Type de document
Rapports de recherche scientifique
Année de publication
2020
Langue
Français
Résumé
Les études terrain avec des systèmes ambulatoires capables de mesurer la cinématique du corps humain sont maintenant possibles. Toutefois, ces systèmes de mesure sont souvent très onéreux, ce qui pourrait empêcher les entreprises ou encore les intervenants de se les procurer. L’objectif de cette recherche était de valider un nouveau système ambulatoire abordable (Perception Neuron Noitom de moins de 2 000 $ CA) pour mesurer la cinématique complète du corps humain et fournir une rétroaction fidèle de la tâche réalisée en utilisant ici l’exemple du travail de manutentionnaires.
Pour ce faire, cinq sujets ont été recrutés et des mesures en laboratoire ont été effectuées. Le système se compose de 17 senseurs magnéto-inertiels (centrales inertielles) disposés sur les différents segments du corps humain : pieds, jambes, cuisses, pelvis, sternum, tête, scapulas, bras, avant-bras et mains. Ces centrales inertielles sont composées de trois capteurs triaxiaux : accéléromètres, gyroscopes et magnétomètres. Les mesures de ces trois capteurs sont fusionnées pour estimer l’orientation de la centrale inertielle dans l’espace 3D. Le système a été comparé en laboratoire à un système de référence reconnu comme valide, soit le système optoélectronique « Optotrak » de NDI.
Les résultats obtenus en laboratoire ont démontré que le système Neuron réussissait à mesurer la cinématique de la majorité des segments corporels avec des erreurs quadratiques moyennes (RMSE) oscillant autour d’un seuil acceptable de 5° dans le plan sagittal.
Les perspectives d’utilisation de ce type de système sont prometteuses. En plus de pouvoir fournir une rétroaction aux travailleurs en formation sur les façons de réaliser leurs tâches, le système pourrait aussi être utilisé pour une mesure partielle de l’exposition physique d’un travailleur, pour autant que son environnement de travail ne présente pas de fortes perturbations magnétiques.
Abstract
It is now possible to carry out field studies with wearable motion capture systems capable of measuring the kinematics of the human body. However, these systems are often very expensive, which may prevent companies or professionals from purchasing them. The objective of this research was to validate a new and affordable wearable motion capture system (Noitom Ltd.’s Perception Neuron, which costs less than CAN$2000) to measure the complete kinematics of the human body and to provide accurate feedback of the task being performed, using the example of the work of manual material handlers.
For this purpose, five subjects were recruited and laboratory measurements were taken. The system consists of 17 inertial sensors (inertial measurement units (IMU)) placed on the various segments of the human body: feet, calves, thighs, pelvis, sternum, head, shoulder blades, upper arms, forearms and hands. These IMUs are made up of three 3-axis sensor units: accelerometers, gyroscopes and magnetometers. The measurements of these three sensors were combined to estimate the orientation of the IMUs in 3D space. The system was compared in the laboratory to a reference system recognized as valid, NDI’s optoelectronic Optotrak system.
The laboratory results revealed that the Neuron system was able to measure the kinematics of the majority of body segments with root mean square errors (RMSE) that fluctuated around an acceptable 5° error margin in the sagittal plane.
The prospects for using this type of system are promising. In addition to providing feedback to workers in training on how to perform their tasks, the system could also be used for partial measurements of workers’ physical exposure, as long as the workplace does not present strong magnetic disturbances.
ISBN
9782897971236
Mots-clés
Manutention manuelle, Manual handling, Mesure du travail et de l'effort, Measurement of work and effort, Mécanique humaine, Body mechanics, Soulèvement des charges, Manual lifting, Instrument de mesure, Measuring instrument, Évaluation de l'exposition, Exposure evaluation, Troubles musculosquelettiques, Musculoskeletal disease
Numéro de projet IRSST
2018-0036
Numéro de publication IRSST
R-1100
Citation recommandée
Mecheri, H., Robert-Lachaîne, X., Muller, A., Larue, C. et Plamondon, A. (2020). Validation d'un nouveau système de mesure inertiel pour estimer la cinématique du corps humain : le cas des manutentionnaires (Rapport n° R-1100). IRSST.