美国研究/外骨骼存在问题:它们会使大脑紧张
一项新的研究表明,外骨骼——装配线上或仓库中的工人用来减轻下背部压力的可穿戴设备——可能会在人们工作时与大脑中的宝贵资源竞争,抵消佩戴它们的身体益处
外骨骼,发表在《应用人体工程学》上的研究
最近发表在《应用人体工程学》杂志上的这项研究发现,当人们穿着外骨骼执行需要他们思考自己行为的任务时,他们的大脑会加班加点工作,他们的身体会与外骨骼竞争,而不是与外骨骼协调工作。
该研究表明,外骨骼可能会给大脑带来足够的负担,从而抵消了对身体的潜在益处
“这几乎就像和一个非常糟糕的伙伴跳舞一样,”该研究的资深作者、集成系统工程教授兼俄亥俄州立大学脊柱研究所所长威廉马拉斯说。
“外骨骼正试图预测你的动作,但它并不顺利,所以你与外骨骼搏斗,这会导致你的大脑发生这种变化,从而改变肌肉的募集——并可能对你的下背部造成更大的力量,可能导致疼痛和可能的伤害。”
外骨骼和大脑疲劳,研究:
在这项研究中,研究人员要求 12 人——六男六女——在两次 30 分钟的训练中反复举起一个药球。 在其中一次会议中,参与者穿着外骨骼。 对于另一个,他们没有。
外骨骼附着在使用者的胸部和腿部,旨在帮助控制抬起过程中的姿势和运动,以保护下背部并减少受伤的可能性。
研究人员使用红外传感器来评估参与者的大脑活动,并在每次训练期间测量每个参与者下背部的力量。
他们还跟踪了每个参与者在每次训练中能够举起药球的次数。
然后,在不同的会话中,他们要求相同的参与者执行相同的任务——在一次佩戴外骨骼的会话中举起一个药球 30 分钟——但增加了一项心理任务:他们让参与者从 13 之间的随机数中减去 500每次他们拿起球1,000。
他们发现,当参与者简单地举起和放下球时,外骨骼会略微减轻参与者下背部的负荷。
但是,当参与者在举起和放下球时不得不在头脑中进行数学运算时,这些好处就消失了。
马拉斯说,尽管装配线上的外骨骼用户可能不必在头脑中进行数学计算,但任何形式的精神压力,例如他们必须遵循的心理压力或指示,都可能产生同样的效果。
“当我们观察大脑中发生的事情时,大脑中的这些资源的竞争更加激烈,”Marras 说。
“这个人在做心算,但大脑也在试图弄清楚如何帮助身体与外骨骼相互作用,这混淆了大脑招募肌肉来执行任务的方式。”
研究人员发现,当这些肌肉相互竞争时,大脑的工作效率会降低,背部的力量也会增加。
“如果您是一家为每个外骨骼花费数百或数千美元的企业,那么外骨骼很可能对您的员工没有任何好处,”Marras 说。
“所有的外骨骼都不错,但人都是乱七八糟的,每个人都不一样:你必须使用具有一定智慧并且对工作需要了解的外骨骼。”
这项研究是在俄亥俄州立大学脊柱研究所与德克萨斯 A&M 大学的研究人员合作进行的。 该研究的合著者包括来自俄亥俄州立大学的 Eric B. Weston,以及来自德克萨斯 A&M 的 Yibo Zhu 和 Ranjana K. Mehta。