Datorsimulering av mänskliga rörelser i bilindustrin hjälper till att förebygga belastningsskador

Många av oss drabbas någon gång av arbetsrelaterade belastningsskador. Ungefär 70% av västvärldens befolkning i arbetsför ålder drabbas av muskel- eller skelettskador. Ali Keyvani, doktorand på Chalmers och anställd på Högskolan Väst och Innovatum AB, vill bidra till att förbättra hälsan hos operatörer som arbetar i bilindustrin. Han har skapat datormodeller som baseras på mänskliga rörelser.

Idag är det vanligt att man virtuellt skapar och simulerar olika moment i en produktionskedja. Ofta innefattar simuleringen robotar, maskiner och andra verktyg. Men ett viktigt moment fattas ofta - människorna själva. Ali Keyvani fokuserar i sin forskning på operatörerna, människorna i fabriken:

- Arbetsrelaterade belastningsskador orsakas av flera faktorer som statiskt arbete och rörelser eller positioner som belastar kroppen. Detta kan undvikas om man simulerar och studerar rörelserna redan i produktutvecklingsfasen. Datoranalyser gör det möjligt att upptäcka potentiella brister i förväg.

Befintliga progam har svagheter
Simulering av människor är en ganska ny trend som på engelska kallas Digital Human Modelling (DHM). Det finns några datorprogram på marknaden som simulerar och analyserar mänskliga rörelser i en tredimensionell omgivning. Ali föreslår olika metoder för att förbättra dessa.

- DHM-verktygen har svagheter. De är tidskrävande och rörelserna är inte verklighetstrogna. De flesta verktyg använder datormodeller som inte är effektiva och tillförlitliga när det gäller vanliga men komplicerade rörelsemönster som att gå, vända sig t ex. min forskning erbjuder en databasbaserad modell som kan simulera de här momenten och därigenom öka användbarheten av dagens DHM-verktyg.

Modellerna används i bilindustrin
- Modellerna använder inspelade rörelser från riktiga människor för att få en naturlig och smidig rörelse. Rörelserna struktureras i en rörelsedatabas och används sedan av en simuleringsmotor. Modellen använder också en ny metod för att analysera de simulerade rörelserna och för att jämföra resultaten med epidemologiska data, säger Ali.

Alis forskning ingår i ett paraply-projekt som kallas CroMM (creation-Of-Muscle-Manikins) finansierat av Vinnova. Projektet involverar även Högskolan i Skövde och Fraunhofer-Chalmers Centre. Syftet är att utveckla ett lättanvänt och automatiserat simulerings- och visualiseringsverktyg för att i industrin kunna förutsäga, visualisera och utvärdera den muskulära belastningen hos operatören. Ali Keyvanis resultat leder till att DHM-verktyget kan prestera snabbare, lättare och bättre. Resultaten i projektet används direkt av partners från bilindustrin som Volvo Cars, Scanina och Volvo Trucks.

Översättning: Karin Nobis (Den engelska originaltexten är skriven av Jenny Netzler, Chalmers)
Illustration: Chalmers