Tesi di Laurea

Il presente lavoro di tesi nasce dall’esigenza di indagare sull’attuale significato di ergonomia, sui suoi riflessi sulla progettazione moderna e sugli approcci più significativi per la sua corretta interpretazione.

Una delle più recenti ed esaurienti definizioni di ergonomia, fornita durante il congresso della IEA tenutosi  a Santorini nel settembre 1999, afferma che essa “è la disciplina che si occupa delle interazioni tra l'uomo e gli altri elementi dei sistemi. L'ergonomo partecipa alla progettazione di posti di lavoro, compiti, prodotti ed ambienti fisici e organizzativi al fine di renderli compatibili con le esigenze, le abilità ed i limiti delle persone”. L’ergonomia, per sua stessa concezione,   si avvale delle conoscenze e della collaborazione di varie scienze e discipline appartenenti alle aree bio-mediche, psico-sociali e tecniche e si propone, attraverso una attenta ed approfondita analisi effettuata interdisciplinarmente, di far emergere le conoscenze più attuali per la progettazione di prodotti sicuri, funzionali, auto-esplicativi e/o ambienti di lavoro più “umanizzati”.

La tesi delinea le esigenze per una progettazione dai contenuti prettamente ergonomici che informi continuamente il progetto tecnico, realizzando un feed-back continuo e fruttuoso per il conseguimento dell’obiettivo, e mostra diffusamente come, per superare le difficoltà legate ai costi e ai lunghi tempi  necessari alla costruzione di prototipi fisici e alla loro successiva modifica, essa possa avvalersi di strumenti e metodologie tipiche della realtà virtuale, per rendere possibile, in fase di progettazione, la modifica dei prototipi virtuali prima della realizzazione del prodotto finito.

 Nei capitoli II e III si esaminano i due approcci seguiti dalla progettazione ergonomica virtuale: la realtà virtuale immersiva che rende l’uomo capace di interagire o ispezionare ambienti non accessibili nella realtà, perché prodotti da grafica tridimensionale computerizzata e questo grazie all’uso di strumenti come i caschi di visualizzazione, occhiali e guanti che permettono l’immersione e la manipolazione dei modelli virtuali; e l’impiego dei manichini virtuali, software capaci di ricostruire virtualmente, con grafica tridimensionale,  le caratteristiche biomeccaniche  e funzionali dell’uomo Questi programmi, infatti, propongono un modello realistico dell’essere umano, dotato di un proprio scheletro, di un numero di gradi di libertà interni sufficienti per simulare con grande verosimiglianza il comportamento del corpo umano e capace di interagire con un ambiente virtuale costruito ad-hoc.

Nel capitolo IV si delineano le principali caratteristiche di questi software, mostrando le loro potenzialità e i possibili vantaggi che si possono acquisire applicandoli in fase di progetto, esaminando con più attenzione uno di essi: Classic Jack.

Nel V e nel VI capitolo, al fine di comprendere in modo più approfondito come detti programmi possano integrarsi nell’ambito della progettazione ergonomica virtuale, sono state eseguite delle brevi ed interessanti applicazioni.

In particolare, nel quinto capitolo, è stata eseguita con Classic Jack un’applicazione nel campo della progettazione automobilistica. Dopo una minuziosa disamina delle verifiche ergonomiche eseguite attualmente con i software che fanno uso di manichini bidimensionali, è stata eseguita una verifica ergonomica del comfort del pilota di un’automobile.

Tale verifica è consistita essenzialmente in un’analisi relativa all’assetto del pilota: in parole semplici, si è visto se i vari angoli formati dalle varie parti del corpo del manichino virtuale rientravano nei range angolari riportati nel criterio di comfort adottato per questa esperienza, il modello di Porter, uno dei cinque modelli di comfort del programma.

La verifica ergonomica è servita per effettuare un confronto fra le principali caratteristiche di questo software e quelle dei software 2D: le differenze sono state individuate basandosi sull’idea che esse possano risultare di immediato interesse per la progettazione automobilistica, soprattutto perché evidenziano chiaramente i vantaggi che possono ottenersi dall’adozione di un software ergonomico tridimensionale, vantaggi da individuarsi in un miglior sviluppo dell’idea progettuale, nella riduzione dei tempi, nell’accuratezza dei risultati e nella semplicità d’uso .

Nel sesto capitolo sono state eseguite delle applicazioni nel campo della medicina del lavoro, rendendo in questo modo manifesta la grande flessibilità d’uso di questo software.

Gli esperimenti virtuali condotti sono consistiti in analisi fisiologiche volte a valutare la consistenza delle forze spinali agenti sulla spina dorsale del manichino virtuale. Nello specifico,si è fatto sostenere alla mano destra del manichino un oggetto di cui si è fatto variare il peso. Le analisi condotte con questo software hanno rilevato le forze a carico delle vertebre lombari L4 e L5, evidenziando in tempo reale la situazione di pericolo quando il carico sostenuto produceva forze che andavano oltre i limiti raccomandati dalle più recenti normative riconosciute a livello internazionale.

A fronte delle esperienze condotte nel quinto e sesto capitolo, la conclusione cui si è giunti  è che il modello virtuale del corpo umano può armonizzarsi con le attuali linee guida della progettazione ergonomica, risultando uno strumento prezioso per tutti i progettisti, per quelli che s’interessano dell’abitabilità di una vettura e del comfort del pilota, ma anche per quelli che si occupano di layout degli impianti e dell’organizzazione del lavoro, perché diventa più semplice esplorare in maniera completa e feconda il rapporto stretto che corre tra lavoro, ergonomia e tecnopatie industriali. Inoltre, questi software possono garantire alle aziende che ne faranno uso, una riduzione del “time to market”, alta qualità nel prodotto, riduzione dei costi perché si studia un prototipo digitale facilmente modificabile invece di un prototipo fisico, prodotti più sicuri, progettazione di layout di impianto più spedita ed ossequiosa della fisiologia umana, organizzazione del posto di lavoro più razionale, meno affaticante e meno rischiosa per il lavoratore.