共生工人与机械外骨骼控制项目

2016年3月，美国国家职业安全卫生研究所（NIOSH）的研究员在《职业与环境卫生杂志》上发表文章，描述了协同作业机器人对工作场所的影响。作者认为，机器人“创造出了3种类型的工人：人类工人、机器工人和共生工人。”其中，共生工人指的是“配备自动装置或机械外骨骼来增强作业表现”的员工。外骨骼能降低肌肉骨骼损伤风险，从安全健康层面考虑，确实有一定吸引力；《生物力学杂志》的文章也认为，被动式外骨骼能降低腰部受力，通过增加扭转力来辅助背部肌肉。但如今的问题是，如何将共生工人融入现代化作业场所。

就在《职业与环境卫生杂志》的文章发布几个月后，另一期刊The Synergist预测“工业卫生专家很快就能在工作场所看到这些外骨骼设备”，并介绍了市场上几种不同的机械外骨骼。The Synergist刊文表示，它能降低身体受力，预防受伤，机械外骨骼最终会从新奇的技术奇迹转变为日常的工效辅助设备。但哪些工作会与外骨骼设备形成共生关系呢？

答案并不是直接的。根据工效学教材《工程生理学》，“管理人员和工程师设定作业任务和作业方式时，须根据作业人员的生理条件调整作业。”从此角度看，传统工程控制和管理控制不能有效降低肌肉骨骼损伤风险的作业，就可作为使用机械外骨骼的开端。

评估机械外骨骼

目前还不存在针对机械外骨骼的任何强制标准或自愿标准。但相关工作正在进行中，美国多个联邦机构在2017年召开了开放性会议，进行了技术交流，自愿标准的制订工作也逐渐推进。其目的是确保不同的外骨骼商品可进行比较、评估，为外骨骼生产商的公平竞争和效率提升创造条件。

福特汽车生产线员工使用机械外骨骼辅助作业

配备机械外骨骼的仓库搬运员

《工程生理学》的文章提供了一套最佳评估流程，可评估人的能力与作业任务要求的匹配程度。评估分别在使用机械外骨骼的前后进行，其关键是确定人的能力与作业要求之间是否有一致性。如果有一致性，两者则可匹配。若不一致，该项作业任务就应转换给共生工人进行。转换之后，须再次将两者进行比较。

美国工业卫生协会（AIHA）工效学委员会的“工效学评估工具箱”有20种工具，可量化这种一致性。比如“上肢快速评估工具”“拉力指数表”“NIOSH提拉力等式”，都能为作业任务的调整提供参考。直接听取工人的建议也是了解一致性的好方法。

最大程度发挥机械外骨骼潜力的关键，是保证匹配度。理想情况下，外骨骼能根据使用者的体型、身材和关节位置进行调整。这些人体测量学数据是保证设备与人体匹配的必要信息，不应使用想象中的“正常成年人”作为设计原型，还要考虑不同身形、性别、年龄和劳动能力所带来的数据差别。

机械外骨骼控制项目

雇主无论使用人类工人、机器人还是共生工人，每种都涉及一定的风险。对潜在的不匹配问题进行预估和应对，就能降低这些风险。

要知道，机械外骨骼与呼吸器类似。两者都属于可穿戴科技，都能创造共生关系，控制风险暴露。两者均存在穿和脱的问题，也都会因此影响装备的有效性。两者的选择过程也比较复杂，机械外骨骼有动力外骨骼和被动式外骨骼，呼吸器则有半面罩、全面罩、空气净化和自给式之分。此外，设备的选择也与身材、风险类型有关。工业卫生专家都熟悉呼吸防护项目，因此将其中一些关键元素用于外骨骼控制项目，也能在缺少正规标准的情况下有效利用外骨骼。以下为项目创建与实施的主要流程：

创建书面项目

首先要创建书面外骨骼控制项目，指定一名机械外骨骼协调员，让其负责监管外骨骼技术的生命周期、与人和环境的交互。确保书面项目的执行。咨询外骨骼使用者，听取他们对装备作用的看法及存在的问题。确保机械外骨骼的使用不会干扰整体作业表现。

评估需求

应系统评估作业场所是否需要机械外骨骼。传统的工效学方法能否将肌肉骨骼损伤风险降至可接受范围内？是否有理由相信这种共生关系能做到低成本、高效率，是否能真正降低风险？有何数据支持这种推论？有多大的不确定性？使用机械外骨骼的驱动力来自哪里？

机械外骨骼的选择

制定外骨骼选择的相关规定，要求根据风险特点、严重程度、作业要求、作业环境、各类型外骨骼的特点和缺陷等进行选择。与外骨骼供应商合作，了解其特点、成本、潜在作用。比如，可安排供应商对不同品牌的外骨骼进行试用，分别评估它们对风险削减的实际作用。确定选择标准后，就要在装备采购和使用上充分利用标准。

文章来源：《机械科学与技术》 网址: http://www.jxkxyjs.cn/qikandaodu/2021/0314/413.html