Amerikaans onderzoek / Exoskeletten hebben een probleem: ze kunnen de hersenen belasten
Exoskeletten - draagbare apparaten die worden gebruikt door werknemers op assemblagelijnen of in magazijnen om stress op hun onderrug te verlichten - kunnen concurreren met waardevolle hulpbronnen in de hersenen terwijl mensen werken, waardoor de fysieke voordelen van het dragen ervan teniet worden gedaan, suggereert een nieuwe studie
Exoskeletten, de studie gepubliceerd in Applied Erogonomics
De studie, onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Applied Ergonomics, ontdekte dat wanneer mensen exoskeletten droegen tijdens het uitvoeren van taken waarbij ze moesten nadenken over hun acties, hun hersenen overwerkten en hun lichaam concurreerde met de exoskeletten in plaats van in harmonie ermee te werken.
De studie geeft aan dat exoskeletten de hersenen voldoende kunnen belasten om mogelijke voordelen voor het lichaam teniet te doen
"Het is bijna alsof je met een heel slechte partner danst", zegt William Marras, senior auteur van de studie, hoogleraar geïntegreerde systeemtechniek en directeur van het Spine Research Institute van de Ohio State University.
"Het exoskelet probeert te anticiperen op je bewegingen, maar het gaat niet goed, dus je vecht met het exoskelet, en dat veroorzaakt deze verandering in je hersenen die de spierrekrutering verandert - en kan hogere krachten op je onderrug veroorzaken, wat mogelijk leidt tot pijn en mogelijke verwondingen.”
Exoskeletten en hersenvermoeidheid, de studie:
Voor het onderzoek vroegen onderzoekers 12 mensen - zes mannen en zes vrouwen - om herhaaldelijk een medicijnbal op te tillen in twee sessies van 30 minuten. Voor een van de sessies droegen de deelnemers een exoskelet. Voor de andere deden ze dat niet.
Het exoskelet, dat aan de borst en benen van de gebruiker is bevestigd, is ontworpen om de houding en beweging tijdens het tillen te helpen beheersen om de onderrug te beschermen en de kans op letsel te verminderen.
De onderzoekers gebruikten infraroodsensoren om de hersenactiviteit van de deelnemers te evalueren en maten tijdens elke sessie de kracht op de onderrug van elke deelnemer.
Ze hielden ook bij hoe vaak elke deelnemer de medicijnbal in elke sessie kon optillen.
Vervolgens vroegen ze diezelfde deelnemers in afzonderlijke sessies om dezelfde taak uit te voeren - een medicijnbal 30 minuten optillen, in één sessie met een exoskelet - maar voegden ze een mentale taak toe: ze lieten de deelnemers 13 aftrekken van een willekeurig getal tussen 500 en 1,000 elke keer dat ze de bal opnemen.
Ze ontdekten dat wanneer de deelnemers de bal gewoon optilden en lieten zakken, het exoskelet de belasting op de onderrug van de deelnemers enigszins verminderde.
Maar toen de deelnemers tijdens het optillen en laten zakken van de bal in hun hoofd moesten rekenen, verdwenen die voordelen.
Hoewel gebruikers van exoskeletten aan een lopende band misschien geen wiskunde in hun hoofd hoeven te doen, kan elke vorm van mentale belasting, zoals psychologische stress of instructies die ze moeten volgen, hetzelfde effect hebben, zei Marras.
"Toen we keken naar wat er in de hersenen gebeurde, was er meer concurrentie om die bronnen in de hersenen," zei Marras.
"De persoon deed die mentale wiskunde, maar de hersenen probeerden ook uit te zoeken hoe het lichaam kon interageren met het exoskelet, en dat verwarde de manier waarop de hersenen de spieren rekruteerden om de taak uit te voeren."
Wanneer die spieren met elkaar wedijveren, werkten de hersenen minder efficiënt en namen de krachten op de rug toe, vonden de onderzoekers.
"Als je een bedrijf bent dat honderden of duizenden dollars per exoskelet uitgeeft, is de kans groot dat het exoskelet geen goed doet voor je werknemers," zei Marras.
"Alle exoskeletten zijn niet slecht, maar mensen zijn rommelig en iedereen is anders: je moet exoskeletten gebruiken met enige intelligentie en enig begrip van wat het werk inhoudt."
Deze studie werd uitgevoerd aan het Spine Research Institute van de staat Ohio, in samenwerking met onderzoekers van de Texas A&M University. Co-auteurs van de studie zijn Eric B. Weston uit de staat Ohio, en Yibo Zhu en Ranjana K. Mehta uit Texas A&M.
Lees ook:
Ambulance Professionele Rugpijn Oorlog: Technologie, kunt u mij helpen?