Новые решения в эргономике рабочих мест с высокими нагрузками

Елена Калинина

Главная задача эргономики — сделать рабочее место более безопасным и удобным. Травмы и повреждения опорно-двигательного аппарата (muskuloskeletal disorders — MSDS) во всём мире являются одной из самых частых причин, по которым работники выбывают из строя. Основные факторы риска, с которыми работает эргономика, — поднятие тяжестей, неудобная поза и повторяемость движения.

Эргономику принято делить на три кластера: физический, когнитивный и административный. В физической эргономике, как и в промышленности в целом, происходит фундаментальный сдвиг. 

В статье рассмотрим тренды и новинки, которые были представлены на мировых эргономических выставках, а также попробуем понять, чего пока не хватает коботам — роботам, которые работают в коллаборации с человеком.

Приложения для оценки физической нагрузки

Классическая эргономика предполагала, что специалист по охране труда стоит рядом с работником и оценивает нагрузку, пока тот поднимает и перемещает тяжести. Для расчётов применяли несколько методов, например такие:

• Rapid Upper Limb Assessment (RULA) — быстрая оценка состояния верхних конечностей;
• Rapid Entire Body Assessment (REBA) — быстрая оценка состояния тела;
• Ovako Work Posture Analysis System (OWAS) — анализ рабочей позы по методу компании Ovako.

Современные приложения готовы производить эти оценки, причём более точные, благодаря алгоритмам ИИ.

С помощью приложения Habitus можно «просканировать» работающего человека и оценить его нагрузки по RULA и REBA. Все движения и позы получают оценку. Движения с самыми высокими баллами несут риски для опорно-двигательного аппарата. Но этим работа приложения не ограничивается. Оно даёт образцы правильных движений и предлагает комплексы упражнений для реабилитации.

В Европе запатентовали приложение APA — Android App for Posture Analysis. Оно работает по методу OWAS. Наблюдатель может снимать движения работника на смартфон, введя его данные, например вес. Приложение показывает проблемные зоны.

Носимые устройства

С помощью датчиков, которые крепятся на тело и связаны с приложением, также можно измерять силу нагрузки. По прогнозу, мировой рынок носимых роботов вырастет с 952 миллионов долларов в 2022 году до почти 112 миллиардов долларов к 2029 году.

Элементы могут быть встроены в спецодежду, например в умный жилет с обратной связью. Датчики в режиме реального времени отслеживают движения работника и предупреждают его бипером, если тот совершил ошибку. Разработчик предлагает облегающий жилет с четырьмя датчиками, которые крепятся в районе четвёртого грудного позвонка, на затылке и на обоих плечах. Весит вся конструкция 740 грамм.

Именно из-за веса, громоздкости и неповоротливости экзоскелеты отошли в сторону. Производители сосредоточились на разработке более лёгких экзокостюмов на текстильной основе, которые комфортны для пользователя. Есть данные, что лёгкий активный экзокостюм снижает напряжение мышц во время многочасовой работы на складе в среднем на 20%.

Манипуляторы и коботы

Большую часть тяжёлых физических работ уже сейчас могут выполнять коботы. Среди них есть манипуляторы, которые имитируют движение руки пользователя, и роботы на основе движущейся платформы.

Проект Sophia — разработка Технологического института в Генуе, которую финансирует Европейский союз. У робота несколько функций: с помощью «руки» на мобильной платформе Sophia может выполнять такие операции, как сверление, подъём и переноска тяжестей. Также в проект входят носимые устройства обратной связи для оповещения о неудобных позах.

Sophia стала одним из образцов для стандартизации робототехники в ЕС. Кроме этого проекта, Европа поддерживает разработки:

• модульного кобота, который будет использоваться на строительных площадках (CONCERT);
• протеза — роботизированной мягкой руки, которая позволит восстановить активность и трудовой потенциал у инвалидов (SoftHandPro);
• робота-гуманоида AlterEgo, который может служить и сиделкой, и помощником.

Разработка американской компании Corbel EasyArm уже сейчас популярна у компаний малого и среднего бизнеса. Манипулятор крепится к системе кронштейнов с помощью защищённого провода и легко передвигается на роликах в разных направлениях. Владелец предприятия по переработке хладагентов рассказывал, что они перепробовали множество других устройств, чтобы переворачивать и перемещать стальные баллоны, но лучше всего им подошла «Лёгкая рука».

Коботы-грузчики

Помимо работ, которые надо выполнять руками, большую нагрузку несёт поднятие и перемещение тяжестей, например складских палет. Для облегчения труда в этой области, например, созданы:

• системы с роботизированными вилочными погрузчиками, подъёмными платформами и тягачами от словацкой компании Asseco CEIT;
• передвижные устройства ErgoMovе с панелью управления и на аккумуляторной батарее от немецкого производителя Blickle.

Интересную разработку для складов предложила компания ErgoStrap. Робот в считаные секунды перевязывает большой объём палет, работнику не надо наклоняться — остаётся только зафиксировать концы ленты с помощью специального степлера.

Что не так с коботами и на что стоит обратить внимание, если решили внедрить

Технологии активно развиваются, роботизированные структуры становятся всё более приближенными к реальным параметрам человека. Однако научное сообщество не разделяет оптимизм производителей и потребителей.

По мнению учёных, люди боятся, что роботы и искусственный интеллект отнимут у них работу, и могут относиться к коботам негативно, даже враждебно. Поэтому разработки для физической эргономики идут вразрез с когнитивной эргономикой, поскольку могут повышать уровень стресса. Внедряя инновации, необходимо достаточно времени уделить обучению персонала и психологической поддержке, потому что людям может быть некомфортно от такого соседства на рабочем месте.

Учёные проанализировали массив публикаций о новинках и выяснили, что пока далеко не все коботы безопасны и с физической точки зрения. На момент исследования — 2023 год — многие разработки не были оснащены датчиками обнаружения людей, поэтому легко могли становиться причиной столкновений и травм.

Чтобы избежать столкновения с автоматическим роботом, следует выбирать системы, в которых есть возможности:

• мониторинга траектории и перепланирования маршрута;
• мониторинга зон безопасности, чтобы робот остановился, когда сенсорным зрением увидит человека;
• контроля безопасного расстояния.

Другие опасные факторы, связанные с роботами:

• кибератаки, которые могут привести к внедрению в систему враждебного ПО;
• неправильное программирование;
• небезопасное поведение работника рядом с роботом;
• несоблюдение мер безопасности другими работниками.

В связи с этим Евросоюз выпустил брошюру о рисках и необходимости стандартизации робототехники, которая трудится рядом с людьми.

Какова правовая основа для применения коботов с ИИ в России

5 января 2025 года в силу вступят поправки в закон «Об экспериментальных правовых режимах в сфере цифровых инноваций в Российской Федерации». Они предписывают, в частности, всем, кто работает с решениями ИИ, страховать ответственность перед третьими лицами от причинения вреда здоровью, жизни и имуществу.

На сегодняшний день использование новых технологий с ИИ разрешается в таких отраслях:

• медицина,
• транспорт,
• промышленное производство,
• сельское хозяйство,
• строительство.

Большая часть стартапов с эргономическими решениями для этих отраслей тоже относится к экспериментальному правовому режиму. Это никак не должно отразиться на рынке, который сейчас, так же как и во всём мире, бурно растёт. Но есть надежда, что это заставит разработчиков ответственнее подходить к безопасности устройств.