Validação de um sistema de avaliação ergonômica utilizando visão computacional : Kinebot

Abstract

Resumo: A presente tese visa desenvolver e validar um protocolo para a Avaliação Ergonômica Preliminar que minimize a subjetividade na aquisição e interpretação dos dados, proporcionando informações confiáveis que facilitem a tomada de decisões para a melhoria das condições de trabalho. A pesquisa aborda um problema central na área de ergonomia: a dependência do julgamento subjetivo dos analistas e a imprecisão das ferramentas de avaliação existentes. No contexto brasileiro, a NR-17 estabelece diretrizes para a adaptação das condições de trabalho às características psicofisiológicas dos trabalhadores. No entanto, as ferramentas tradicionais apresentam limitações significativas, dificultando o processo de avaliação e sendo facilmente influenciáveis, gerando resultados inconsistentes. Para enfrentar essas barreiras, foi proposto o desenvolvimento de um novo protocolo, chamado Kinebot, que integra tecnologias avançadas com a capacidade holística da área de design. O protocolo foi projetado para capturar e analisar movimentos dos trabalhadores utilizando gravações de vídeo, técnicas de cinemática e a tecnologia de visão computacional, permitindo uma avaliação completa e detalhada dos ciclos de trabalho, incluindo os fatores determinantes de carga e sobrecarga. A metodologia empregada foi o Design Science Research (DSR), que combina teoria e prática em um ciclo iterativo de desenvolvimento e validação. Este método foi essencial para a construção do protocolo, garantindo a participação ativa de ergonomistas e outros especialistas ao longo do processo. O projeto foi dividido nas fases de exploração, proposição e avaliação. Iniciou-se com pesquisas e entrevistas para coleta de dados. Depois, no desenvolvimento, foram elaborados os requisitos e criada uma alternativa para o protocolo. No final, o sistema foi avaliado por meio de entrevistas, focus groups, medições e comparativos entre as aplicações. Os resultados mostraram que o Kinebot reduz significativamente a dependência humana enquanto aumenta a precisão das avaliações e facilita a interpretação dos resultados. Testes estatísticos confirmaram uma alta correlação entre os dados obtidos no Kinebot e os dados do Vicon, um sistema de referência na área, comprovando a confiabilidade das avaliações. Além disso, a validação do sistema junto a especialistas certificados pela ABERGO confirmou a eficácia do protocolo em relação à Norma ABNT ISO/TS 20646:2017, que estabelece parâmetros para a realização das avaliações ergonômicas. Em conclusão, a tese contribui para a área de ergonomia ao oferecer um protocolo inovador que fornece dados consistentes e precisos, essenciais para a tomada de decisões sobre as condições de trabalho durante as avaliações ergonômicas. O desenvolvimento do Kinebot também demonstra que a integração de tecnologias avançadas e métodos de design colaborativo pode transformar a prática da ergonomia, proporcionando benefícios significativos para a saúde e segurança dos trabalhadores

Abstract: This thesis aims to develop and validate a protocol for Preliminary Ergonomic Assessment that minimizes subjectivity in data acquisition and interpretation, providing reliable information that facilitates decision-making for improving working conditions. The research addresses a central problem in the field of ergonomics: the reliance on the subjective judgment of analysts and the imprecision of existing assessment tools. In the Brazilian context, NR-17 establishes guidelines for adapting working conditions to the psychophysiological characteristics of workers. However, traditional tools have significant limitations, making the evaluation process difficult and easily influenced, leading to inconsistent results. To overcome these barriers, the development of a new protocol called Kinebot was proposed, integrating advanced technologies with the holistic capacity of the design field. The protocol was designed to capture and analyze workers' movements using video recordings, kinematic techniques, and computer vision technology, allowing for a comprehensive and detailed assessment of work cycles, including determining factors of load and overload. The methodology employed was Design Science Research (DSR), which combines theory and practice in an iterative cycle of development and validation. This method was essential for constructing the protocol, ensuring the active participation of ergonomists and other specialists throughout the process. The project was divided into the exploration, proposition, and evaluation phases. It started with research and interviews for data collection. Then, during development, the requirements were elaborated and an alternative for the protocol was created. Finally, the system was evaluated through interviews, focus groups, measurements, and comparisons between applications. The results showed that Kinebot significantly reduces human dependence while increasing the accuracy of assessments and facilitating result interpretation. Statistical tests confirmed a high correlation between the data obtained in Kinebot and the data from Vicon, a reference system in the field, proving the reliability of the assessments. Additionally, the system validation by specialists certified by ABERGO confirmed the protocol's effectiveness concerning ABNT ISO/TS 20646:2017, which establishes parameters for performing ergonomic assessments. In conclusion, the thesis contributes to the field of ergonomics by offering an innovative protocol that provides consistent and accurate data, essential for decision-making about working conditions during ergonomic assessments. The development of Kinebot also demonstrates that integrating advanced technologies and collaborative design methods can transform ergonomic practice, providing significant benefits for workers' health and safety