Раньше уже говорили про кинестетические системы.

 

 

Нижнее – программа действия. Берем экскаватор – имеем прямую. Берем тело: после того, как звено, запущенное мышцей, начало двигаться, его надо затормозить мышцей-антагонистом. Иначе будет, например, вывих сустава. Фазы: разгона, баллистическая (максимального движения), торможения.

 

Время реакции. Раньше измеряли от подачи стимула до максимума движения. А на самом деле, моторная программа сложилась раньше: ведь есть фаза разгона. Правильнее получается с регистрацией ЭМГ: есть фон, с подачей стимула мышца (скажем, предплечья) мышца быстро «разгоняется», а на самом движении уже нет необходимости ее напрягать. Т.е. в баллистической фазе есть момент, когда мышцы вообще не активны. После этого момента включается мышца-антагонист. Чем чаще происходит сокращение, тем меньше становится «свободное время», исчезает баллистическая фаза. Тут агонисты и антагонисты работают по методу «уступания»: ех. чтобы не было травм при беге.

 

Позные движения

Если мы просто встанем, то энергозатраты организма возрастают сразу на 30%. Чтобы меньше тратить, «взор должен быть устремлен в бесконечность». Ну и все точки опоры должны «проходить» через центр тяжести.

Про скелет уже говорили раньше.

Поза лежа только при определенных условиях является реферной точкой для того, чтобы оценить, сколько энергии вы тратите во время сна и сколько во время бодрствования.

*еда, оказывается, отнимает кучу сил*

Ходьба.

Раньше это было очень актуально, потому что водились курьеры, проходящие 30-40км за 8мичасовой рабочий день. Почему мы вообще ходим – загадка для ученых (в смысле, почему не перемещаемся как-то иначе). Ходьба – это как? Надо перенести центр тяжести на опорную ногу, потом упасть на вторую и затормозить это падение. Получается страшно невыгодно. Качение или ходьба на 4 ногах куда удобнее и экономичнее.

По горизонтали колебания получаются небольшими за счет того, что работает стопа. В ходьбе очень много циклических фаз.

В 50х-60х годах очень активно изучалась эта область. Исследовали процессы колебаний в процессе ходьбы с грузом. В начале – большие шаги и большие колебания во все стороны. К концу – короче и быстрее шаги, а центр тяжести идет почти прямо.

Движения руками.

Оптимальные движения на рабочем месте – в пределах 40 сантиметров - эргорама. Свыше 40см – мезорама. Еще дальше – экторама? А еще дальше – панорама. Пример: управление автомобилем.

Максимальной силы при работе одной рукой можно достигнуть под углом около 30 градусов. Если работа выполняется двумя руками, предпочтительнее выполнять движения ими одновременно или в противофазу.

Когда проектируется какая-либо система, если нужно очень быстро реагировать, то движение органов управления должно быть коротким. А если нужно быстрое радиальное движение, то лучше делать его с большей амплитудой.

Движения по прямой линии какое-то время назад считались наиболее экономными. На самом деле это не так. Для того, чтобы сделать прямое движение, мы должны включить огромное число степеней свободы. Человек пытается найти более удобные способы реализации: например, движения по дуге.

Захват. Рассказ про ручки разной формы. Включая грушевидные. Есть много разных видов захвата. Инструменты строились по типам захвата человеческой кисти. Крючковой, пальцевой, боковой, ногтевой, шарообразный и др. Самое слабое место для любого захвата – под большим пальцем.

Подъем тяжестей: штангисты всегда в жестком поясе и прогибаются. Без прогиба при таком усилии получится межпозвоночная грыжа.

Оптимальные углы.

Сидим мы в кресле. Удобнее всего сидеть тогда, когда антагонисты одинаково напряжены. Есть определенные угловые зоны комфорта. Угол между усредненным положением позвоночника и вертикалью: 15-20 градусов. Угол между ногами и позвоночником: 85-100 градусов. В коленном суставе: 95-120 градусов. Между стопой и голенью: 85-95 градусов. Между плечом и вертикалью: 15-35 градусов. В локте: 80-110 градусов. В кисти: 170-190 градусов. Это европейские показатели. У нас считается комфортнее, если человек лежит чуть ниже. Голове надо находиться так, чтобы центр тяжести у нее проходил через вертикальную ось вращения. Если есть гравитация, то надо ориентировать голову относительно нее. В любом случае: чтобы меньше нагрузки было на шее.

Сидение. Имеет характеристики: высоту – 39см, угол посадочной части – 5 градусов, ширину посадочной поверхности – 35 см. Еще есть спинка на расстоянии 24см от поверхности. Ширина опорной части спинки – 20см. Угол наклона – 105 градусов. Это было 50 лет назад. Сейчас характеристики другие. Высота увеличилась на 2-3см (а впереди – 43см). Ширина посадочного места тоже увеличилась.

Вообще, если посмотреть на старые рыцарские латы, они же для очень низких людей. Ступеньки тоже стали выше (сейчас – до 18см, а сама площадка – до 30см; раньше – 14 и 27).

Лекция 4, 25.09.12

Ходьба босиком по земле – наиболее экономичная. Самое подходящее из искусственного – виниловое покрытие пола.

Другое условие – оптимизация обуви. Так решается проблема с понижением свода стопы, отложение солей у пожилых людей.

Существуют движение удлинения/укорочения мышцы и постоянного напряжения ее в статике (изотопическое и изометрическое).

Если в течение рабочего дня время работы и отдыха равны, то для статического напряжения максимум – 10-12%. Для изотонических сокращений максимум – 13-15% (при проектировании закладывается 7-8%).

Статическое напряжение мышц выходит значительно дороже (в 6-7 раз), так как при сокращении в мышцу почти перестает проходить кровь и, следовательно, кислород. Еще более энергоемкими являются движения, когда нужно резко поднять какой-то груз, даже если он «стоит» всего 15% от напряжения статики.

13-15% - предел для работы мышц в режиме удлинения или сокращения. Но при проектировании надо брать не более половины этой величины. При правильном проектировании рабочего места человек может проработать на нем много лет.

Нормативы и рекомендации по проектированию рабочего места:

1. Движения верхних конечностей должны производиться одновременно в симметричных и обратных направлениях. Задачи силы, скорости и точности возлагаются на ведущую руку.

2. В движения должно вовлекаться минимальное количество сегментов тела. Сопутствующие движения должны быть устранены.

3. Кинетическая энергия рабочей системы или инструмента должна быть использована в максимальной степени.

4. Движения, включающие резкие изменения направления должны быть устранены. Движения должны совершаться по естественной траектории.

5. Движения на точность должны быть достаточно хорошо обеспечены визуальной и слуховой информацией. Поэтому необходимо совершенствовать передачу сигналов (в т.ч. улучшать освещение) и минимизировать шумы на производстве. Примечание: целесообразно соотносить необходимую для передачи информацию со степенью профессионализма (новичку нужно больше сигналов для ориентировки, а опытному работнику излишняя информация может мешать).

6. Движения должны выполняться в правильном (спонтанном) ритме.

7. Статическая работа по возможности должна быть устранена.

8. Пространственные соотношения рабочего места должны соответствовать антропометрическим характеристикам оператора.