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Articolo di ricerca

Valutazione ergonomica multimodale dei sedili su rotaia ad alta velocità tramite integrazione di elettromiografia, risposta alla conduttanza cutanea e analisi basata su scenari

549 visualizzazioni

DOI:

10.3791/69661

9 gennaio 2026

In questo articolo

Sommario

La ricerca valuta le differenze fisiologiche ed ergonomiche tra le classi di sedili ferroviari ad alta velocità integrando elettromiografia, risposta alla conduttanza cutanea e analisi basate su scenari per quantificare la fatica muscolare, le risposte allo stress e il comfort complessivo in attività di viaggio realistiche.

Abstract

La maggior parte degli studi esistenti sul comfort di sedile su rotaia ad alta velocità (HSR) si basa su indagini soggettive e mappe di pressione; Non esiste una segnalazione fisiologica sulla fatica muscolare e sull'accumulo di stress con periodi di viaggio più lunghi. La valutazione delle prestazioni dinamiche di seduta in diverse condizioni di viaggio è piuttosto difficile a causa dell'impossibilità delle tradizionali indagini di laboratorio di riprodurre variazioni di postura reali. Per superare queste limitazioni, la presente ricerca confronta i posti business, first-class e economy in uno scenario reale di viaggio HSR attraverso l'applicazione di test ergonomici multimodali, che prevede l'uso di elettromiografia (EMG), risposta alla conduttanza cutanea (SCR) e test comportamentali basati su scenari. I 30 partecipanti sono stati divisi in due classi di seduti e collocati in quattro situazioni funzionali: intrattenimento, pranzo, lavoro e riposo. Mentre la SCR veniva utilizzata per monitorare le risposte autonome allo sforzo, l'EMG veniva impiegata per registrare l'attività muscolare nelle spalle, nella zona lombare e nel collo. I risultati indicano che, sebbene le sedie business class riducano lo sforzo lombare, non eliminano la stanchezza degli arti superiori e del collo, specialmente in posizione reclinata. I posti di prima classe sono al massimo in termini di postura di lavoro, ma non possono offrire un supporto flessibile per proporzioni corporee varie, il che provoca fastidi alla testa e alla zona lombare. Grazie al loro basso livello di regolabilità, i sedili in classe economica producono la maggiore tensione muscolare, nonostante l'elevato supporto lombare e collare. Questa ricerca fornisce una comprensione dei sedili regolabili ed ergonomicamente idealizzati per i treni nei modelli futuri e dell'importanza di incorporare informazioni comportamentali e fisiologiche nell'analisi dinamica dei sedili.

Introduzione

La mobilità globale è stata trasformata dal rapido sviluppo delle reti ferroviarie ad alta velocità (HSR), che riducono i tempi di viaggio e migliorano l'accessibilità. Anche se l'infrastruttura HSR ha subito continui miglioramenti tecnici, il comfort dei sedili, soprattutto durante i viaggi prolungati, rimane una componente cruciale ma poco studiata dell'esperienza passeggeri. Secondo studi precedenti, i sedili mal realizzati possono causare stiramento muscoloscheletrico cronico, disagio e affaticamentomuscolare 1,2,3. Questi problemi sono aggravati nelle classi di posti a s....

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Protocollo

L'approvazione etica è stata ottenuta dal Sottocomitato Medico del Comitato Etico della Scienza e Tecnologia dell'Università di Tsinghua (Approvazione n.: THU01-20250087), e tutti i partecipanti hanno fornito un consenso informato scritto prima di partecipare allo studio.

La ricerca determina lo sforzo fisiologico e la fatica muscolare nelle diverse classi di sedili per treni ad alta velocità (HSR) attraverso una valutazione ergonomica multimodale. Questo approccio offre una considerazione più dinamica rispetto alle tradizionali misurazioni statiche dell'attività muscolare e dello stress fisiologico sotto posizioni di seduta diverse ed even....

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Risultati

I risultati indicano elevate disparità nelle attività nervose autonome, fatica muscolare e comfort complessivo tra le classi di seduti dell'HSR. Per fornire un quadro completo dell'impatto della progettazione dei sedili sul benessere fisiologico e psicologico dei passeggeri durante voli lunghi, sono integrate osservazioni comportamentali basate su SCR, EMG e scenari. Questi risultati confermano le ipotesi ergonomiche presentate nell'introduzione supportando la teoria che la classe del sedile e la postura dipendente dallo.......

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Discussione

Questo studio propone un quadro di valutazione ergonomica multimodale basato su scenari che integra elettromiografia (EMG), risposta alla conduttanza cutanea (SCR) e analisi comportamentale contestuale per esaminare il comfort di sedia su rotaia ad alta velocità (HSR). A differenza degli studi tradizionali di laboratorio sulla postura che si concentrano principalmente sulla postura statica o sulla distribuzione della pressione, il lavoro presente incorpora comportamenti di viaggio dinami.......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Non applicabile.

....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Elettrodi EMG adesivi (usa e getta)Noraxon9113A
Tamponi d'alcol (sterili)BD Medicina326895
Script di sincronizzazione dati (Python 3.9)Open SourceN/A
Software di Sincronizzazione dei DatiPersonalizzato (basato su Python)N/ASviluppato in Python per integrare segnali EMG e SCR in tempo reale.
Sensore elettromiografico (EMG di superficie)DelsysSistema EMG Wireless Trigno
Software di elaborazione del segnale EMGDelsysEMGworks 4.6N/A
Interfaccia di Acquisizione Dati FisiologiciStrumenti NazionaliUSB-6001
Librerie Python (numpy, pandas, scipy, matplotlib)Open Source (Python Software Foundation)N/A
Questionario (scala Likert)ConsuetudineN/AUsata per raccogliere valutazioni soggettive di comfort (scala 1 e ndash; 10) dopo ogni scenario.
Tipi di posti a sedere (Business/First/Eco)Cabina HSR (Mondo reale)N/ATre classi di posti a sedere con caratteristiche ergonomiche variabili valutate in loco.
Sensore GSR+ Shimmer3 (per misurazione SCR)Rilevamento dello scintillioSH-GSR3+Utilizzato per misurare la risposta alla conduttanza cutanea (SCR) con una frequenza di campionamento di 50 Hz per stress e disagio.
Software di Analisi Statistica (IBM SPSS Statistica 26.0)IBMN/A
Gel di elettrodi superficialiLaboratori ParkerSigna Gel 300
Sensori EMG di superficieNon specificato (probabilmente Shimmer o Delsys)N/APosizionato su spalle, parte bassa della schiena e collo; Usata per misurare l'attivazione muscolare, l'ampiezza e la fatica.
Monitor di temperatura e umiditàTesto0560 6050
Tavolo a vassoioIntegrati nei seggi HSRN/AUtilizzato in situazioni di ristorazione e lavoro per il portatile e la distribuzione dei pasti.
Videocamera (Osservazione comportamentale)CanonEOS M50
Salviette per la preparazione della pelleMedlineMDS093855H

Riferimenti

  1. Ahmad, W., Alam, M. S. An expository analysis of biomechanical and subjective impacts induced by shoe inserts in asymptomatic subjects: A systematic review on functionality and mechanisms of action. Human Factors Ergo Manu Service Indust. 35 (1), e21058(2025).
  2. Huang, S. R., Zhang, Z. F., Yuan, Q., Xu, Z. M., He, Y. S.

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Ristampe e permessi

Tag

Analisi elettromiograficaComfort della sedutaAffaticamento muscolareSeduta dinamicaSollecitazione lombareTensione muscolare