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为解决建筑行业地板铺设工作中工人因不良姿势易患工作相关肌肉骨骼疾病（WMSDs）的问题，研究人员开展了被动式背部支撑外骨骼（BSEs）对模拟地板瓷砖铺设影响的研究。结果显示 BSEs 未有效降低身体负担，该研究为外骨骼在建筑任务中的应用提供指导。
在建筑行业，工作相关肌肉骨骼疾病（WMSDs）就像一颗隐藏的 “定时炸弹”，时刻威胁着工人们的健康。据统计，在美国约 1180 万建筑工人中，WMSDs 占到非致命性伤害的 20% 以上，而背部又是最常 “中招” 的部位，在所有 WMSD 病例里占比高达 39%。地板瓷砖铺设工作更是 WMSDs 的 “重灾区”，瓷砖和水磨石承包商的患病比例在所有建筑工种中 “名列前茅” 。这是因为这项工作要求工人长时间保持弯腰、下蹲、跪地等非中立姿势，身体承受着巨大压力，却又很难改变。自动化技术在地板瓷砖铺设领域的应用困难重重，机器人系统在精度、环境适应性和操作一致性上问题不断。在这种情况下，背部支撑外骨骼（BSEs）作为一种可穿戴技术，似乎成为了缓解 WMSDs 风险的 “希望之星”。
为了探究 BSEs 在地板瓷砖铺设工作中的实际效果，来自未知研究机构的研究人员展开了一项研究。他们想知道 BSEs 能否降低工人在地板瓷砖铺设时的身体负担，是否会影响任务表现和使用体验等。研究成果发表在《Applied Ergonomics》杂志上。
研究人员采用了便利抽样的方法，招募了 18 名年龄在 18 - 60 岁之间、无腰背部损伤、手术及肌肉骨骼疾病病史的参与者，其中男女各 9 名。参与者需要在三种干预条件（HeroWear Apex?（HW）、Laevo Flex?（LV）和不使用设备（ND））下，完成两种瓷砖尺寸（大、小）和两种任务类型（瓷砖铺设、灌浆）的模拟地板瓷砖铺设工作。研究过程中，通过测量参与者的肌肉活动（采用肌电图检测，记录中位（50th 百分位数）和峰值（95th 百分位数）标准化肌电图（nEMG）值）、主观感受（包括自觉用力程度（RPE）、心理负荷、感知平衡、总体不适感）以及任务完成时间等指标，来综合评估 BSEs 的效果。
研究结果
- 肌肉活动：与不使用设备（ND）相比，使用 HeroWear Apex?（HW）时，参与者的背部肌肉激活增加了约 13 - 44%；而使用 Laevo Flex?（LV）时，肌肉活动变化较小。方差分析（ANOVA）结果在附录 C 的相关表格中详细呈现。
- 主观感受与任务完成时间：在自觉用力程度（RPE）、心理负荷、感知平衡、总体不适感和任务完成时间等方面，不同干预条件、瓷砖尺寸和任务类型之间存在显著的交互作用。相关数据结果分别在附录 C 的对应表格中展示。部分参与者反馈，使用两种 BSEs 时都存在一些问题，比如活动受限、感觉不舒服、皮肤有刺激感等。
研究结论与讨论
研究结果表明，此次研究的两种 BSEs，无论是刚性的 Laevo Flex?（LV）还是柔性的 HeroWear Apex?（HW），在模拟的中高保真度瓷砖铺设和灌浆任务中，都未能有效降低工人的身体负担。从多项测量指标，如躯干伸肌肌肉活动、自觉用力程度等来看，都不支持穿戴 BSEs 能减轻腰部身体负担的预期。不过，干预条件和瓷砖尺寸对肌肉活动和主观结果存在显著的交互作用，这提示在评估 BSEs 时，必须要充分考虑任务的特异性。
虽然此次研究聚焦于地板瓷砖铺设工作中 BSEs 的效果，但这一研究成果对其他类似建筑任务也有着重要的指导意义。它提醒研究人员和相关企业，在推广和应用 BSEs 时，不能一概而论，要根据不同工作的具体特点，如姿势要求、动作幅度、环境因素等，精心选择或设计合适的外骨骼产品。未来的研究可以朝着更精准匹配工作需求的方向开展，进一步优化 BSEs 的设计，提升其在实际工作场景中的有效性和实用性，从而真正为建筑工人减轻身体负担，降低 WMSDs 的发生风险，守护他们的健康。
