Does virtual reality contribute to the prevention of musculoskeletal disorders at work: a systematic review

まだワークステーションが建設されていないものの、そこで働く人々がすでにリスクにさらされている、そんな工場のフロアを想像してみてください。筋肉の痛みや腱の緊張といった筋骨格系疾患は、道具を手に取る前に、その仕事がいかに設計されているかに起因することが多々あります。数十年にわたり、エンジニアたちは物理的なモデルを構築したり、コンピュータ・シミュレーションを用いたりすることでこの問題を解決しようとしてきましたが、これらの手法では「人間的要素」を見落としてしまうことがあります。それは、人が実際にタスクに没頭しているときに、どのように感じ、どのように動き、どのように反応するかを捉えきれないのです。そこで登場するのが、ゲームの枠を超え、人体を研究するための実験室へと進化したテクノロジー、バーチャルリアリティ（VR）です。労働者を将来の仕事のデジタル版の中に配置することで、設計者は、最初のレンガが積まれる前に、彼らがどのように動き、どこでストレッチを行い、どこに痛みを感じるのかを観察することができます。目的はシンプルですが、非常に深いものです。怪我が発生する前に、設計を修正することなのです。

ある研究チームは、このハイテクなアプローチが実際に機能しているのかどうかを確かめるべく、調査を開始しました。彼らは系統的レビューを実施しました。これは、特定のトピックに関するすべての関連研究を集めて分析し、全体像を把握する手法です。彼らは、企業がワークステーションを設計し、腰痛や肩の負担、その他の身体的疾患を防ぐためにどのようにVRを使用しているかに焦点を当て、2016年から2025年の間に発表された23件の研究を精査しました。研究者たちは、使用されたハードウェア、デジタル世界を構築したソフトウェア、そしてバーチャルな体験が信頼できるほど正確であるかどうかを確認するために用いられた手法を調査しました。彼らは、デジタル空間での体の挙動が現実の部屋での挙チャと同一であるのか、そして、仮想世界におけるリスク測定ツールが信頼できるものかどうかを知りたかったのです。

浮かび上がってきたのは、大きな期待と、重大な欠落が混在した光景でした。彼らがレビューした研究のほとんどは、自動車部品や航空機部品の組み立て作業といった、アセンブリ・タスクに主眼を置いたエンジニアリングおよび製造の分野で行われていました。使用されたテクノロジーは極めて高度であり、大半の研究は、ゲーミング用と同様のアイウェア型のヘッドセットと、体の動きを追跡するモーションキャプチャ・システムを組み合わせていました。これらのシステムは、インタラクティブな環境を構築するためによく使われるプラットフォームであるUnity 3Dのようなソフトウェアを使用して、デジタルワークスペースを作成していました。これらの仮想空間の中で、オペレーターは持ち上げ、ひねり、あるいは道具に手を伸ばすといったタスクを実行し、コンピュータは彼らのあらゆる動きを記録して、関節へのストレスを算出していました。

しかし、レビューの結果、懸念すべきパターンが見つかりました。ほとんどの研究が、仮想世界が現実の忠実なコピーであることを実際には証明していなかったのです。23件の研究のうち15件は、現実の世界で何が起こるかを検証することなく、単に仮想環境を使用してリスクの高い姿勢を特定するにとどまっていました。それはまるで、患者を一度も診察することなく、絵を見て診断を下す医師のようでした。これらの研究は危険な姿勢を特定することには成功しましたが、決定的なステップである「検証」を欠いていました。テクノロジーをテストするためにさらに踏み込んだのは、わずか8件の研究でした。そのうち6件は、仮想環境からのデータと、現実の人間の動作から収集されたデータ、あるいはデジタルヒューマンモデルとの比較を行いました。これらの比較結果はまちまちでした。ケースによっては、仮想環境はうまく機能し、現実世界と同様の関節角度や動きのパターンを示しました。しかし別のケースでは、顕著な違いが見られました。例えば、ある研究では、ヘッドセットによって周辺視野が制限されるため、自然な状態よりも頭を回す必要が生じ、仮想世界では現実よりもリスクの高い姿勢をとっている時間が長くなることが判明しました。また別の研究では、手に持つ物の重さがないために、重い部品を持っているときとは異なる姿勢で腕を保持することが指摘されました。

研究者たちは、ユーザーが装備を装着しているときにどのように感じているかも調査しました。彼らは、人々が一般的に仮想世界において「存在感（プレゼンス）」を感じていること、つまり、シミュレーションを機能させるために不可なる「そこにいる」という感覚を得ていることを発見しました。しかし、一部のユーザーは、脳が目と体の間で矛盾した信号を受け取ることによって起こる、精神的負荷の増大や「サイバーシックネス（VR酔い）」と呼ばれる不快感を報告しました。これは、テクノロジーが強力である一方で、まだ完璧ではないことを示唆しています。仮想環境と現実の結果を比較した研究では、シミュレーションがいかに現実的であるかに応じて、仮想環境がリスクを過大評価、あるいは過小評価する場合があることが分かりました。例えば、仮想環境に重い物体の抵抗が含まれていない場合、ユーザーは現実で感じるような負担を感じず、誤った安全感につながる可能性があります。逆に、グラフィックスが低品質であったり、動きにラグがあったりすると、ユーザーは必要以上に苦労することになり、実際の仕事よりも難しく見えてしまうことがあります。

こうした限界はあるものの、研究はバーチャルリアリティがワークステーション設計を改善するための有用なツールになり得ることを示しました。VRのフィードバックに基づいてワークステーションを再設計し、その後再評価を行った数少ないケースでは、筋骨格系疾患のリスクスコアが低下していました。これは、テクノロジーが問題を特定し、改善を導くのに役立つことを示唆しています。とはいえ、研究者たちは、これらの知見がまだ最終的な解決策ではないと警告しています。研究の多くは規模が小さく、わずかな参加者しか含まれておらず、改善が単なる偶然ではなく本物であることを証明するための強力な統計的手法もほとんど用いられていませんでした。リスクを測定する方法も研究によって大きく異なり、結果を直接比較することを困難にしていました。ある研究では姿勢をスコア化する手法を用い、別の研究では異なる手法を用いており、標準的なスコア付け自体を行っていないものもありました。

著者らは、バーチャルリアリティがより安全な職場を設計する方法として注目を集めている一方で、この分野は成熟する必要があると結論付けました。現在のアプローチは、手法が多様すぎて検証が不十分であり、あまりにも実験的な側面が強すぎます。真に怪我を防ぐためには、将来の研究において標準化された手法と厳格なテストを採用しなければなりません。ツールの重さから空気の抵抗に至るまで、仮想環境が現実と同じように感じられ、機能するようにする必要があります。また、技術が実際にその仕事を行う人々に対してどのように作用するかを確認するために、健康なボランティアだけでなく、より多様なグループの労働者を含める必要があります。こうしたステップが踏まれるまでは、バーチャルリアリティは強力ではあるものの、未だ証明されていない協力者であり、より安全な未来への兆しを提示してはいるものの、それを保証するものではありません。前進するための道筋には、技術的な精密さと人間への理解の融合が必要であり、私たちを守るために構築されるデジタルツールが、それが模倣しようとしている現実の世界と同じくらい、リアルで信頼できるものであることを保証しなければならないのです。