることができるモデルを発展させ、反復動作の負担評価の定式化を試みた。ここで利用した筋疲労モデルでは、筋運動単位を活動分、疲労分、非活動分の3要素とみなし、その構成が筋活動と休息により増減するとみなす。反復動作の評価は、筋の疲労成分の増減をそのまま利用する方法と、疲労していない成分に対する筋活動成分を用いる方法がある。文献的に得られる筋疲労モデルのパラメータをによると、筋の疲労成分の回復にかかる時間は極めて長く、そのままでは一時的な休憩による筋疲労の回復を表現できない。逆に、疲労していない成分に対する筋活動成分を使用すると、筋活動の低い休憩時には疲労度がすぐに低下してしまい、通常、休息時に徐々に回復する疲労感のパターンとも一致しない。そこで本研究では、後者に対して時間的に平滑化する方法を利用することにした。平滑化の方法としては、単純な移動平均法と指数平滑化法を比較検討した。
２）平滑化を利用した反復疲労の推定モデルに実測データを当てはめ、その適用条件や平滑化パラメータの検討を行った。実測データは、座位、中腰、腕持ち上げの3種類の作業の反復と短時間の休憩の挿入をいくつかの組み合わせで行い、その間の主観的な負担感を上肢・腰部・下肢で記録した。評価に使用する関節については、肩・肘・腰部・股・膝の各関節の使用の可否を検討した。その結果、関節としては肩関節・腰関節・股関節がそれぞれ評価に適すること、平滑化法については、移動平均よりも指数平滑化法のほうが逐次的に評価値を計算できる利点があり、かつ主観的な負担感と高い一致性を示すことが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた二値化による順序効果定式化の研究はすすまなかった。しかし、二値化による評価と筋疲労モデルによる評価は相互に補間する方法で、本年度の研究により筋疲労モデルによる評価を任意の繰り返し条件で利用できるよう拡張できたので、二値化による評価法をより広くカバーできる可能性がでた。そのため、その検討を優先した。また、次年度の妥当性検証の研究をスピードアップするため、反復作業実験データ解析のためのデータ分割法の研究も展開できた。そのため、本年度の研究の遅れはほぼないとみなし、かつ次年度は予定通り進めることができると予想している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は予定通り、デジタルヒューマン（以下、DHM）への実装と妥当性の検証および研究の総括を行う．
１）DHMへの実装：2年目の成果を作業順序評価システムとしてとりまとめ、DHMへの実装を試みる。順序効果のある作業をDHMに組み込むには、複数のタスクで構成された作業をDHMのスクリプトで作成し、その結果を評価する機能を持たせる必要がある。フィルタ処理による順序効果の評価機能としては、フィルタパラメータの選定機能や推定された負担度を継時的なグラフに表示する機能を持たせる。順序の入れ替えの探索については、自動的にタスクの順序を入れ替えたスクリプトを生成して実行することで実現可能と考える。これらの機能については処理時間がかかると想定されるので、探索の状況を可視化できるようにする。二値化する評価法も、改めて定式化を試みたうえで実装を試みる。順序の入れ替え等など検討条件が多い場合に使用するので、DHM の前処理機能として実装を試みる。複数部位の評価値を二値化する場合は、DHMでの評価値を利用する。これも探索状況を可視化する機能を持たせる。実装するDHMは申請者がこれまで開発してきたものをベースにするが、一般的なDHMにも組み込めるように仕様を作り上げる．
２）妥当性の確認実験：モデル的に設定した複数タスクよりなる作業で、妥当性の確認を行う。実際の生産場面で利用を考えると、全作業者の全工程の順序効果を検討することよりも、一人の作業者が担当する複数の工程の作業順序の検討のニーズが高いと考えている。そのため、2年目の研究で実施したような１つのタスクの継続時間が短いあるいは負荷の種類や作用部位が異なるタスクを含む模擬的な作業について検証を試みる。以上の結果を取りまとめて成果の公表を行う。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた国際学会への参加が学内業務の関係で困難になり、予定していた国際学会参加旅費の執行ができなかった。しかし次年度（2018年8月）には人間工学分野の最大の国際学会である国際人間工学協会の学会（IEA2018）がちょうど開催されることから、それに当初の成果内容を公表することとした。これにより当初の成果発表目標は達成できる。エントリーした発表は本年度末にAbstractの受理は受けたので、確実にこの次年度使用額分は使用される予定である。
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Research Products
(3 results)
