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Zeitschrift für Arbeitswissenschaft

, Volume 69, Issue 3, pp 129–136 | Cite as

Analysis of muscular load at different centers of mass of tablet computers while walking

  • Christian Plegge
  • Thomas Alexander
Article

Abstract

Mobile IT-systems are used frequently in our mobile society. This involves so-called smart devices like smartphones, smart glasses or tablet-PCs. They are used for both: private and occupational activities. Until now there is little in-depth knowledge available about the effects of such devices on the musculoskeletal system of humans.

This study investigates effects of the use of tablet computers on muscles of the upper extremity. Muscular activities are examined while holding and operating a tablet computer while walking. In addition the tablet-PC’s center of mass was varied as independent variable. Changes in musclular activation and fatigue were expected because of the different location of the tablet computer’s center of mass. Significant differences in the activation levels of M. biceps brachii, M. flexor carpi radialis, M. flexor carpi ulnaris and M. extensor carpi radialis were observed. The results show how flexor muscles of elbow and wrist as well as supinator muscles of the forearm can be relieved by shift ing the center of mass of the tablet computer towards the hand and the elbow of the gripping hand. Future studies are proposed to explore effects of muscular fatigue using a more static experimental task. Practical Relevance Regarding the use of mobile devices like tablet PCs in daily work, the physical load of the user should be considered in addition to cognitive workload. This study shows how physical workload of the users can be reduced by slight technical modifications of hardware design.

Keywords

Muscular load tablet computer joint angles muscular fatigue biomechanics 

Untersuchung der muskulären Beanspruchung bei unter-schiedlichen Schwerpunktlagen von Tablet-PCs im Gehen

Zusammenfassung

In der zunehmend mobilen Gesellschaft ist ein klarer Trend zur verstärkten Nutzung neuartiger, mobiler Informationstechnologie wie Smartphones oder Tablet-PCs zu erkennen. Zur möglichen Folge muskuloskelettaler Überbeanspruchungen der oberen Extremität sind keine ausreichenden Erkenntnisse vorhanden.

In der vorliegenden Studie wurden mögliche Auswirkungen eines Tablet-PCs auf die muskuläre Beanspruchung der oberen Extremität bei dessen Benutzung im Gehen elektromyographisch untersucht. Erwartet werden unterschiedliche Aktivierungslevel sowie unterschiedliches Ermüdungsverhalten der beteiligen Muskulatur in Abhängigkeit von der Schwerpunktlage des Tablet-PCs, die Hinweise auf muskuläre Beschwerdebilder geben können. Die Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede bei den Aktivierungsleveln von M. Biceps brachii, M. Flexor carpi radialis, M. Flexor carpi ulnaris und M. Extensor carpi radialis. Basierend auf diesen Ergebnissen kann durch Verlagerung des Schwerpunktes innerhalb des Tablet-PCs in Richtung Ellenbogen und der ihn greifenden Hand eine Entlastung der Flexoren von Ellenbogen und Handgelenk sowie der den Unterarm rotierenden Muskulatur erreicht werden. Zur Untersuchung lokaler, muskulärer Ermüdungseffekte sollten Studien mit modifiziertem Versuchsdesign folgen.

Schlüsselwörter

Muskuläre Beanspruchung Tablet-PC Gelenkwinkel muskuläre Ermüdung Biomechanik 

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Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015

Authors and Affiliations

  1. 1.Fraunhofer-Institut für KommunikationInformationsverarbeitung und Ergonomie FKIE Abteilung Human FactorsWachtbergDeutschland

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