ExoAccept:一种全面评估影响职业外骨骼接受度的因素的工具

【字体: 时间:2026年03月14日 来源:Applied Ergonomics 3.4

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  本研究开发出ExoAccept职业外骨骼接受度评估问卷,整合现有框架与实证数据,通过因子分析精简至33条目,涵盖生理、实施、工作、心理社会及政策五大维度,支持企业员工调研及学术研究,提供荷兰、法语、意大利语版本。

  
Shirley A. Elprama|Jorre Vannieuwenhuyze|Mandy Melissa Jane Wittens|Bram Vanderborght|Alberto Ranavolo|Tiwana Varrecchia|Giorgia Chini|Luigi Monica|Sara Anastasi|An Jacobs
imec-SMIT,布鲁塞尔自由大学,比利时布鲁塞尔

摘要

尽管已经存在许多职业用外骨骼,但其采用率仍然较低。研究哪些因素能够促进其采用非常重要,以便可以采取适当的措施,无论是通过改进职业用外骨骼的设计,还是通过制定公司特定的使用政策等组织措施。虽然已经使用了各种问卷来研究职业用外骨骼的接受度,但这些问卷要么范围有限,要么内容过于繁琐。本研究的目的是开发一种实用且全面的工具来评估职业用外骨骼的接受度。该工具基于实证数据,涵盖了155名受访者的调查结果,并结合了理论概念以及现有的外骨骼接受度框架。通过基于探索性因子分析的系统方法,从调查数据中筛选出了33个代表24个概念的条目。ExoAccept工具既可供在企业中工作的从业者使用,也可供研究职业用外骨骼接受度相关主观因素的研究人员使用。

引言

超过一半的欧洲人患有与工作相关的肌肉骨骼疾病(WRMDs)(de Kok等人,2019年;Govaerts等人,2021年),这带来了显著的经济影响(de Kok等人,2019年)。多策略方法在缓解肌肉骨骼疾病方面最为有效(de Kok等人,2019年)。例如,77%的企业使用设备来辅助重物搬运,而48%的企业通过轮换工作任务来减少重复性动作(欧洲工作安全与健康局,2022年)。
职业用外骨骼可以改变人体对外部力量的生物力学或生理反应,有可能重新分配内部负荷并减少特定身体区域的肌肉负担(Crea等人,2021年;Peters和Wischniewski,2019年)。外骨骼可以定义为“一种用于支持和辅助佩戴者力量与移动能力的可穿戴设备”(Upasani等人,2019年,第222页)。尽管有多种不同的职业用外骨骼可供选择,但在企业中的实际使用率仍低于预期(Crea等人,2021年)。目前缺乏关于使用外骨骼企业数量的数据,这表明其采用率仍然较低。同时,参与职业用外骨骼设计和开发的企业数量从2015年的16家增加到了2020年的56家(Marinov,2020年)。
外骨骼采用的障碍包括不适感(Hensel和Keil,2019年;Smets,2019年)、与不同任务、工具或服装的兼容性问题(Gilotta等人,2019年;Omoniyi等人,2020年)、对代谢成本和体温调节的影响(Del Ferraro等人,2020年),以及与个人身体的适配性(Cha等人,2020年;Schwerha等人,2021年)。
为了鼓励职业用外骨骼的采用,有必要通过调查等方式了解人们对它们的看法。大多数现有的评估工具采用了现有的技术接受度测量方法,例如Spada等人(2017年)基于TAM2(技术接受模型)(Venkatesh和Davis,2000年)设计的问卷,以及Elprama等人(2020年)根据UTAUT(技术接受与使用统一理论)模型(Venkatesh等人,2003年)改编的条目来研究职业用外骨骼的接受度。尽管这些模型提供了有用的见解,但它们缺乏针对外骨骼特性的因素,如不适感。纳入不适感这一因素非常重要,因为它会负面影响一个关键的接受度预测指标:即人们使用外骨骼的意愿(Hensel和Keil,2019年)。
因此,本文描述了一种基于现有框架(Elprama等人,2022年)开发的全面工具,通过收集172名受访者的数据来回答以下研究问题:
如何将外骨骼接受度框架转化为一个可行的调查工具?
本文的目标是创建一个易于使用的简短调查工具,既适用于在企业中工作的从业者(如安全专家、人体工程学家),也适用于研究职业用外骨骼接受度相关主观因素的研究人员。
该工具可用于:1)帮助企业了解员工对职业用外骨骼的看法;2)作为研究工具,评估影响职业用外骨骼接受度的因素。我们结合了启发式方法和探索性因子分析,将最初的70个条目缩减为包含29个条目的工具,最终形成了一个评估24个因素的33个条目工具。
首先,我们讨论了用于研究外骨骼接受度的工具。接着,我们描述了如何选择问卷中的相关概念和条目,以及如何将原始英文问卷翻译成其他三种语言(荷兰语、法语和意大利语)。然后,我们介绍了数据收集过程以及减少工具条目数量的步骤。最后,我们讨论了研究结果的意义,并对未来研究提出了建议。
许多关于外骨骼的研究都使用了问卷(Elprama等人,2022年)。然而,目前尚无公认的用于评估职业用外骨骼接受度的统一问卷。Kermavnar等人(2021年)在回顾33篇论文时发现了23种不同的主观评估职业背部支撑外骨骼的量表。其他在外骨骼研究中使用的测量工具包括SUS(系统可用性量表)(Brooke,1996年)和Borg量表(Borg,1982年)来评估感知到的肌肉骨骼负担(CR-10)(Moyon等人,2020年)。
Wioland等人(2022年)通过问卷调查了拒绝者和接受者在外骨骼易用性、性能预期、社会影响和情绪反应方面的差异(n = 88)。Gutierrez等人(2023年)从361名建筑工人那里收集了关于年龄和性别、外骨骼的感知益处以及建筑工作中使用外骨骼情况的调查数据(共65个问题)。Valentin和Choi(2023年)创建了Wearable Robot Perception(WeaR-P)问卷,用于评估人们对可穿戴机器人的看法,包括实用性等维度。另一个问卷来自INRS(法国的职业风险研究机构)(Kerangueven等人,2020年)。Ralfs等人(2023年)编写了一份详细的指南文件,用于评估、选择和使用工业外骨骼。他们包括了15个与可接受性、可用性、操作和处理外骨骼相关的条目。总之,存在许多不同长度的问卷,用于主观评估职业用外骨骼的接受度。
Elprama等人(2022年)基于文献综述开发了一个职业用外骨骼接受度框架。该框架假设某些因素可以预测使用外骨骼的意愿,进而预测外骨骼的接受度或使用情况。该框架包括以下五组因素:生理因素、实施相关因素、工作相关因素、政策相关因素和心理社会因素。每组因素下又包含多个子主题。生理因素包括个人的身体问题历史和外骨骼的佩戴舒适度。心理社会因素包括文化观念、对创新的开放程度、对安全使用的感知、感知到的有用性、态度、现有知识、对外骨骼和自身控制的感知。政策相关因素包括个人使用外骨骼与集体使用外骨骼的区别、外骨骼的强制性使用以及预防工作相关肌肉疾病的策略。工作相关因素包括外骨骼的存储、吸引员工使用外骨骼、维护周期、无菌性和清洁度、与任务的兼容性以及耐用性和可靠性。实施相关因素包括:通过倡导者推广外骨骼、识别合适的外骨骼、易用性、购买外骨骼和培训。Elprama等人(2022年)的所有概念的详细讨论见补充材料A。
ExoAccept工具结合了以下内容:
  • 基于对外骨骼接受度研究的二手数据分析(论文的结果部分)(Elprama等人,2022年)和实证数据(Elprama等人,2023年)的外骨骼接受度框架;
  • 来自曾佩戴过外骨骼的受访者的新实证调查数据;
  • 基于现有技术接受度模型(如易用性)的概念条目。
  • 初始条目池通过理论和统计启发式方法进行了系统筛选。
    因此,该工具具有实用性,涵盖了影响职业用外骨骼采用的各种重要因素。本文详细描述了该工具的开发过程。此外,该工具的开发基于至少佩戴过一次外骨骼的人的数据,主要针对自认为是男性或女性的群体。在条目选择过程中结合了启发式方法和探索性因子分析。这种严谨的方法论与现有的评估职业用外骨骼接受度因素的问卷相结合,形成了一个更加全面的工具。

    概念选择

    我们采用系统方法选择了要包含在工具中的概念。初始选择包括Elprama等人(2022年)框架中的26个概念。其中两个主要概念是“外骨骼的使用”和“使用外骨骼的意愿”。其他因素被假设为这两个概念的预测因子,并分为以下五组:生理因素、实施相关因素、工作相关因素、心理社会因素和政策相关因素。
    对于每个概念,我们...

    样本招募

    我们采用目的性抽样、滚雪球抽样和方便抽样方法来寻找受访者。我们希望尽可能多地纳入有外骨骼使用经验的人。因此,我们将问卷发送给了我们专业网络中拥有外骨骼使用经验的企业(目的性抽样)。同时,我们也请求这些企业将问卷分发给其他有外骨骼使用经验的人(滚雪球抽样)。实际上,大多数有使用经验的人...

    参与者

    共有172名(n = 172)受访者完成了调查。约10%(n = 17)的受访者因某些问题未涉及而被排除在外,因为他们没有佩戴过外骨骼。共有155名(77.5%)受访者曾佩戴过外骨骼(例如在展会上)。其中22名(14.2%)受访者表示在过去30天内曾在工作中佩戴过外骨骼。对于那些在工作中可以随时使用外骨骼的受访者(n = 31),我们询问了他们...

    结论与讨论

    尽管有许多不同的问卷用于主观评估职业用外骨骼的接受度,但目前仍缺乏全面考虑外骨骼采用相关方面的工具。因此,我们创建了ExoAccept工具(提供四种语言版本),包含33个条目,用于评估影响职业用外骨骼接受的24个因素(Elprama等人,2022年)。
    据我们所知,我们的研究是首个构建此类问题列表的研究。

    作者贡献声明

    Shirley A. Elprama:撰写初稿、可视化设计、项目管理、方法论制定、调查实施、资金筹集、数据分析、概念构建。Jorre Vannieuwenhuyze:方法论制定、概念构建。Mandy Melissa Jane Wittens:撰写与编辑、监督、调查实施。Bram Vanderborght:资金筹集。Alberto Ranavolo:调查实施、资金筹集、概念构建。Tiwana Varrecchia:调查实施。Giorgia Chini:调查实施。Luigi Monica:

    材料获取

    其他语言版本(荷兰语、法语和意大利语)可应要求提供。

    写作过程中使用人工智能辅助技术的声明

    在准备本论文期间,作者参考了Copilot的建议来减少文本中的字数。作者对出版物的内容负全责。

    利益冲突声明

    作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

    致谢

    本研究是在SOPHIA项目框架下进行的,该项目获得了研究和创新计划的资助(资助编号871237)。此外,该研究还得到了欧盟“Horizon Europe”框架计划(资助编号101070596)的资助。部分数据来自Technologie voor Werkbaar项目。该项目由imec、Flanders Make、Sirris和KU Leuven共同开展,并得到了弗拉芒政府(VLAIO)的资助。
    我们希望感谢所有...
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