Neues Forschungslabor: Arbeitsforschung am IfADo geht neue Wege

Das Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo) beschreitet neue Forschungswege: mit einem Ganglabor. Darin lässt sich die Gangbewegung des ganzen Körpers in einer virtuellen Umgebung dreidimensional erfassen. Das Labor wird es den Forschenden ermöglichen, Phänomene der menschlichen Informationsverarbeitung beim Gehen zu analysieren. Das Labor wurde im Rahmen des vom IfADo eingeworbenen Sondertatbestands für rund eine halbe Million Euro eingerichtet.

Proband im GRAIL auf dem Laufband
Neues Forschungslabor: Das GRAIL ermöglicht realitätsnahe Forschungsansätze dank dreidimensionaler Ganganalyse. (Foto: Reiser / IfADo)

Unser Gehirn muss beim Gehen und Stehen mehr als 600 Muskeln koordinieren, um das Gleichgewicht zu halten. Erst mit dem Alter bemerkt man, dass das Gehen geistige Leistung erfordert, die eventuell an anderer Stelle fehlt. Ein wesentliches Ziel am IfADo ist es daher im Gait Real-Time Analysis Interactive Lab (kurz GRAIL) zu untersuchen, wie viele kognitive Ressourcen das Gehen benötigt. „Für die Arbeitsforschung ist diese Frage insofern relevant, da wir heute immer häufiger beim Gehen mit digitalen Geräten interagieren, die ebenso kognitive Ressourcen benötigen“, erläutert Prof. Dr. Gerhard Rinkenauer, Leiter des Forschungsbereichs Arbeitsgestaltung und Kognitive Ergonomie am IfADo. So besteht beispielsweise beim Nutzen einer Datenbrille durchaus die Gefahr, dass nicht genügend geistige Ressourcen vorhanden sind. Das kann Fehler beim Ablesen und Verarbeiten von Informationen aus der Datenbrille verursachen. Schlimmstenfalls kann es beim Gehen zu Koordinationsfehlern oder gar Stürzen kommen. Um solche Phänomene systematisch untersuchen zu können, wird am IfADo zusätzlich die Gehirnaktivität mittels Elektroenzephalographie (EEG) analysiert. Diese Methode erlaubt es, die Informationsverarbeitungsprozesse beim Gehen und Stehen genauer zu erhellen. „Das neue GRAIL-Labor ermöglicht uns nun neue und realitätsnahe Forschungsansätze“, so Prof. Gerhard Rinkenauer.

Anwendungsnahe Arbeitsforschung im Kontext Logistik

Die geplanten Studien sind beispielsweise in der Logistikbranche gefragt. Hier kommen bereits eine Reihe digitaler Assistenzsysteme (auditives Headset, Datenbrillen, Brillen für erweiterte Realität) zum Einsatz. Im GRAIL lassen sich viele Fragen in Bezug auf solche Assistenzsysteme erforschen: Wo liegen die Gefahren für Unfälle, Arbeitsfehler oder Ineffizienz? Können Datenbrillen bei der Arbeit unterstützen oder stören sie eher? Wie muss die Information in Abhängigkeit der Gangschwierigkeit gestaltet werden? Inwieweit kann man durch Ganganalyse auf den Grad der körperlichen oder geistigen Ermüdung schließen? Auch die Fähigkeit die Balance zu halten oder das Navigationsverhalten im Raum sollen mit dem GRAIL untersucht werden. Aktuell werden bereits im Kontext des Leistungszentrums für Logistik und IT zusammen mit den Dortmunder Fraunhofer-Instituten IML und ISST Untersuchungen durchgeführt, wie stark digitale Assistenzsysteme das Gangverhalten beeinflussen.

Technische Daten: Forschung am laufenden Band

Beim GRAIL kommen für die 3D-Bewegungsanalyse verschiedene Geräte zum Einsatz. Herzstück ist das duale Laufband, bei dem die Geschwindigkeit der Bänder für jedes Bein getrennt geregelt werden kann, um die Gangschwierigkeit zu beeinflussen. Darüber hinaus kann das Laufband nach vorne oder hinten geneigt werden, und es kann seitlich beschleunigt werden, um das Gleichgewicht zu stören. Das Laufband ist innerhalb einer fünf Meter breiten und drei Meter hohen um 180 Grad gekrümmten Leinwand positioniert, auf die eine virtuelle Umgebung projiziert wird wie in einem Panoramakino. Vorab werden bis zu 48 Bewegungsmarker am Körper der Versuchsperson angebracht. Diese werden von zehn Infrarotkameras erfasst, sodass die gesamte Körperbewegung der Versuchsperson mit Hilfe einer Software im dreidimensionalen Raum analysiert werden kann. Über Kraftmessplatten im Laufband kann zusätzlich analysiert werden, wie stark die Person auftritt. Damit der Person nichts geschehen kann, wird sie mit einem Gurt an einer entsprechenden Vorrichtung gesichert. So kann sie sich frei bewegen, wird aber im Falle eines Sturzes aufgefangen. Einen kleinen Einblick in das neue System gibt es hier:

 

Die Kosten für das neue Labor inklusive Aufbau und Weiterbildung der Mitarbeiter belaufen sich auf 450.000€. Die Finanzierung wird die durch den von Bund und Land finanzierten Sondertatbestand des IfADo getragen. Insgesamt gibt es in Deutschland nun drei solcher GRAIL-Labore (Dortmund, Rostock, Chemnitz).

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Gerhard Rinkenauer
Forschungsbereich „Arbeitsgestaltung und Kognitive Ergonomie“
Telefon: + 49 231 1084-374
E-Mail: rinkenauer@ifado.de

Pressekontakt:
Verena Kemmler
Pressereferentin
Telefon: + 49 231 1084-470
E-Mail: kemmler@ifado.de