圧力センサーインソールは、高感度センサーアレイを利用して足底全体の力のリアルタイムの増加を監視することにより、負荷検知を実現します。システムは、作業者が何も持っていないときの力と、物を運んでいるときの力を比較することによって物理的負荷を検出します。この力のデータと圧力中心（CoP）の変位特性を統合することにより、インソールは物理的負荷の強度を客観的に評価します。
「何も持っていない」状態と「負荷がかかった」状態の差を測定し、それをバランス指標と相関させることで、これらのインソールは主観的な身体的労力を客観的なデータに変換し、より安全な作業スケジューリングとエルゴノミクス計画を実現します。
負荷検出の仕組み
高感度センサーアレイ
重量を正確に測定するために、インソールはフットベッド全体に分散されたセンサーネットワークに依存しています。
これらの高感度アレイは、足底全体の力を継続的に監視します。これにより、作業者が負荷とやり取りした瞬間の圧力の変動をシステムが捉えることができます。
差分力分析
システムのコアロジックは、比較ベースラインに基づいています。
この技術は、作業者が何も持っていないときの総力を測定することで「ゼロ点」を確立します。次に、タスク中に検出された総力からこのベースラインを差し引くことで、外部負荷の重量を分離します。
物理的負荷強度の評価
CoP変位の統合
重量を測定するだけでは、作業者への身体的負担を完全に定義することはできません。
システムは圧力中心（CoP）の変位特性も追跡します。この指標は、作業者のバランスがどのように変化し、負荷の重量下でどのように自身を安定させるかを示します。
客観的な強度評価
生の力のデータとCoP指標を組み合わせることで、システムは真の物理的負荷の強度を計算します。
これにより、単純な重量測定を超えて、負荷が作業者の身体力学にどのように影響するかを全体的に把握できます。このデータは、リスクの高いタスクを特定するための基盤となります。
運用上の考慮事項とトレードオフ
正確なベースラインへの依存
負荷検知の精度は、正しい「何も持っていない」状態のキャリブレーションに完全に依存します。
初期ベースラインが不正確に記録された場合（例えば、作業者が寄りかかっているときやすでに工具を持っているときなど）、計算された負荷データは偏ったものになります。データの一貫性を保つためには、一貫した再キャリブレーションプロセスが不可欠です。
データ解釈の複雑さ
インソールは生の客観データを提供しますが、それをポリシーに変換するには文脈が必要です。
CoPが安定している場合の重い負荷は、CoPの変位が不安定な場合の軽い負荷よりも安全である可能性があります。ユーザーは、安全性を判断するために単一の指標に依存するのではなく、力と安定性の組み合わせを見る必要があります。
目標に合わせた適切な選択
圧力センサーインソールを効果的に活用するには、データ出力を特定の安全目標に合わせる必要があります。
- 主な焦点が労働力管理の場合：客観的な負荷強度データを使用して、累積疲労を防ぐシフトを構成します。
- 主な焦点がエルゴノミクス改善の場合：CoP変位特性を分析して、怪我が発生する前に不適切な持ち上げ姿勢を特定し、修正します。
この技術により、推定を精度に置き換えることができ、産業環境が労働力の生理学的現実に適応していることを保証します。
概要表：
| 特徴 | 負荷検知における機能 | 産業安全へのメリット |
|---|---|---|
| センサーアレイ | リアルタイムの足底全体の力を監視 | 重量変化の正確な検出 |
| 差分分析 | 何も持っていない状態と負荷がかかった状態を比較 | 外部負荷の重量を正確に分離 |
| CoP変位 | バランスと安定化のシフトを追跡 | 身体の負担と怪我のリスクを評価 |
| 客観的な評価 | 力と安定性の指標を組み合わせる | 主観的な労力をデータに置き換える |
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参考文献
- P. A. O’SULLIVAN, Dimitrios-Sokratis Komaris. AI-Based Task Classification With Pressure Insoles for Occupational Safety. DOI: 10.1109/access.2024.3361754
この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .
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