CoSiMMI – Co-Simulation zur Vorhersage und biomechanischen Optimierung der Mensch-Maschine-Interaktion

Ausgangssituation

Eine nutzerzentrierte Entwicklung der Mensch-Maschine-Schnittstelle soll die Beanspruchung der Nutzer reduzieren.  Die Anpassung des Produktdesigns an die Anforderungen und Bedürfnisse des Menschen im Vordergrund. In der Praxis, am Beispiel der Power-Tool Entwicklung, sieht man, dass technische Systeme häufig noch unzureichend an die Anforderungen der Nutzer angepasst sind. Meist erfolgt die Entwicklung aus funktional-technischer Sicht und ergonomische Prinzipien werden als zusätzlicher Kostenfaktor gesehen. Eine Virtualisierung der Mensch-Maschine-Interaktion könnte diese Problematik beheben. Aktuell findet die Verifikation neuer Designanpassungen vor allem in Feldstudien statt, in denen Prototypen der neuen Produktgeneration von Anwendern getestet und bewertet werden. In anderen Bereichen der Produktentwicklung werden bereits digitale Menschmodelle zur Bewertung der Beanspruchung des Menschen in frühen Entwicklungsstadien eingesetzt. Im Bereich der Power-Tool Entwicklung fehlen bisher anwendungsspezifische digitale Menschmodelle, die solch eine ergonomisch orientierte Produktgestaltung ermöglichen würden.

Zielsetzung

Ziel des CoSiMMI Projektes ist es, anwendungsspezifische digitale Menschmodelle zu entwickeln, um eine biomechanische Optimierung elektrischer Handwerkzeuge zeiteffektiv und kostengünstig zu ermöglichen. Im Rahmen des Projektes soll ein methodisches Vorgehen entstehen, welches eine Co-Simulation zur Haltungsvorhersage und biomechanischen Optimierung der Mensch-Maschine-Interaktion bei Tätigkeiten mit elektrischen Handwerkzeugen ermöglicht.

Vorgehen

Innerhalb des Projektes sollen zunächst biomechanische Messungen definierter Anwendungen durchgeführt werden, auf deren Grundlage ein anwendungsspezifisches Simulationsmodell zur realistischen Haltungsvorhersage entwickelt wird. Im weiteren Vorhaben wird eine Co-Simulationsumgebung entwickelt, in der ein effizienter Datenaustausch zwischen dem Haltungsmodell und dem biomechanischen Modell ermöglicht wird. In einer größer angelegten Hauptstudie sollen mittels biomechanischer Messtechnik weitere Datensätze zur Verallgemeinerung des Haltungsmodells erhoben werden. Zudem dienen die Messdaten der umfangreichen Validierung der entwickelten Modelle.

Forschungspartner

Das Forschungsvorhaben wird in Zusammenarbeit mit dem Institut für Produktentwicklung (IPEK) des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) durchgeführt.