Az emberszimuláció rövid története

Írták: Koloszár Kata,  Ördögh László

Szaklektor Eur. Erg. Mischinger Gábor címzetes egyetemi docens

A számítógéppel támogatott tervezési technikák egy speciális, válfaját képezik a számítógéppel támogatott antropometriai és ergonómiai módszerek, amelyek mindazon területek emberközpontú megközelítésével foglalkoznak, amelyek gép- és berendezéstervezési hátterét a CAD és CAM rendszerek látják el. Geometriailag helyes modellek kezelése – mérnöki program lévén – az alkalmazás alapkövetelményei közé tartozik. Alkalmazásának célja az ember környezetének, a tervezett tárgyaknak a mérethelyes modellezése, igényekhez alakítása. Használata fontos, hiszen ha az épített környezet, tárgyak nem illeszkednek az ember adottságaihoz, képességeihez az használatbeli és egészségügyi problémák kialakulását eredményezheti. Ezen szoftveres megoldások feladata az ember adottságainak vizsgálata az ember-gép rendszer kontextusban, testméretek, élettani jellemzők és perceptuális jellemzők szintjén.

fetter2

Az első emberi modellező szoftverek csakúgy, mint a CAD rendszerek az 1960-as években indultak fejlődésnek, miután az autó- és repülőgépipar fellelkesült a tervezés gyorsításának és olcsóbbá tételének lehetőségétől. Az első embermodellt (Boeman) a Boeing fejlesztette ki pilótafülkéinek jobb tesztelhetősége érdekében. Boeman 50 percentilisnek megfelelő adatokkal rendelkezett, és az egyes felépítő részegységeinek hossza változtatható volt. A környezettel és a manequinnel kapcsolatos adatok betáplálása után a megjelenítés nyomtatott formában történt. Később ez a modell fejlődött tovább és belőle lett a Combiman (Computerised Biomechanical Man Model). A Combiman segítségével már 6 antropometriai adatbázis adatainak felhasználásával tudtak létrehozni modelleket, 12 testméret alapján. Ez a program már képes volt megmutatni az elérési tartományt és a látóteret, figyelembe véve a ruházat korlátozó mivoltát is. Sőt tapasztalati vizsgálatokon alapuló erőbecslésre is alkalmas volt. Autós környezetre az első modellt a 70-es években fejlesztette ki a Chrysler, amelynek méreteit már 15 testméret alapján határozták meg, a csuklópontok kényszereinek híján viszont nagy figyelmet kellett fordítani a funkcionális testhelyzetek kialakításakor a testrészek helyes elhelyezkedésére. Ezek alapján is látszik, hogy az embermodellek korai fázisában az egyes manequineket a feladatukhoz alakították ki: pilótának, autós ütközésvizsgálathoz, stb. A modernkori rendszerekben inkább jobban alakítható, beállítható, multifunkcionális embermodellek létrehozására törekednek a fejlesztők.

.

 

A modernkori emberi modellező rendszerek közé tartozik többek között a MannequinPro, ami a 1990-es évektől van jelen a piacon és már személyi számítógépen való használatra tervezték. A szoftver már képes volt női és férfi modellek létrehozására, 11 féle populáció, antropometriai felmérésen alapuló adatai alapján, beleértve a NASA által gyűjtött adatokat is. Egy-egy modell létrehozásához elég volt az általa képviselt percentilisérték megadása, 2,5-től egészen 97,5 percentilisig, továbbá az egyes csuklók engedte mozgástartományokat is nagyobbrészt helyesen határozták meg és még néhány ergonómiai elemző eszköz is elérhető volt rajta keresztül. Egy másik szoftver a Jack a pensylvaniai egyetemen fejlesztése, az 1980-as években, célul az ember-gép interfész javítását tűzték ki. Fejlesztéséhez szintén támogatást nyújtott a NASA és az amerikai hadsereg is, széles alkalmazói körének pedig olyan nagy cégek is tagjai, mint például a John Deere traktorgyártó cég.

 

jack_lifting_wheel_ergo_2

Jack

A modernkori embermodellező rendszerek közé sorolható a RAMSIS is, amit szintén az 1980-as években fejlesztettek ki a német autógyártók és a müncheni egyetem közösen. Legszélesebb körben az autóiparban használják, jármű belsőterek és külső kialakításokhoz, olyan nagynevű cégek, mint a BMW, Audi, Volkswagen, Daewoo, Ford vagy a Honda (stb.).

ramsis_09

Ramsis

További ismert rendszer még a SAFEWORK, ami szintén az autóipar és a gyártástervezés területén is használatos kanadai fejlesztés. A SAMMIE nevű szoftvert pedig az ember-gép interakció javításának céljával fejlesztették ki a notthingami egyetemen, azóta pedig több területen is kipróbálták a használhatóságát.

4d_nav

Safework

Az 1980-as években fejlesztett Anybody a modellkialakítás egyediségével, az inverz biomechanikai modell megalkotásával emelkedett ki. ACAD rendszerbe integrált módon használható Anthropos, amelyben több emberi testalkat használata is lehetséges volt, már realisztikusan jelenítette meg a képernyőn a modellt, beleértve annak ruházatát is.

ergo_02

Anthropos

1996-ban az Ergonauttal megszületett a virtuális munkás, amely megváltoztatta a virtuális és a valós közti határok helyzetét, azzal, hogy a mérnökök számára lehetővé tette a virtuális világban való egyszerűbb módosításokat. Az Ergomax az Anthropos 3DsMax változata a 2000-es években jelent meg és már képes volt külső erők és szomatikus kapcsolatok értelmezésére, és a mérnökök már szabadon módosíthatták a mozgásokat és az embermodellt körülvevő környezetet is.

b004

VR Anthropos (Ergonaut)

sammie_imn60

Sammie

plakat_4_01_a

Anthropos Ergomax

santos-closeup-2

Santos

Reklámok