Nutzer-zentrierte Kommunikation von EMG-Signalen für Biofeedbackanwendungen im Alltag

Abstract

Der Trend zur Selbstvermessung treibt das Angebot an Apps, Wearables und Smart Clothes voran. Biologische Signale, wie die Muskelaktivität, können somit von dem Benutzer selbst gemessen und analysiert werden. Mit Hilfe von Biofeedbackanwendungen wird dieser auf physiologische Veränderungen aufmerksam gemacht. Dieses Feedback ermöglicht die Prävention von Erkrankungen oder anderer negativer Effekte, beispielsweise durch die Veränderung der Körperhaltung. Immer mehr Erwachsene leiden unter Rückenschmerzen und üben häufiger sitzende Tätigkeiten aus. Gleichzeitig steigen die mentalen Anforderungen in der Arbeitswelt. Die Zusammenhänge zwischen Muskelschmerzen und kognitiver Belastung wurden noch nicht eindeutig bewiesen. Mit Blick auf diese Problematik muss dieses Verhältnis genauer erforscht werden, damit die Erkenntnisse zur Verbesserung von Biofeedbackanwendungen oder zur Prävention beitragen. Zu diesem Zweck wurde ein prototypisch entwickeltes System für den oberen Rücken in einer Benutzerstudie angewandt. Die Studienteilnehmer bekamen vier unterschiedlich schwierige mentale Aufgaben gestellt. Anhand statistischer Mittel wurden die Messdaten evaluiert. Gezeigt werden konnte, dass es einzelne Unterschiede zwischen kognitiver Belastung und Muskelaktivität gibt. Die Ergebnisse sind jedoch nur teilweise und nicht für alle Messvergleiche eindeutig, wonach es weiterer Forschungen in diesem Bereich bedarf.

Today’s increasing demand to monitor your vitals by using apps, wearables and smart clothes is showing remarkable growth. These biofeedback applications allow the user to independently measure and analyze biological signals, such as muscle activities, and draw attention to physiological changes. Using this method could lead to a corrective change of the body posture and allow for medical prevention of diseases or other negative impacts. Increasingly adults are suffering from back pain which is often caused by sedentary work. Simultaneously employees experience higher mental demands within their workplace. Presently, there is limited evidence that proves the correlation between muscle pain and cognitive stress. In light of these concerns, the improvement of biofeedback applications or general prevention requires further research to obtain new findings. For this purpose, a prototypical developed system for the upper back was applied to test subject participants and monitored while subjects perform four mental tasks of varying difficulty. The measured data was evaluated based on statistical means and demonstrated that differences were present between cognitive stress and muscle activity. Further research is needed in this field as it appears that the results of the measurement comparison are only provide partial clarity.