3、用于人体工作姿势调整的多模态反馈通信界面

用于人体工作姿势调整的多模态反馈通信界面

在现代制造业中，虽然机器人在提高生产速度和质量方面发挥着重要作用，但人类工人凭借其卓越的认知能力和适应性，仍然是生产过程中不可或缺的一部分。然而，各种工作条件可能会给人类工人带来认知和身体上的压力，长期积累可能导致与工作相关的肌肉骨骼疾病（WMSD）。因此，如何引导人类工人保持符合人体工程学的姿势成为了一个重要的研究课题。

1. 背景与问题提出

在机器人化的工作环境中，可以利用智能机器人系统来关注人类的人体工程学和与工作相关的肌肉骨骼风险。目前，有多种方法可以监测这些风险，例如使用预定义的表格（如RULA和REBA）或生物力学模型。当检测到不符合人体工程学的工作姿势时，可以通过不同的反馈方式提醒工人重新调整姿势。

一些方法通过物理交互来调整人体姿势，如使用协作机械臂或力反馈的触觉界面。但并非所有制造任务都涉及人机物理交互或机械机器人系统，此时就需要采用其他反馈方式。例如，可穿戴的振动触觉设备可以提醒和引导关节到更符合人体工程学的姿势，但穿戴设备可能耗时且振动会让工人感到不适。

另外，非接触式和非触觉的反馈可以通过视觉或音频形式提供。然而，单模态的视觉或音频反馈都存在局限性。视觉反馈需要工人看显示器，会分散对实际任务的注意力，且一些小的关键姿势调整可能不易被察觉；音频反馈虽然不需要工人转移视线，但传输复杂的多维姿势校正数据速度慢，容易让用户感到困惑，还可能存在习惯化问题。

2. 多模态反馈系统的提出

为了解决单模态反馈的局限性，研究人员提出了一种多模态人体工程学姿势引导系统，该系统结合了视觉反馈和基于语音的音频反馈。研究假设多模态系统在引导用户从一个姿势调整到另一个姿势时，比单