بيئة العمل بمساعدة الحاسوب

يُعدّ علم هندسة العوامل البشرية بمساعدة الحاسوب فرعًا هندسيًا يستخدم الحواسيب لحلّ المشكلات المعقدة المتعلقة ببيئة العمل، والتي تتضمن التفاعل بين جسم الإنسان وبيئته . ونظرًا لتعقيد جسم الإنسان، يُمكن الاستفادة من الحواسيب لحلّ المشكلات المتعلقة به وبيئته المحيطة.

يُعدّ علم هندسة العوامل البشرية بمساعدة الحاسوب مجالًا متعدد التخصصات ، يستخدم الحاسوب لحلّ المشكلات المعقدة المتعلقة بتفاعل جسم الإنسان مع البيئة المحيطة. وكما يُشير العنوان، فإنّ استخدام الحاسوب يُساعد في إيجاد أفضل الحلول المريحة في أيّ موقف. يشمل علم هندسة العوامل البشرية تقليديًا العديد من التخصصات، بما في ذلك الميكانيكا الحيوية، وقياسات الجسم البشري، والهندسة الميكانيكية، والهندسة الصناعية ، وعلم الحركة، والعلوم الصحية، وعلم وظائف الأعضاء. ونظرًا لطبيعة علم هندسة العوامل البشرية المعقدة والمتعددة التخصصات، يصعب فهم أيّ موقف فهمًا كاملًا. ولأنّ جسم الإنسان نظام معقد، فمن المفيد وجود نظام حاسوبي يُحاكي جسم الإنسان كنظام ميكانيكي. يحتوي جسم الإنسان على أجزاء عديدة يُمكن نمذجتها كأنظمة ميكانيكية معروفة، مثل العظام المتصلة بالمفاصل والتي تُحرّكها العضلات.

من الأمثلة على أنظمة الحاسوب التي يمكن استخدامها كنظام هندسة بشرية بمساعدة الحاسوب، نظام AnyBody Modeling System ^{[ 1 ]} الذي يعتبر جسم الإنسان نظامًا ديناميكيًا متعدد الأجسام الصلبة. يُعد نموذج الإنسان نموذجًا متاحًا للجميع، ويحتوي على معظم العظام والعضلات والمفاصل الموجودة في جسم الإنسان. يضم النموذج أكثر من 1000 عنصر عضلي، وقد تم نمذجة العديد من هذه العناصر باستخدام نظرية نموذج العضلات المفصلة التي وصفها هيل، أ. ف. عام 1938. يحتوي نموذج العضلات على معلومات تشمل مساحة المقطع العرضي الفسيولوجي، والطول، ونسبة الألياف الحمراء والبيضاء. يستطيع نظام AnyBody Modeling System محاكاة أي حركة إرادية أو وضعية ثابتة تقريبًا. على سبيل المثال، يمكن محاكاة وضعية الجلوس، حيث يوضع جسم الإنسان على كرسي مزود بمقعد، ومسند ظهر، ومسند رأس، ومسند للساقين، ومسند للقدمين، ومسند للذراعين. يستطيع النموذج بعد ذلك حساب القوى المؤثرة بين جسم الإنسان والكرسي، وكذلك القوى بين أي فقرة من فقرات العمود الفقري. يمكن استخدام هذا لإيجاد وضعية الجلوس المثلى لشخص يعاني من آلام أسفل الظهر، بافتراض أن زيادة الحمل على الفقرة تؤدي إلى زيادة الألم.

السؤال هو: "في أي سيناريو يكون استخدام هندسة العوامل البشرية بمساعدة الحاسوب مفيدًا مقارنةً بهندسة العوامل البشرية التقليدية؟" أولًا، تُعدّ هندسة العوامل البشرية بمساعدة الحاسوب، باستخدام نظام نمذجة هيكلية عضلية مثل نظام AnyBody ^{[ 1 ]} ، مفيدة في هندسة العوامل البشرية الفيزيائية، التي تجمع تقليديًا بين جوانب من الخصائص التشريحية والأنثروبومترية والفسيولوجية والميكانيكية الحيوية للإنسان المرتبطة بنشاط بدني معين. ويمكن للنموذج أن يوفر أساسًا كميًا لتصميم وتوصيات هندسة العوامل البشرية.

تقليديًا، استند علم بيئة العمل إلى توصيات مستمدة من بيانات تجريبية من مهام عمل متنوعة؛ فإذا تعرض العديد من الأشخاص للإصابات نتيجة العمل في وضعية معينة، يُنصح بتجنب العمل في تلك الوضعية. مع ذلك، عند تطبيق هذه التوصيات على وضعية عمل أخرى ذات صلة، غالبًا ما لا تتطابق الوضعية أو الحركة تمامًا. هذا يعني أن النظرية والتوصيات لا تنطبق على الوضع الجديد. في هذه الحالة، قد يكون من المفيد محاكاة الوضع لمعرفة كيف تختلف قوى رد الفعل ونشاط العضلات عن الوضع الأول، حيث استندت التوصيات إلى بيانات تجريبية.

يمكن استخلاص مجموعة من عوامل الخطر من مخرجات النموذج. على سبيل المثال، عند تصميم كرسي مكتب، يُراد تصميمه ليُلبي عدة متطلبات؛ كالراحة والاسترخاء والدعم، وما إلى ذلك. قد تتعارض بعض المعايير المتعلقة بهذه المتطلبات؛ فمثلاً، ترتبط الراحة عادةً بقوة القص على المقعد، والتي يجب أن تكون في أدنى حد ممكن. يمكن إزالة قوة القص عن المقعد بجعله أفقيًا ورفع مسند الظهر إلى 90 درجة، إلا أن هذا لن يكون مريحًا. لذلك، يجب مراعاة مزيج من زوايا المقعد ومسند الظهر لإيجاد وضعيات الجلوس المثلى المتعلقة بمتغيري التصميم فقط.

يُعدّ علم هندسة العوامل البشرية بمساعدة الحاسوب مجالًا متعدد التخصصات، يستخدم الحاسوب لحلّ المشكلات المعقدة المتعلقة بتفاعل الإنسان مع بيئته. وكما يوحي الاسم، يتمحور هذا المجال حول استخدام الحاسوب لإيجاد أفضل الحلول المريحة. يشمل علم هندسة العوامل البشرية العديد من التخصصات، مثل الميكانيكا الحيوية، وقياسات الجسم، والهندسة الميكانيكية، والهندسة الصناعية، وعلم الحركة، والعلوم الصحية، وعلم وظائف الأعضاء. ونظرًا لطبيعة هذا المجال المتداخلة، يصعب فهم أي موقف فهمًا كاملًا بالاعتماد على المعرفة وحدها، ما لم تُدمج هذه المعرفة بطريقة أو بأخرى في نظام حاسوبي .