Usability-Optimierung der Interfaceparameter Form und Material bei einem interaktionsbasierten Armassistenzsystem

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Maier
• Fachliche Zuordnung: Arbeitswissenschaft, Ergonomie, Mensch-Maschine-Systeme
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 430136438

Während einer laparoskopischen OP kommt es häufig zu nicht komfortablen statischen Arm- und Oberkörperhaltungen der Chirurgen, die zu hohen Beanspruchungen der oberen Extremitäten führen. Dies kann zur Ermüdung und Effektivitätsreduktion in Form von erhöhten Fehlerraten bei laparoskopischen Eingriffen führen. Diese Defizite müssen ganzheitlich untersucht und verbessert werden. Ein Armassistenzsystem kann diesen Defiziten entgegenwirken. Das Armassistenzsystem unterstützt den Benutzer, indem über die Armstütze eine Unterstützkraft auf den Unterarm adaptiv in allen statischen und dynamischen Armhaltungen und -bewegungen übertragen wird. Bisher wurden Untersuchungen zur Usability des Funktionsprinzips, dem Armstützbereich sowie der adaptiven Armunterstützkraftkraft in Abhängigkeit der Armhaltung durchgeführt. Es wurde eine Entlastung der oberen Extremitäten und Verbesserung der Präzision nachgewiesen.In diesem Forschungsvorhaben werden die darauf aufbauenden und bisher nicht erforschten Interfaceparameter Form und Material der Armstütze für ausgewählte Bedienszenarien hinsichtlich der Usability untersucht. Es handelt sich um dynamische Bedienszenarien sowie geneigte statische Unterarmhaltungen, die von den Interfaceparametern Form und Material der Armstütze beeinflusst werden. Es sollen Variationen der Form und des Materials der Armstütze des Armassistenzsystems bei Ausführung einer simulierten klinischen Aufgabe untersucht werden. Dabei werden die Usability-Parameter Effektivität (Präzision, Motion-Tracking, Workflow-Analyse), Effizienz (Zeit für Aufgabendurchführung) sowie die Zufriedenheit (Befragung) erhoben und anschließend ausgewertet. Die in vorhergehenden Projekten erarbeiteten Gestaltungsempfehlungen für den Armstützbereich und die vertikal von unten auf die Armstütze wirkende Armunterstützkraft in Abhängigkeit der Armhaltung werden in den Untersuchungen eingesetzt. Der Armstützbereich setzt sich zusammen aus der Stützposition am Unterarm und der Stützlänge der Armstütze in Abhängigkeit der Unterarmlänge. Resultat des Forschungsvorhabens ist die generelle Aussage zur Formgebung und Materialbeschaffenheit bei optimaler Usability für den Nutzer.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen