Individuelle Warnung mittels elektrischer Signale

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jens Haueisen; Professorin Dr.-Ing. Sybille Krzywinski; Professor Dr.-Ing. Martin Schmauder
• Fachliche Zuordnung: Arbeitswissenschaft, Ergonomie, Mensch-Maschine-Systeme
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317652676

Arbeitssituationen in gefährlichen Bereichen (z.B. Bahngleisen, Straßenbaustellen, in Behältern oder bei Wartungsarbeiten in unübersichtlichen Anlagen) erfordern im Gefahrenfall eine zuverlässige und individuelle Warnung der Mitarbeiter, so dass sich diese in Sicherheit bringen können. Stand der Technik sind Warnsysteme mit optischen (z.B. Signallampen) und akustischen Signalen (z.B. Sirenen) oder selten auch mit Vibrationen. Problematische Situationen ergeben sich dabei, wenn die Signalwahrnehmung durch Ablenkung oder diverse Umgebungseinflüsse erschwert ist. Ein neuer Forschungsansatz besteht darin, mittels Textilien elektrische Signale zuverlässig und mit geringem Aufwand gezielt auf die Hautoberfläche zu applizieren.Übergreifendes Ziel ist die Etablierung eines funktionierenden, durch Behörden zulassungsfähigen, für den Nutzer anforderungsgerechten Warnsystems basierend auf elektrischer Reizung. Dazu sind Forschungen zu Stimulationstechniken und Grenzwerten der Stimulation zur sicheren Erkennbarkeit elektrischer Signale nötig. In unserer Arbeit erforschen wir die Wahrnehmbarkeit von elektrischer Stimulation bei gleichzeitiger Minimierung von beeinträchtigenden funktionellen Effekten. Diese innovative Forschungsrichtung ist damit komplementär zu den bestehenden. Hierfür gibt es keine Standards. Die Wissensbasis muss explorativ aufgebaut werden.Basierend auf 4 Arbeitshypothesen konnten wir in Projektphase 1, Teil 1 zeigen, dass eine Warnung mittels elektrischer Stimulation unter Laborbedingungen möglich ist. In umfangreichen Versuchen mit verschiedensten Signalformen wurden geeignete Signalformen für eine zuverlässige Warnung gefunden. Hierzu wurde eine Studie an 68 Teilnehmern mit Klebeelektroden durchgeführt, um zunächst die grundlegenden Wahrnehmungsschwellen ohne Beachtung von Störeinflüssen wie Klima, Arbeitsgeräte, Arbeitshaltungen oder PSA bestimmen zu können. Im Ergebnis konnten drei Schwellenwerte definiert werden: - Wahrnehmungsschwelle - Aufmerksamkeitsschwelle und- Intoleranzschwelle.Zudem sind Konzepte für textile Funktionsmuster mit verschiedenen Elektrodendesigns entwickelt worden.In Projektphase 1, T. 2 sollen nun die Mitwahrnehmungsschwellen untersucht werden, d.h. die Signalwahrnehmung unter Einbeziehung der oben genannten Einflussfaktoren. Weiterhin soll die Wahrnehmung räumlich-zeitlicher Muster an multiplen Elektroden erforscht werden. Dazu ist der Aufbau eines speziellen Laborplatzes zur Simulation von Umgebungseinflüssen (Temperatur, Luftfeuchte, -bewegung) geplant. Die Studie soll zunächst wie in Projektphase 1, Teil 1 mit Klebeelektroden erfolgen, um eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten. Aufbauend auf den Funktionsmustern (T.1) werden Manschetten gefertigt und in Probandenversuchen getestet. Die Schwellenwerte sind Grundlage für die künftige Entwicklung eines Warnsystems auf der Basis elektrischer Signale. In Projektphase 2 werden später Langzeitwirkung und Gewöhnungseffekte untersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen