Development and evaluation of a wearable motion tracking system, to support hand-tool design

Καρακικές, Μιχαήλ; Karakikes, Michail

dc.contributor.author	Καρακικές, Μιχαήλ	el
dc.contributor.author	Karakikes, Michail	en
dc.date.accessioned	2017-05-10T11:49:04Z
dc.date.available	2017-05-10T11:49:04Z
dc.date.issued	2017-05-10
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44867
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13832
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Hand tools	en
dc.subject	Wrist and forearm joint angle tracking	en
dc.subject	Wearable Systems	en
dc.subject	Inertial Measurement Units (IMU)	en
dc.subject	Razor design	en
dc.subject	Ergonomics	en
dc.subject	Εργαλεία χειρός	el
dc.subject	Μέτρηση κίνησης καρπού και αντιβραχίου	el
dc.subject	Ενδυόμενα συστήματα	el
dc.subject	Αδρανειακοί αισθητήρες	el
dc.subject	Σχεδιασμός ξυραφιών χειρός	el
dc.subject	Εργονομία	el
dc.title	Development and evaluation of a wearable motion tracking system, to support hand-tool design	en
dc.title	Ανάπτυξη και αξιολόγηση ενδυόμενου συστήματος καταγραφής κίνησης, για υποστήριξη σχεδιασμού εργαλείων χειρός	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Human factors in engineering design	en
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-02-21
heal.abstract	Hand-operated tools are part of everyday life for various professions, such as industrial workers, craftsmen, surgeons and physicians. Studies have demonstrated that improper hand tool use can cause discomfort, along with risk for musculoskeletal disorders on the upper extremities. Suitable hand tool design can promote safe use of hand tools and reduce the occurrence of these issues. Among other factors, extreme wrist and forearm posture of the hand tool user is associated with these problems. In this thesis, an inexpensive, wearable system to track wrist and forearm joint motion is developed, using Inertial Measurement Units (IMUs). Its purpose is to be used in hand tool evaluation studies, which examine wrist and forearm posture, and assist in identifying fitting design solutions for hand tools. A methodology for comparing alternative design solutions, using this wearable system, is proposed, through a study on shaving razor handles. In this experimental research, we monitored wrist and forearm motion of subjects using three different razors, and used the results in conjunction with video analysis to (a) determine if a correlation exists between wrist motion and razor handle design, (b) recognize the effect of design features. Results revealed that such correlation does exist. Namely, larger handle length, combined with higher shaving head mobility, led to increased wrist deviation, but decreased forearm deviation from neutral posture. The amplitude of wrist and forearm motion during shaving strokes was found to be independent from the razor used. However, wrist and forearm posture during shaving were not extreme, and the task would not likely cause adverse health outcomes. In conclusion, in order to fully evaluate design solutions of razors, further metrics, both subjective and objective, are needed. Nevertheless, the results do demonstrate how this method can be used to obtain useful information for the design process in hand tools.	en
heal.abstract	Εργαλεία χειρός χρησιμοποιούνται καθημερινά από πολλούς επαγγελματίες, όπως εργαζόμενοι στη βιομηχανία, τεχνίτες, οδοντίατροι, χειρούργοι κλπ. Έρευνες έχουν καταδείξει ότι η ακατάλληλη χρήση των εργαλείων αυτών ενδέχεται να προκαλέσει καταπόνηση, ή και κίνδυνο για εμφάνιση κάποιας μυοσκελετικής διαταραχής στα άνω άκρα. Ο κατάλληλος σχεδιασμός εργαλείων χειρός μπορεί να προάγει την ασφαλή χρήση τους, και να ελαττώσει την πιθανότητα εμφάνισης των προβλημάτων αυτών. Ακραίες γωνίες στις αρθρώσεις του καρπού και του αντιβραχίου, σε συνδυασμό με άλλους παράγοντες, προκαλούν τέτοιες αρνητικές επιπτώσεις στην άνεση και την υγεία. Σε αυτή την εργασία, αναπτύχθηκε ένα χαμηλού κόστους, ενδυόμενο σύστημα καταγραφής της κίνησης των αρθρώσεων αυτών, χρησιμοποιώντας αδρανειακούς αισθητήρες (IMUs). Σκοπός του είναι να αξιοποιηθεί σε μελέτες αξιολόγησης εργαλείων χειρός, και να συνεισφέρει στην αναγνώριση κατάλληλων σχεδιαστικών λύσεων. Πέραν της ανάπτυξης του, το ενδυόμενο σύστημα χρησιμοποιείται για να προταθεί μια μεθοδολογία σύγκρισης εναλλακτικών σχεδιαστικών λύσεων, πάνω σε μια έρευνα που αφορά λαβές ξυριστικών συστημάτων. Στο πείραμα που διεξήχθη, μετρήθηκε η κίνηση του καρπού και του αντιβραχίου των συμμετεχόντων, ενώ χρησιμοποιούσαν τρία διαφορετικά ξυράφια χειρός. Τα αποτελέσματα χρησιμοποιήθηκαν σε συνδυασμό με παρατήρηση από μαγνητοσκόπηση, ώστε (α) να διερευνηθεί η ύπαρξη συσχέτισης μεταξύ σχεδιασμού λαβής και κινηματικής συμπεριφοράς καρπού, και (β) να προσδιοριστεί η επίδραση συγκεκριμένων σχεδιαστικών χαρακτηριστικών.	el
heal.advisorName	Ναθαναήλ, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μαρμαράς, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Βοσνιάκος, Γεώργιος - Χριστόφορος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Βιομηχανικής Διοίκησης και Επιχειρησιακής Έρευνας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	101 σ.
heal.fullTextAvailability	true