Anni Leisti-Szymzcak, Satu Jumisko-Pyykkö & Kimmo Vänni
Puettava teknologia mahdollistaa ihmisen ominaisuuksien ja kykyjen vahvistamisen. Monilla työpaikoilla voitaisiinkin hyötyä puettavan teknologian mahdollisuuksista keventää työn aiheuttamaa fyysistä kuormitusta ja parantaa ergonomiaa. Vaikka markkinoilla on jo useita erilaisiin työtehtäviin kehitettyjä päälle puettavia tukirankoja eli eksoskeletoneja, niiden käyttö voisi olla merkittävästi nykyistä laajempaa. Puettavan teknologian käyttäjäkokemusta kehittämällä voidaan parantaa sen hyödyllisyyttä, miellyttävyyttä ja käyttöhalukkuutta.
Puettava teknologia tuo teknologian lähelle kehoa. Puettavalla teknologialla tarkoitetaan yleisesti laitteita, jotka voidaan pukea päälle, liittää, yhdistää tai jopa sisällyttää kehoon (Ercan & Timur, 2020; Godfrey ym., 2018). On ennakoitu, että tulevaisuudessa älykellojen ja -vaatteiden rinnalle tulisi ihoon tai kehoon kiinnitettävää teknologiaa (esim. Brophy ym., 2021). Puettava teknologia tarjoaa mahdollisuuksia parantaa tai vahvistaa ihmisen ominaisuuksia ja kykyjä, kuten esimerkiksi aisteja tai fyysistä suorituskykyä. Erilaiset työperäiset tuki- ja liikuntaelinsairaudet aiheuttavat vuosittain paljon työpoissaoloja. Koska raskas fyysinen työ heikentää myös työntekijöiden yleistä hyvinvointia, ratkaisuja on ryhdytty etsimään juuri puettavasta teknologiasta.
Eksoskeletonit eli päälle puettavat tukirangat ovat aktiivisia tai passiivisia mekaanisia laitteita. Ne tukevat ja avustavat ihmiskehon liikkeitä sekä lisäävät fyysistä suorituskykyä. (Ali, 2014; Bai ym., 2018; Baldassarre ym., 2022; de Looze ym., 2016.) On todettu, että eksoskeletonit voivat vähentää fyysistä rasitusta, lisätä tuottavuutta sekä työturvallisuutta (esim. Bär ym., 2021; Ippolito ym., 2020). Tällä hetkellä eksoskeletoneita hyödynnetään jonkin verran esimerkiksi autoteollisuudessa, logistiikassa, maataloudessa sekä rakennusalalla, mutta mahdollisuuksia paljon laajamittaisempaan käyttöön on olemassa. Jotta tällaista uutta teknologiaa voitaisiin hyödyntää erilaisissa työtehtävissä, on huomiota kiinnitettävä entistä laajemmin käyttäjäkokemukseen tehokkuushyötyjen rinnalla.
Puettavan teknologian erityispiirteitä
Käyttäjäkokemukseen vaikuttavat käyttäjän ominaisuudet, käsillä oleva tehtävä, teknologia ja käytön tilanne (ISO 9241-210:2019). Käyttäjälleen päälle puettava teknologia voi antaa kokemuksen hyödyllisyydestä, tehokkuudesta, tyytyväisyydestä ja mielihyvään liittyvistä asioista, kuten identiteetin ilmaisusta. Puettavan teknologian käyttäjäkokemukseen vaikuttavat myös käytettävän teknologian ominaispiirteet.
Baskan ja Goncu-Berk (2022) tutkivat älyvaatteiden ja teknologia-asusteiden käyttäjäkokemustekijöitä. Keskeisin näistä on puettavuus (wearability), joka viittaa ihmiskehon ja puettavan väliseen suhteeseen ja vuorovaikutukseen (Gemperle ym., 1998). Puettavuus on käyttömukavuutta ja istuvuutta käyttötilanteissa. Puettavan teknologian suunnittelussa on huomioitava sen reagointi ja mukautuminen käyttäjän liikkeisiin, pukeminen, päällä pitäminen ja riisuminen. Puettavuuteen vaikuttaa myös ihotuntuma eli miltä puettava teknologia tuntuu ihoa vasten. Ihotuntumaan liittyy läheisesti myös terminen mukavuus, jonka huomioimisella pyritään välttämään puettavan mahdollisesti aiheuttama hikoilu tai hiostus. Puettavuuteen vaikuttaa myös käyttäjän aistien mukautuminen, kun puettavaa teknologiaa pidetään päällä: Kuinka hyvin käyttäjä tottuu päällä olevaan teknologiaan? Kuinka tietoinen käyttäjä on päällä olevasta teknologiasta? Puettavaa teknologiaa suunnitellessa on tietysti huomioitava sen ulkonäkö, koko ja muoto, väri sekä laatuvaikutelma. Nämä vaikuttavat myös puettavan teknologian käyttäjäkokemuksen sosiaaliseen ulottuvuuteen. Puettavan teknologian näkyminen toisille ihmisille voi vaikuttaa käyttäjien arvioon tuotteen ulkonäöstä ja sen merkityksellisyydestä. (Baskan & Goncu-Berk, 2022)
Puettavassa teknologiassa raja käyttäjän ja teknologian välillä hämärtyy teknologian ollessa lähellä ihoa. Puettavan teknologian kehollistumista (embodiment) on tutkittu vielä vähän. Kehollistuminen on teknologian kokemusta osana kehoa ja itseä, jolloin puettava teknologia on kuin osa käyttäjää ja käyttäjä kokee säilyttävänsä kontrollintunteen (Beckerle, 2022; Longo ym., 2008). Kehollistumisen on havaittu lisäävän teknologian hyväksymistä, omaksumista sekä käyttöön liittyvää iloa (Nelson ym., 2020; Tussyadiah ym., 2018). Kehollistumiseen vaikuttavat puettavuuteen vaikuttavat tekijät.
Kohti parempaa eksoskeletonien käyttäjäkokemusta
Puettavan teknologian käyttöä on siis tutkittu laajalti, mutta eksoskeletonien tutkimus on keskittynyt lähinnä mittamaan tehtävän aikaista lihasaktivaatiota, tehtävien suorittamiseen kuluvaa aikaa sekä eksoskeletonin käytön vaikutusta esimerkiksi virheiden määrään. Tämän lisäksi eksoskeletoneita on vielä jokseenkin vähän tutkittu aidoissa työtehtävissä ja työympäristöissä. Itse käyttäjäkokemusta on pääasiassa tutkittu varsin yksiulotteisesti kysymällä tutkittavilta eksoskeletonien käyttömukavuudesta. Muutamat tutkimukset ovat kuitenkin tuoneet lisää ymmärrystä niiden käytöstä
Eksoskeletonit näyttävät haastavan käyttäjäkokemusta. Viimeaikaisissa tutkimuksissa on havaittu, että ne voivat joissakin tilanteissa rajoittaa käyttäjän liikeratoja ja hankaloittaa työskentelyä (esim. Baltrusch ym., 2018; Kim ym., 2018; Luque ym., 2020). Lisäksi on havaittu, että eksoskeletonin käyttö voi olla epämukavaa erityisesti niissä osissa kehoa, joihin eksoskeleton kiinnittyy (esim. Alemi ym., 2020; Bosch ym., 2016). Epämukavuuden kokemus ohittaa eksoskeletonin tuomat hyödyt ja vaikuttaa tietysti kiinnostukseen käyttää tuotetta (Hensel & Keil, 2019).
Eksoskeletonien käyttöön liittyvät olennaisesti myös sosiaaliset tekijät. Elprama kollegoineen (2020) toteaa, että työntekijöiden eksoskeletonien käyttöhalukkuuteen voi vaikuttaa, kuinka laajasti työkaverit käyttävät niitä työssään, sillä eksoskeletonin käyttöä pidetään jollakin tapaa leimaavana. Tutkijat pitävät myös mahdollisena, että esimerkiksi maskuliinisessa työkulttuurissa eksoskeletonia saatetaan pitää heikkouden merkkinä. Myös hoitotyössä hoitajat pohtivat työkavereiden suhtautumista heidän eksoskeletoninsa käyttöön (Turja ym., 2022). Hoitajat ovat olleet huolissaan erityisesti teknologian käytön vaikutuksista potilaissuhteeseen ja vuorovaikutukseen, sillä eksoskeletonin käyttö saattaa luoda hoitajasta robottimaisen kuvan.
Puettavan teknologian ja eksoskeletonien käyttäjäkokemus muodostuu siis monesta osatekijästä. Niitä on suunnittelussa lähestyttävä laaja-alaisesti. Hyödyllinenkin puettava teknologia voi jäädä hyllyyn pölyttymään, jos funktionaalisuuden rinnalla ei huomioida käyttäjäkokemuksen eri puolia ja hyödynnetä ihmiskeskeistä muotoilua. Hyvä puettavuus sekä luonnollisten liikkeiden tukeminen ja avustaminen ovat keskeisiä eksoskeletonien käyttäjäkokemuksen kehityskohteita. Eksoskeletonien käyttäjäkokemuksen sosiaalinen ulottuvuus tulisi huomioida esimerkiksi niiden ulkonäössä. Jos eksoskeletonit sulautuvat paremmin käyttöympäristöön ja työvaatteisiin, ne eivät herätä niin paljoa huomiota. Tässä auttaisi käyttökontekstin parempi huomiointi jo suunnitteluvaiheessa – sama ratkaisu ei välttämättä toimi sekä rakennustyömaalla että hoitolaitoksessa. Toisaalta kun eksoskeletonien käyttö mahdollisesti yleistyy, tai ainakin lisääntyy, niiden käyttöön liittyvä sosiaalinen leimaavuus todennäköisesti vähenee, aivan kuten muunkin teknologian osalta on tapahtunut. Työpaikoilla tähän voidaan tietysti vaikuttaa myös luomalla kulttuuria, jossa arvostetaan omaa työturvallisuutta, hyvinvointia ja jaksamista.
Keväällä ja alkukesästä 2023 olemme Hämeen ammattikorkeakoulussa testanneet ylävartalon eksoskeletoneita metsätöissä, kuten taimien istutuksessa ja raivaussahauksessa. Tutkimus pyrkii lisäämään ymmärrystä eksoskeletonien käyttäjäkokemuksesta uudessa käyttöympäristössä sekä niiden soveltuvuutta uudenlaisiin tehtäviin. Tuon tutkimuksen tuloksia valmistuu myöhemmin tänä vuonna. Työ on osa Digitaalisen kulttuurin kehittäminen – digitaalisuuden hallinnalla parempaa työkykyä ja tuottavuutta -hanketta.
Kirjoittajat
Anni Leisti-Szymzcak valmistelee parhaillaan pro gradu -tutkielmaansa eksoskeletonien käyttäjäkokemuksesta HAMK Smart -tutkimusyksikössä, ja hän työskenteli Hämeen ammattikorkeakoulussa projektiassistenttina.
Satu Jumisko-Pyykkö on dosentti ja tutkijayliopettaja HAMK Smart -tutkimusyksikössä. Hänen työnsä keskittyy päälle puettavaan teknologiaan, systeemiälykkyyteen ja ihmiskeskeiseen muotoiluun.
Kimmo Vänni työskentelee Hämeen ammattikorkeakoulussa tutkijayliopettajana HAMK Smart -tutkimusyksikössä.
Lähteet
Ali, H. (2014). Bionic exoskeleton: History, development and the future. IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, 58–62.
Alemi, M. M., Madinei, S., Kim, S., Srinivasan, D. & Nussbaum, M. A. (2020). Effects of Two Passive Back-Support Exoskeletons on Muscle Activity, Energy Expenditure, and Subjective Assessments During Repetitive Lifting. Human factors, 62(3), 458–474. https://doi.org/10.1177/0018720819897669
Bai, S., Virk, G. S. & Sugar, T. G. (2018). Wearable exoskeleton systems: Design, control and applications. Institution of Engineering and Technology.
Baldassarre, A., Lulli, L. G., Cavallo, F., Fiorini, L., Mariniello, A., Mucci, N. & Arcangeli, G. (2022). Industrial exoskeletons from bench to field: Human-machine interface and user experience in occupational settings and tasks. Frontiers in Public Health, 10. https://doi.org/10.3389/fpubh.2022.1039680
Baltrusch, S. J., van Dieën, J. H., van Bennekom, C. A. M. & Houdijk, H. (2018). The effect of a passive trunk exoskeleton on functional performance in healthy individuals. Applied Ergonomics, 72, 94–106. https://doi.org/10.1016/j.apergo.2018.04.007
Baskan, A. & Goncu-Berk, G. (2022). User Experience of Wearable Technologies: A Comparative Analysis of Textile-Based and Accessory-Based Wearable Products. Applied Sciences, 12(21), 11154. https://doi.org/10.3390/app122111154
Beckerle, P. (2022). Wearable robots benchmarking: Comprehending and considering user experience. Teoksessa Moreno, J. C., Masood, J., Schneider, U., Maufroy, C., Pons, J.L. (toim.), Wearable Robotics: Challenges and Trends. WeRob 2020. Biosystems & Biorobotics, 27. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-69547-7_95
Bosch, T., van Eck, J., Knitel, K. & de Looze, M. (2016). The effects of a passive exoskeleton on muscle activity, discomfort and endurance time in forward bending work. Applied Ergonomics, 54, 212–217. https://doi.org/10.1016/j.apergo.2015.12.003
Brophy, K., Davies, S., Olenik, S., Çotur, Y., Ming, D., Van Zalk, N., O’hare, D., Güder, F. & Yetisen, A. (2021). The future of wearable technologies [Briefing paper, Imperial College London]. https://doi.org/10.25561/88893
Bär, M., Steinhilber, B., Rieger, M. A. & Luger, T. (2021). The influence of using exoskeletons during occupational tasks on acute physical stress and strain compared to no exoskeleton – A systematic review and meta-analysis. Applied Ergonomics, 94, 103–385. https://doi.org/10.1016/j.apergo.2021.103385
de Looze, M. P., Bosch, T., Krause, F., Stadler, K. S. & O’Sullivan, L. W. (2016). Exoskeletons for industrial application and their potential effects on physical workload. Ergonomics, 59(5), 671–681. https://doi.org/10.1080/00140139.2015.1081988
Elprama, S. A., Vannieuwenhuyze, J. T. A., De Bock, S., Vanderborght, B., De Pauw, K., Meeusen, R. & Jacobs, A. (2020). Social Processes: What Determines Industrial Workers’ Intention to Use Exoskeletons? Human factors, 62(3), 337–350. https://doi.org/10.1177/0018720819889534
Ercan, İ. P. & Timur, Ş. (2020). Changing terminology of definition and design of wearable technology products. Online Journal of Art and Design, 8(3), 90–106.
Gemperle, F., Kasabach, C., Stivoric, J., Bauer, M. & Martin, R. (19.–20.10.1998). Design for wearability. Digest of papers, 2nd international symposium on wearable computers, 116–122. https://doi.org/10.1109/ISWC.1998.729537
Godfrey, A., Hetherington, V., Shum, H., Bonato, P., Lovell, N. H. & Stuart, S. (2018). From A to Z: Wearable technology explained. Maturitas, 113, 40–47. https://doi.org/10.1016/j.maturitas.2018.04.012
Hensel, R. & Keil, M. (2019). Subjective evaluation of a passive industrial exoskeleton for lower-back support: A field study in the automotive sector. IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors, 7(3–4), 213–221. https://doi.org/10.1080/24725838.2019.1573770
Ippolito, D., Constantinescu, C. & Rusu, C. A. (2020). Enhancement of human-centered workplace design and optimization with Exoskeleton technology. Procedia CIRP, 91, 243–248. https://doi.org/10.1016/j.procir.2020.02.173
ISO 9241-210:2019. (2019). Ergonomics of Human-System Interaction – Part 210: Human-Centered Design for Interactive Systems.
Kim, S., Nussbaum, M. A., Mokhlespour Esfahani, M. I., Alemi, M. M., Jia, B. & Rashedi, E. (2018). Assessing the influence of a passive, upper extremity exoskeletal vest for tasks requiring arm elevation: Part II – “Unexpected” effects on shoulder motion, balance, and spine loading. Applied ergonomics, 70, 323–330. https://doi.org/10.1016/j.apergo.2018.02.024
Longo, M., Schüür, F., Kammers, M. P. M., Tsakiris, M. & Haggard, P. (2008). What is embodiment? A psychometric approach. Cognition, 107(3), 978–998.
Luque, E. P., Högberg, D., Pascual, A. I., Lämkull, D. & Rivera, F. G. (2020). Motion behavior and range of motion when using exoskeletons in manual assembly tasks. Proceedings of the SPS2020: Swedish Production Symposium, 13, 217). https://doi.org/10.3233/ATDE200159
Nelson, E. C., Sools, A. M., Vollenbroek-Hutten, M. M. R., Verhagen, T. & Noordzij, M. L. (2020). Embodiment of wearable technology: qualitative longitudinal study. JMIR mHealth and uHealth, 8(11), e16973. https://doi.org/10.2196/16973
Turja, T., Saurio, R., Katila, J., Hennala, L., Pekkarinen, S. & Melkas, H. (2022). Intention to use exoskeletons in geriatric care work: Need for ergonomics and social design. Ergonomics in Design, 30(2), 13–16. https://doi.org/10.1177/1064804620961577
Tussyadiah, I. P., Jung, T. H. & tom Dieck, M. C. (2018). Embodiment of wearable augmented reality technology in tourism experiences. Journal of Travel research, 57(5), 597–611. https://doi.org/10.1177/0047287517709090
