Ergonomisch leren heffen in extended reality.
Ergonomisch bewegen is een verplicht maar vaak onderbelicht leerdoel in het secundair onderwijs. Daarom ontwikkelden onderzoekers van Howest samen met een technische school de app ErgoXR. Die combineert mixed reality met fysieke voorwerpen in de klas om leerlingen veilig te leren heffen.
Tekst: Lisa Hilte
Ergonomie op school
“Op onze school was er te weinig aandacht voor ergonomie”, vertelt Bram Van de Wege, leraar wiskunde en informatica en pedagogisch IT-coördinator aan de Sint-Paulusschool in Waregem. “Denk aan veilig patiënten tillen voor leerlingen- zorg, of zware objecten heffen in de richting sanitair. Ergonomie is een verplicht onderwerp in alle finaliteiten in het secundair onderwijs, maar komt door tijdsgebrek vaak onvoldoende aan bod.”
Met de vraag of XR-technologie kon ondersteunen, stapte Bram naar Charlotte Larmuseau, onderzoekscoördinator van ‘Smart Technology Research’ (Howest). Zij legt uit: “XR of extended reality is een overkoepelende term voor technologieën die de virtuele en echte wereld combineren. In virtual reality zie je via een bril enkel een virtuele wereld en niet langer je echte omgeving. Augmented reality projecteert virtuele elementen boven op de werkelijkheid. En in mixed reality kan je met die elementen interageren, terwijl de bril ook fysieke objecten uit je echte omgeving detecteert.”
Samen een app ontwerpen
Bram legde de noden van zijn school uit: een betaalbare en eenvoudige app die leerlingen zelfstandig konden gebruiken, waarbij ze bewegingen echt uitvoerden en meteen feedback kregen qua ergonomie. Een technische uitdaging, besefte Charlotte: “Dit idee vereiste een combinatie van XR en body tracking, wat nieuw was voor ons labo. En omdat gewicht een belangrijke factor is bij tillen, volstaat pure VR – zonder gewichtscomponent – niet. Mixed reality laat toe om echte objecten mét gewicht in de oefeningen te integreren, maar dat is technisch een stuk complexer.”
En ook op didactisch vlak waren er uitdagingen. “Een app die leerlingen zelfstandig gebruiken, moet volwaardige, intuïtieve feedback bieden. Dat vroeg om een doordachte uitwerking.”
De app laat toe om in een zuiver virtuele omgeving te oefenen op heftechnieken, maar ook om voorwerpen uit je echte omgeving te integreren.”
Gesynchroniseerde en gelabelde data
In samenwerking met Bram ontwikkelde Howest ‘ErgoXR’, een app die werkt met een VR-bril en sensoren voor op je lichaam. Charlotte legt uit: “Je bovenlichaam wordt gedetecteerd door de VR-bril, je onderlichaam door de sensoren. Door die twee databronnen te synchroniseren brengen we elke beweging nauwkeurig in kaart.”
Vervolgens worden die bewegingen beoordeeld: “We meten de hoeken van armen, knieën en handen, en vertalen die naar REBA-scores (Rapid Entire Body Assessment), een erkende methode om houdingen ergonomisch te evalueren. We trainden onze software op gelabelde data, namelijk houdingen die handmatig werden beoordeeld door ergonoom Lieven Maertens. Dankzij die trainingsfase kan de software nu automatisch scores toekennen aan houdingen. Die scores worden tot slot omgezet in kleurcodes op een stokfiguurtje – rood, oranje of groen – zodat gebruikers visuele feedback krijgen op hun houding.”
De app in werking
Bram legt uit hoe de app werkt voor gebruikers: “In de aanleermodus doorloop je een beweging stap voor stap. Het tillen van een zware doos begint bijvoorbeeld bij de plaatsing van je voeten. Pas als die juist staan, volgt de tweede stap. Je krijgt live feedback via dat stokfiguurtje dat groen, oranje of rood kleurt naargelang je houding. In de oefenmodus train je zonder tutorial maar wel met live feedback.” Tot slot laat de app in testmodus ook toe om echte objecten te integreren, zoals een ziekenhuisbed of een gevulde curverbox. “Een essentiële stap”, benadrukt Bram. “Zodra er gewicht bij komt kijken, vervallen we snel in niet-ergonomische gewoontes.”
ErgoXR werd intussen uitgetest op Brams school. “Onze leerlingen zijn enthousiast. Ze vinden de feedback via het stokfiguurtje intuïtief. En de VR-bril? Die heeft een wauw-effect op hen – voorlopig toch nog” (lacht).
Via een VR-bril en sensoren detecteert de app je houding. Je ruwe data wordt volgens een erkende ergonomische evaluatiemethode omgezet naar een score en bijbehorende kleurcode. Zo geeft de app onmiddellijk visuele feedback op je houding.”
Ook leerkrachten reageerden positief. Voor hen bevat de app nog een extra functie: via een dashboard kunnen ze de voortgang van leerlingen opvolgen. Zo combineert de app zelfstandig oefenen met gerichte begeleiding.
Startup
Voor Charlottes team was het een nieuwe ervaring om een verkoopbaar product te ontwikkelen. “Normaal maken wij proof of concepts die tonen wat technisch mogelijk is, maar voor de financiering van Smart Education at Schools (imec) moesten we een afgewerkt product met businessplan voorleggen. Omdat de app bedoeld is voor het onderwijs, moesten de kosten bovendien laag blijven. Onze gebruikelijke, meer gespecialiseerde onderzoekstechnologie was daardoor minder geschikt, dus kozen we bewust voor betaalbare gaming hardware die perfect volstaat voor onderwijscontexten.”
Inmiddels groeide ErgoXR uit tot een startup, onder leiding van Bram. We lanceerden een nieuwe versie met meer oefeningen, en de app zal ook beschikbaar zijn in meerdere talen. We verkennen ook nieuwe markten, zoals de zorg en retail. Maar het onderwijs zullen we altijd blijven bedienen!”
Getriggerd door dit onderzoek?
Voel jij je geïnspireerd door dit spraakmakende artikel? Wil jij of jouw organisatie een stap zetten in een innovatieproces waarbij je ondersteuning kan gebruiken? Neem dan vandaag nog contact op met een Vlaamse hogeschool via bet Blikopener . Wij volgen zo spoedig mogelijk op en zetten het één en ander in beweging. Doen!
Meer weten?
Kennis delen
Onderzoekers die ook les geven, praten met hun studenten meteen over hun ervaringen. Dat is een grote meerwaarde. Uit onderzoek halen de verschillende partijen voordeel: de bedrijven die op de eerste lijn staan tijdens het onderzoek, de hele sector, de studenten die de informatie uit eerste hand krijgen en de studenten die in latere jaren volgen en de cases in hun curriculum krijgen.
Nog spraakmakers?
Smaakt dit interview naar meer? Is je honger naar kennis niet te stillen? Wil je weten hoe andere onderzoekers en bedrijven hebben samengewerkt om innovatieve ideeën om te zetten naar impactvolle projecten?
IMPACT Onderwijs
Met deze uitgave willen de Vlaamse hogescholen graag een aantal projecten in de kijker zetten. Zo kom je het wat en hoe te weten, en ontdek je de impact van ons innoverend hoger onderwijs. Het is de bedoeling jou als lezer, te inspireren en te laten nadenken over hoe een hogeschool jouw organisatie of onderneming kan helpen om de volgende stap te nemen in jouw innovatieproces.
