Does virtual reality contribute to the prevention of musculoskeletal disorders at work: a systematic review
这项针对23项研究的系统综述证实了虚拟现实在预防工作场所肌肉骨骼疾病方面进行主动人体工程学评估的日益增长的潜力，同时也强调了显著的方法论异质性和缺乏稳健验证的问题，这使得未来有必要制定标准化的方案。
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想象一下这样一个工厂车间：工作站尚未建成，但即将使用它们的人员已经处于风险之中。肌肉骨骼疾病——那些困扰工人的肌肉酸痛和肌腱劳损——往往源于工作设计之初的缺陷，甚至在拿起第一件工具之前就已经注定了。几十年来，工程师们一直试图通过建造物理模型或使用计算机模拟来解决这一问题，但这些方法有时会忽略“人的因素”。它们无法捕捉到一个真实的人在全身心投入一项任务时，是如何感受、如何移动以及如何做出反应的。于是，虚拟现实应运而生，这项技术已经超越了游戏领域，成为了人体研究的实验室。通过将工人置于其未来工作的数字版本中，设计师可以在第一块砖铺设之前，观察他们的动作、拉伸部位以及哪里会感到疼痛。其目标简单而深刻：在伤害发生之前，修复设计。
一组研究人员着手调查这种高科技方法是否真的奏效。他们进行了一项系统评价，即通过收集并分析关于特定主题的所有相关研究，以寻找全局性的结论。他们查看了 2016 年至 2025 年间发表的 23 项研究，重点关注公司如何利用虚拟现实来设计工作站，并预防背部疼痛、肩部劳损及其他身体疾病。研究人员检查了所使用的硬件、构建这些数字世界的软件，以及用于验证虚拟体验准确性与可靠性的方法。他们想知道，人体在数字房间里的表现是否与在现实房间里一致，以及用于衡量虚拟世界风险的工具是否可靠。
呈现出的景象是：前景广阔，但也存在显著的差距。他们审查的大多数研究都集中在工程和制造业领域，其主要关注点是组装任务，例如组装汽车零件或飞机部件。所使用的技术相当先进；大多数研究依赖于类似于游戏用的眼部覆盖式头显，并结合了追踪身体动作的动作捕捉系统。这些系统通常使用像 Unity 3D（一个常用于构建交互式环境的平台）这样的软件来创建数字工作空间。在这些虚拟空间中，操作员会执行诸如抬举、扭转或伸手取工具等任务，同时计算机会记录他们的每一个动作，以计算其关节承受的压力。
然而，该综述发现了一个令人担忧的模式：大多数研究实际上并未证明虚拟世界是现实的忠实副本。在 23 项研究中，有 15 项仅仅利用虚拟环境来识别危险姿势，却从未检查这些结果是否与现实世界中的情况相匹配。这就像是一位医生仅凭一张画作就对病人进行诊断，而从未见过病人本人。虽然这些研究成功识别了危险姿势，但它们缺乏关键的验证步骤。只有 8 项研究进一步测试了这项技术。其中 6 项将虚拟环境中的数据与真实人员执行真实任务时收集的数据，或与数字人体模型进行对比。这些对比的结果褒贬不一。在某些情况下，虚拟环境表现良好，显示的关节角度和运动模式与现实世界相似。但在另一些情况下，则存在明显的差异。例如，一项研究发现，人们在虚拟世界中处于危险姿势的时间比在现实中更长，这可能是因为头显限制了外围视野，迫使他们比自然状态下更多地转动头部。另一项研究指出，由于手中没有真实物体的重量，用户保持手臂姿势的方式也与手持重物时不同。
研究人员还观察了用户在使用设备时的感受。他们发现，人们通常在虚拟世界中有“临场感”，这意味着他们感觉自己确实“在那里”，这对于模拟实验的有效性至关重要。然而，一些用户报告了增加的精神负担或不适感，即“晕虚拟现实症”（cybersickness），这通常发生在脑部接收到的视觉信号与身体信号发生冲突时。这表明，尽管这项技术功能强大，但尚不完美。那些对比了虚拟与现实结果的研究通常发现，虚拟环境可能会高估或低估风险，这取决于模拟的真实程度。例如，如果虚拟环境中没有包含重物的阻力，用户可能不会感受到现实中的劳损，从而导致错误的安全性判断。相反，如果图形质量差或动作延迟，用户可能会感到比实际情况更吃力，从而使这项工作看起来比实际更困难。
尽管存在这些局限性，研究表明虚拟现实可以作为改进工作站设计的有用工具。在少数通过虚拟现实反馈重新设计工作站并进行再次评估的案例中，肌肉骨骼疾病的风险评分确实下降了。这表明该技术有助于识别问题并指导改进。然而，研究人员提醒说，这些发现尚未成为最终的解决方案。这些研究规模通常较小，仅涉及少数参与者，且很少使用强有力的统计方法来证明这些改进是真实的而非巧合。衡量风险的方法在不同研究之间也存在巨大差异，导致难以直接比较结果。有的研究使用一种方法评分，有的则使用另一种，甚至有些根本没有使用任何标准化的评分系统。
作者总结道，虽然虚拟现实正作为一种设计更安全工作场所的方法而受到关注，但该领域仍需成熟。目前的方法往往过于实验性，存在做法不统一、缺乏证据证明数字模拟能匹配现实世界的问题。为了真正预防伤害，研究人员认为，未来的研究必须采用标准化方法和严格的测试。他们需要确保虚拟环境在感觉和行为上都趋近于真实世界，从工具的重量到空气的阻力。他们还需要纳入更多样化的工人群体，而不不仅仅是健康的志愿者，以观察这项技术对实际从事工作的人群是否有效。在此之前，虚拟现实仍然是一个强大但尚未得到充分验证的盟友，它为更安全的未来提供了愿景，但目前还无法保证实现它。前进的道路需要技术精准度与人类理解力的结合，以确保我们用来保护自己的数字工具，能够像它们试图模拟的现实世界一样真实且可靠。
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