So belasten Tablet- und Smartphone-Nutzer Muskeln und Gelenke

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Bei dem Verfahren der Forscher aus Saarbrücken werden Bewegungen von Kameras aufgezeichnet und auf die Belastung für den Körper analysiert (Bild: Oliver Dietze).

Informatiker aus Saarbrücken haben ein Verfahren entwickelt, das naturgetreu simuliert, welche Muskeln und Gelenke bei der Nutzung von Mobilgeräten besonders beansprucht werden. Gleichzeitig erfasst es, wie schnell und präzise sich Geräte bedienen lassen. Das Verfahren wird zur CeBIT vorgestellt und ist sowohl für Produktdesigner als auch Arbeitsmediziner interessant.

Wissenschaftler der Universität des Saarlandes um Myroslav Bachynskyi haben ein Verfahren entwickelt, das Bewegungsabläufe bei der Nutzung von IT-Geräten realistisch simuliert. Das Verfahren stellen sie auf der CeBIT von 16. Bis 20. März in Hannover vor (Stand E13, Halle 9). Gerätedesigner könnten die Technik nutzen, um ihre Produkte besser auf den Nutzer zuzuschneiden. Darüber hinaus ist sie für Arbeitsmedizin und Industrie von Interesse, etwa um Arbeitsplätze in großen computergesteuerten Produktionsanlagen zu verbessern.

Bei dem Verfahren der Forscher aus Saarbrücken werden Bewegungen von Kameras aufgezeichnet und auf die Belastung für den Körper analysiert (Bild: Oliver Dietze)
Bei dem Verfahren der Forscher aus Saarbrücken werden Bewegungen von Kameras aufgezeichnet und auf die Belastung für den Körper analysiert (Bild: Oliver Dietze).

“Wir kombinieren das sogenannte Motion-Capture-Verfahren mit einer biomechanischen Simulation”, erläutert Bachynskyi, Doktorand am Saarbrücker Exzellenzcluster und am Max-Planck-Institut für Informatik. Bei ersterem spielt ein Proband einen bestimmten Bewegungsablauf durch und winkt zum Beispiel mit den Armen, um ein Computerspiel zu steuern. Dabei trägt er auf einem speziellen Anzug kleine Marker. Diese emittieren Licht, das von dafür konzipierten Kameras empfangen wird. Für die Simulation werden diese Bewegungen mit einer Software auf ein Modell des menschlichen Körpers übertragen.

Das Simulations-Programm berechnet anschließend verschiedene Parameter: Die Winkel, in denen die Gelenke stehen, die Kräfte, die auf die Gelenke zu jedem Zeitpunkt der Bewegung wirken sowie die Aktivierung und die Erschöpfung der Muskeln. Es lässt so Rückschlüsse auf körperliche Belastung zu. “Wir sehen mit dem Modell genau, an welchem Punkt des Körpers die Belastung bei bestimmten Bewegungen am größten ist, etwa ob die Oberarmmuskeln oder der Ellenbogen besonders beansprucht werden”, sagt Bachynskyi. “Außerdem zeigt uns das Verfahren, wie effizient der Nutzer die Technologie bedient, also wie schnell und präzise er damit umgeht.”

Bei ihrer Studie haben die Wissenschaftler beispielsweise das Nutzerverhalten bei einem an der Wand angebrachten Berührungsbildschirm untersucht. Dabei haben sie herausgefunden, dass Bewegungen von links nach rechts und von oben nach unten die Muskeln weniger beanspruchen als Vor-und-Zurück-Bewegungen. Zum Schreiben ist ihren Erkenntnissen zufolge eine virtuelle Tastatur am besten im unteren Bereich der Bildschirmmitte positioniert.

(Bild: Shutterstock/PhotoStock10)
Überall unterwegs arbeiten zu können ist zwar oft praktisch, aber aus Sicht von Experten zumindest bei längeren Arbeitszeiten gesundheitsschädlich (Bild: Shutterstock/PhotoStock10).

Dass die intensive Nutzung von Tablets, Smartphones und Notebooks unter oft ungünstigen Bedingungen den Körper erheblich belasten kann, ist schon seit längerem hinreichend bekannt. Die kleineren Displays von Smartphones und Tablets beziehungswiese die kleinen, optional erhältlichen Tastaturen sowie eine falsche Körperhaltung bei der Arbeit mit Ultra- oder Notebook respektive Tablet schaden sowohl der Gesundheit, als auch der Produktivität.

Außerdem hatte eine Studie im Auftrag des Büroaustatters Fellowes aus dem Jahr 2012 ergeben, dass etwa drei Viertel aller Mitarbeiter über Beschwerden wie Rückenschmerzen, Kopf- oder Nackenschmerzen, verspannte Schultern beziehungsweise Probleme mit den Augen klagen. Verursacht werden diese Probleme fast immer durch einen ungünstig eingerichteten PC-Arbeitsplatz. Dies bestätigte im Großen und ganzen eine im Januar vorgelegte Untersuchung des Zentrums für Gesundheit durch Bewegung und Sport der Deutschen Sporthochschule Köln (DSHS) und der DVK.

In der dritten Auflage ihres Reports “Wie gesund lebt Deutschland” (PDF) ging die Krankenkasse auch ausführlich darauf ein, wie sich andauerndes Sitzen als Risikofaktor auswirkt. Der Bericht, für den über 3000 Menschen zu ihrem Verhalten befragt wurden zeigt, dass der Durchschnittsdeutsche etwa siebeneinhalb Stunden am Tag sitzt.

Die DKV verweist in ihrem Bericht auf den Zusammenhang zwischen langen Sitzzeiten und einer Zunahme der Sterblichkeitsrate: “Das dauerhafte Sitzen hat weitreichende Folgen für den Fett- und Blutzuckerstoffwechsel und macht die Menschen krank”, erklärt DKV-Vorstand Clemens Muth erklärt. Unter anderem geht der Report des privaten Krankenversicherers dabei auch auf die Auswirkungen eines Computerarbeitsplatzes auf die Gesundheit ein.

DKV-Report-2015-16-Sitzzeiten-werktags-Alter (Grafik: DKV)
Die Generation der 18- bis 29-jährigen sitzt im Mittel sowohl am Arbeitsplatzschreibtisch als auch am häuslichen Computer am längsten (Grafik: DKV)

Demnach ist Arbeiten am Schreibtisch im Bundesdurchschnitt der zweithäufigste Grund für das Dauersitzen der Deutschen – und zwar nach dem Sitzen vor dem Fernseher. Hier sieht Ingo Froböse, Professor an der Deutschen Sporthochschule und wissenschaftlicher Leiter des DKV-Reports, die Arbeitgeber in der Pflicht: “Es gibt Möglichkeiten, das Sitzen zu begrenzen, etwa Stehmeetings, verstellbare Schreibtische und aktive Büropausen.”

Gerade mit Blick auf die älter werdenden Belegschaften und den Fachkräftemangel sollten Arbeitgeber das Thema Dauersitzen laut Froböse ernst nehmen. Um sich vor Mausarm oder Nackenschmerzen beziehungsweise Wisch-Gelenk und Touch-Daumen zu schützen, gibt es inzwischen ein reichhaltiges Angebot an ergonomischer Hardware.

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