Книга Человеко-компьютерное взаимодействие онлайн - страница 2

ТЕМА 1. РАБОЧЕЕ МЕСТО ЧЕЛОВЕКА ПРИ РАБОТЕ НА КОМПЬЮТЕРЕ

Изучаемые вопросы:

• Влияние разных рабочих поз на утомление и возникновение скелетно-мышечных расстройств.

• Общая компоновка рабочего места и планировка рабочего помещения.

• Расположение монитора и клавиатуры на рабочем месте.

• Требования к монитору и клавиатуре.

• Преимущества и недостатки различных устройств ввода информации.

• Конструктивные особенности рабочего кресла, обеспечивающие активный комфорт для человека.

• Рекомендуемые характеристики рабочего кресла, обеспечивающие активный и пассивный комфорт для человека.

• Рекомендуемые параметры рабочей поверхности.

• Требования к рабочему помещению.

1.1. Общая компоновка рабочего места

Полные требования к компоновке рабочего места, планировке рабочих помещений можно найти в литературе по индустриальной эргономике, в специальных разделах, посвященных антропометрическим размерам и прикладной биомеханике. Здесь мы остановимся только на особенностях компоновки рабочих мест при работе на компьютере. Обычно в книгах по человеко-компьютерному взаимодействию такой раздел отсутствует, все посвящено пользовательскому интерфейсу. На наш взгляд, это неправильно, ведь человеко-компьютерное взаимодействие, в отличие от разработки интерфейса, включает эту тематику. Кроме того, резкий рост числа пользователей в последние годы показывает все возрастающую значимость этой проблемы, что проявляется в увеличении числа молодых людей со скелетно-мышечными проблемами, в особенности с проблемами позвоночника.

Сидячая работа (особенно продолжительная) вредна человеку в принципе: вы сутулитесь или подаетесь вперед, ваш позвоночник деформируется, травмируя диски. Вы поднимаете плечи и сгибаете руки, держа их в напряжении, и, естественно, они начинают болеть. Пережимая сосуды, вы перегружаете сердце, а о хронических растяжениях сухожилий кистей рук и постоянно ухудшающемся зрении можно и не говорить. Поза, следовательно, производительность труда и здоровье зависят в значительной мере от размеров и дизайна рабочего места.

Человек за свою жизнь проводит сидя в среднем около 80 000 ч! На работе, во время учебы, еды, в автомобиле, в самолете, у экрана телевизора, в театре и даже в свободное время мы сидим, из нашей жизни исчезает движение. Природа же создала Человека динамичного, находящегося в постоянном движении, для которого состояние покоя в целом нехарактерно. Сидячая поза увеличивает нагрузку на мышцы спины, и только когда человек откидывается на спинку, нагрузка несколько уменьшается (рис. 1.1). Видно, что 100% нагрузки имеет место в положении стоя, плечи отведены назад, руки по швам, т. е. ровная прямая стойка (рис. 1.1, а). Типичная поза при работе сидя – на краешке стула, но спина ровная (рис.1.1, б), и нагрузка сразу возрастает до 130%.

Еще более типичная поза при работе на персональном компьютере (ПК): на краю сиденья, сильно наклонившись вперед (рис. 1.1, в). И только при откидывании на спинку кресла нагрузка уменьшается и становится равной 75% (рис.1.1, г).

Рис. 1.1. Нагрузка на мышцы спины: а – 100%; б – 130%; в – 200%; г – 75%

При длительном сидении возникают боли в позвоночнике, ногах, головные боли. Вот статистика жалоб, причиной которых становится долгое неправильное сидение: головная боль – 14%; боль в шее и лопатках – 24; боль в позвоночнике – 57; проблемы в области копчика – 16; боль в бедрах – 19; боль в коленях и стопах – 29%.

Общий вид правильно организованного рабочего места при работе на компьютере показан на рис.1.2.

Расположение монитора

Монитор, как правило, располагается чрезмерно близко. Рекомендуется ставить монитор на расстоянии вытянутой руки, т. е. располагать его на расстоянии 40-100 см от глаз. Существует ряд научных теорий, по-разному определяющих значимые факторы и оптимальное расстояние от глаз до монитора. Монитор должен располагаться на 10-20 см ниже горизонтальной линии взора (чтобы смотреть на него немного свысока) и быть наклоненным чуть вверх, как книга при чтении.

Рис. 1.2. Общий вид рабочего места

Клавиатура

Неправильное положение рук при печати на клавиатуре приводит к хроническим растяжениям кисти. Важно не столько отодвинуть клавиатуру от края стола и опереть кисти о специальную площадку, сколько держать локти параллельно поверхности стола и под прямым углом к плечу. Клавиатура должна располагаться в 10-15 см (в зависимости от длины локтя) от края стола. В этом случае нагрузка приходится не на кисть, в которой вены и сухожилия находятся близко к поверхности кожи, а на более «мясистую» часть локтя.

Клавиатура должна свободно перемещаться по рабочей поверхности, но во время использования она не должна двигаться. Угол наклона клавиатуры от горизонтали может варьировать от 0 до 25°. Важно иметь возможность регулировать этот угол для достижения наиболее удобного положения кистей рук. Поверхность клавиш и клавиатуры должна быть матовой, чтобы исключить блики. Горизонтальный размер поверхности клавиш должен составлять не менее 12 мм, расстояние между центрами клавиш по горизонтали 18-19 мм, а по вертикали – 18-20 мм.

Рабочее кресло

Высота кресла должна быть отрегулирована под горизонтальное расположение бедер, вертикальное расположение голеней, а ступни должны твердо находиться на полу. Диапазон регулировки сиденья по высоте не менее чем 38-52 см. Важно предусмотреть подставку для ног, которая должна иметь небольшой наклон (5-15°), быть нескользкой, достаточно тяжелой, чтобы не двигаться по полу с каждым движением стоп, компактной и желательно регулируемой по высоте. Поверхность сиденья не менее 45 см шириной и 38-43 см глубиной.

Подушка сиденья должна обеспечивать равномерное давление на бедра и ягодицы и иметь максимальную глубину продавливания 1,2-2,5 см. Желательно, чтобы передняя кромка сиденья имела закругленный край и была несколько поднята. Спинка кресла должна обеспечивать возможность наклона назад до 125-130°. Предпочтительна высокая спинка, поддерживающая всю спину и шею. Рекомендуемая высота спинки 45-51 см. Для предотвращения деформации поясничного отдела позвоночника (наиболее страдающая область при длительном сидении) рекомендуется использовать кресло с профилем спинки, имеющим поясничный изгиб.

Кресло должно быть поворотным и на роликах, чтобы легко перемещаться по полу. Подлокотники поддерживают предплечья и снижают утомляемость плеч, шеи и верхней части торса. Подлокотники также помогают садиться и вставать. Если подлокотники ограничивают комфорт или неудобны, они теряют свою практичность. Подлокотники являются необходимым элементом рабочего кресла, при этом крайне желательно, чтобы они были легкосъемными. Некоторые кресла, предусматривают и регулировку подлокотников по высоте.

Оптимальным с точки зрения максимальной стабильности является кресло с пятью точками опоры. Иллюстрировать приведенные требования можно примером плохого кресла, показанного на рис. 1.3.

На рис. 1.3 видно, что сиденье и спинка непомерно широкие и глубокие, поясничный изгиб спинки отсутствует, подлокотники слишком тонкие, высокие и широко расставленные, нет регулировок, имеются только четыре точки опоры.

Рис. 1.3. Пример плохого с точки зрения биомеханики кресла

Рабочая поверхность

Высота рабочей поверхности над полом, а также ее размеры и форма являются важными факторами, влияющими на работоспособность человека. Несоблюдение требований к рабочей поверхности приводит к повышенной утомляемости, физическому дискомфорту, к целому ряду медицинских проблем и как следствие к снижению производительности труда. Физиологические нарушения происходят в шейно-плечевой области, в области предплечья и кисти, в поясничном отделе позвоночника, в тазобедренной области. Эти проблемы существенно возрастают, если имеются следующие нарушения:

• высота клавиатуры над полом слишком большая или слишком маленькая;

• предплечье и кисть не имеют должной опоры и, следовательно, не отдыхают;

• голова оператора слишком наклонена;

• из-за недостаточного пространства для ног бедра операторов наклонены под столом.

В целом рекомендуемые параметры рабочей поверхности зависят от решаемых задач. Как показывает практика, наиболее распространенная высота рабочей поверхности 76 см над уровнем пола – это слишком высоко для операторов среднего роста. Желательно иметь две поверхности – одну для клавиатуры, другую для монитора, письма и чтения. Если рабочая поверхность одна, то ее высота должна регулироваться в диапазоне 60-80 см. Для большинства случаев оптимальная высота – 70 см над уровнем пола, но регулируемая высота кресла позволяет подогнать высоту под человека любого роста. При двух независимых поверхностях высота поверхности для клавиатуры должна регулироваться в диапазоне 59-71 см, а для монитора – 90-115 см. Под рабочими поверхностями необходимо предусмотреть достаточное пространство для ног оператора. Минимальная ширина пространства для ног 51 см, предпочтительнее 61 см. Минимальная глубина этого пространства на уровне колен 38 см от края рабочей поверхности, а на уровне стоп – 59 см.

Влияние двухуровневых рабочих поверхностей на положение тела и рук при работе на клавиатуре показано на рис. 1.4.

Одноуровневая рабочая поверхность. Клавиатура на краю стола – верный путь к травме костно-связочного аппарата и мышц кистей и предплечий. Тендовагиниты, «теннисный локоть», другие нарушения – частые следствия такого расположения клавиатуры (рис. 1.4, а).

Двухуровневая поверхность. Главное, чтобы локоть и кисть составляли одну линию и были параллельны поверхности стола. Угол в коленном и тазобедренном суставах – 90° (рис. 1.4, б).

Рис. 1.4. Положение клавиатуры и рук оператора

Планировка рабочего помещения

Рис. 1.5. Схема планировки рабочего помещения с рекомендуемыми размерами: а – в плане; б – в трехмерном пространстве^[1]

Активный и пассивный комфорт

Важным фактором при выборе кресла является продолжительность работы. От этого зависят и конструкторские рекомендации. Так, при длительности работы, не превышающей 3 ч, достаточными оказываются требования, обеспечивающие пассивный комфорт, а большая продолжительность влечет за собой соблюдение требований, обеспечивающих активный комфорт. Так, например, пассивный комфорт для рабочего кресла определяет качества кресла, не связанные с каким-либо механизмом или с регулируемой системой. При соблюдении указанных выше размеров целесообразны такие конструктивные решения, как представленные на рис. 1.6.

Рис. 1.6. Конструктивные решения пассивного комфорта

1. Утолщения спинки и сиденья способствуют наилучшему распределению давления тела на кресло.

2. Подлокотники, которые могли бы регулироваться по высоте и/или по ширине, позволяют уменьшить усталость плеч и шейных позвонков.

3. Утолщенный изгиб, расположенный на переднем крае сиденья (система «водопад»), помогает устранить нежелательное давление на ноги под коленями.

Требования активного комфорта в дополнение к указанным выше включают следующие конструктивные решения (рис. 1.7).

1. Обычная регулировка. Все рабочие вращающиеся кресла и стулья оснащаются пневматической регулировкой высоты сиденья. Их спинка может регулироваться по высоте и/или наклону, обеспечивая оптимальную поддержку поясницы.

2. Регулировка глубины сиденья. Дополнительно некоторые кресла могут иметь механизм, регулирующий глубину сиденья на длину хода 50 или 70 мм, в зависимости от их модели. Это особенно важно для пользователей крупной комплекции.

3. Механизм постоянного контакта. Спинка кресла находится в постоянном контакте со спиной пользователя, при этом сиденье не меняет своего положения. Спинка кресла может фиксироваться в любом положении или в нескольких, в зависимости от модели.

4. Механизм качания с центральной осью. Наклон кресла вперед-назад осуществляется механизмом, расположенным по центральной оси сиденья. Упор спинки регулируется в зависимости от веса пользователя.

Рис. 1.7. Конструктивные решения активного комфорта

5. Механизм качания со смещенной осью. Наклон кресла вперед-назад осуществляется механизмом, ось которого смещена к переднему краю кресла, что позволяет пользователю все время упираться ногами в пол. Упор кресла регулируется в зависимости от веса пользователя.

6. Синхронный механизм. Самое лучшее решение! Механизм позволяет согласованно изменять положение спинки и сиденья в зависимости от положения пользователя. Упор спинки регулируется в зависимости от веса пользователя. Могут фиксироваться все положения кресла или только некоторые, в зависимости от модели. Спинка кресла оснащена системой антивозврата. При всем этом необходимы пять точек опоры:

• ступни ног устойчиво стоят на полу;

• спина находится в постоянном контакте со спинкой кресла независимо от положения тела (наклон вперед-назад, прямо);

• глубокая посадка – полностью занимать всю плоскость сиденья;

• обе руки лежат на поверхности стола;

• мышцы шеи и затылка имеют опору в виде подголовника или высокой спинки кресла.

Усилия конструкторов по созданию наилучшего с точки зрения антропометрии и биомеханики рабочего места «человек-компьютер» порождают иногда интересные решения. Так, например, компания Personal Computing Environments решила исправить и в 2002 г. запустила в серийное производство персональную компьютерную среду (рис. 1.8). Комплекс включает компьютер, удобное сиденье и подставку для ног, что придает ему некоторое сходство с зубоврачебным креслом. Специальные кронштейны позволяют удобно разместить две жидкокристаллические (ЖК) панели, а кресло легко регулируется под индивидуальные требования оператора.

Рис.1.8. Персональная компьютерная среда