<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">uprinmatus</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Proceedings of the Southwest State University. Series: IT Management, Computer Science, Computer Engineering. Medical Equipment Engineering</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2223-1536</issn><publisher><publisher-name>Юго-Западный государственный университет</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21869/2223-1536-2024-14-4-78-97</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">uprinmatus-235</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МЕХАТРОНИКА, РОБОТОТЕХНИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MECHATRONICS, ROBOTICS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Применение ЭМГ для оценки эффективности и безопасности промышленного экзоскелета в трудовой деятельности</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>The use of EMG to assess the effectiveness and safety of an industrial exoskeleton in the workplace</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-9336-7295</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Яцун</surname><given-names>А. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Yatsun</surname><given-names>A. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Яцун Андрей Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики</p><p>ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040</p><p>Researcher ID: N-6212-2016</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Andrey S. Yatsun, Candidate of Sciences (Engineering), Associate Professor of the Department of Nanotechnology, Microelectronics, General and Applied Physics</p><p>50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040</p><p>Researcher ID: N-6212-2016</p></bio><email xlink:type="simple">ayatsun@ya.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0006-6472-5862</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Щербакова</surname><given-names>М. П.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Shcherbakova</surname><given-names>M. P.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Щербакова Мария Петровна, преподаватель кафедры механики, мехатроники и робототехники</p><p>ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Maria P. Shcherbakova, Lecturer of the Department of Mechanics, Mechatronics and Robotics</p><p>50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040</p></bio><email xlink:type="simple">5-storm-7@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-2902-1721</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Мальчиков</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Malchikov</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Мальчиков Андрей Васильевич, кандидат технических наук, доцент кафедры механики, мехатроники и робототехники</p><p>ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040</p><p>Researcher ID: N-8856-2016</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Andrei V. Malchikov, Candidate of Sciences (Engineering), Associate Professor of the Department of Mechanics, Mechatronics and Robotics</p><p>50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040</p><p>Researcher ID: N-8856-2016</p></bio><email xlink:type="simple">zveroknnp@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Юго-Западный государственный университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Southwest State University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>22</day><month>02</month><year>2025</year></pub-date><volume>14</volume><issue>4</issue><fpage>78</fpage><lpage>97</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Яцун А.С., Щербакова М.П., Мальчиков А.В., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Яцун А.С., Щербакова М.П., Мальчиков А.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Yatsun A.S., Shcherbakova M.P., Malchikov A.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://uprinmatus.elpub.ru/jour/article/view/235">https://uprinmatus.elpub.ru/jour/article/view/235</self-uri><abstract><p>Целью исследования является оценка эффективности и безопасности применения промышленного экзоскелета при помощи ЭМГ в условиях моделирования трудовой деятельности.</p><sec><title>Методы</title><p>Методы. Руководствуясь ГОСТ Р 60.5.3.3-2023 и национальным стандартом РФ ГОСТ Р 60.5.2.1-2023, использованы неинвазивная методика общей оценки состояния кардиореспираторной системы человека, электромиография как ключевой способ оценки биоэлектрической активности мышц, а также проведение интервью с участниками исследований.</p></sec><sec><title>Результаты</title><p>Результаты. Полученные в ходе исследования с использованием избранных методов данные продемонстрировали существенные различия между зафиксированными показателями участников, выполнявших задания без ПЭ и с его использованием.</p><p>Были получены следующие результаты: во время переноса груза активность локтевого сгибателя запястья при использовании ПЭ снижалась в среднем на 41%, бицепса – на 21%; во время удержания груза активность локтевого сгибателя запястья при использовании ПЭ снижалась в среднем на 42%, бицепса – на 52%.</p><p>Эксперименты на выносливость показали снижение активность мышц на 52–42% при использовании ПЭ, что положительно влияет продолжительность комфортной работы, которая увеличилась в среднем в 2,5 раза. Также общее физиологическое состояние участников (пульс, давление, сатурация) при использовании ПЭ было ближе к стандартам, чем без ПЭ.</p><p>Согласно ответам участников, все замечали небольшую разницу в пользу использования ПЭ. Особенно заметна помощь ПЭ после ряда выполненных подходов.</p></sec><sec><title>Заключение</title><p>Заключение. Проведённое в рамках работы исследование для определения эффективности и безопасности применения ПЭ в процессе трудовой деятельности, в том числе и для нивелирования вреда от стереотипных рабочих движений, показало снижение активности измеряемых мышц при использовании ПЭ, что также говорит о снижении утомляемости человека, чем повышает эффективность его работы.</p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The purpose of research the work is to evaluate the effectiveness and safety of the use of an industrial exoskeleton using EMG in the conditions of modeling labor activity.</p><sec><title>Methods</title><p>Methods. Guided by GOST R 60.5.3.3-2023 and the national standard of the Russian Federation GOST R 60.5.2.1- 2023, a non-invasive technique for the general assessment of the human cardiorespiratory system, electromyography as a key way to assess the bioelectric activity of muscles, as well as conducting interviews with research participants were used.</p></sec><sec><title>Results</title><p>Results. The data obtained as a result of the study using the selected methods showed significant differences between the registered values of the indicators of volunteers who worked without PE and with its use.</p><p>The following results were obtained: during load transfer, the activity of the elbow flexor of the wrist when using IE decreased by an average of 41%, biceps – by 21%; during load retention, the activity of the elbow flexor of the wrist when using IE decreased by an average of 42%, biceps – by 52%.</p><p>Endurance experiments showed a 52-42% decrease in muscle activity when using IE, which positively affects the duration of comfortable work, which increased by an average of 2.5 times.</p><p>Also, the general physiological condition of the volunteers (pulse, pressure, saturation) when using IE was closer to the standards than without</p><p>According to the responses of the volunteers, everyone noticed a slight difference in favor of using IE.</p><p>IE's help is especially noticeable after a number of completed approaches.</p></sec><sec><title>Conclusion</title><p>Conclusion. A study conducted within the framework of the work to determine the effectiveness and safety of the use of PE in the course of work, including to offset the harm from stereotypical work movements, showed a decrease in the activity of the measured muscles when using PE, which also indicates a decrease in human fatigue, which increases the efficiency of his work.</p></sec></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>промышленный экзоскелет</kwd><kwd>плечевой отдел</kwd><kwd>активность мышц</kwd><kwd>работа по перемещению / удержанию груза</kwd><kwd>рабочие движения</kwd><kwd>эффективность и безопасность</kwd><kwd>электромиография</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>industrial exoskeleton</kwd><kwd>shoulder section</kwd><kwd>muscle activity</kwd><kwd>work on moving / holding cargo</kwd><kwd>working movements</kwd><kwd>efficiency and safety</kwd><kwd>electromyography</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках гранта РНФ «Поиск и теоретическое обоснование новых моделей, алгоритмов и средств создания биотехнических систем на основе “мягких” экзоскелетов» (Соглашение № 23-29-00823).</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yatsun A., Shcherbakova M., Malchikov A. Experimental studies of a soft industrial exoskeleton in work-related activity for the evaluation of its operational efficiency // E3S Web of Conferences. 2024. N 474. P. 01031.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yatsun A., Shcherbakova M., Malchikov A. Experimental studies of a soft indus-trial exoskeleton in work-related activity for the evaluation of its operational efficiency. E3S Web of Conferences. 2024;(474):01031.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">The Effect of a Wearable Assistive Trunk Exoskeleton on the Motor Coordination of People with Cerebellar Ataxia / A. Tatarelli [et al.] //Applied Sciences. 2024. N 14(15). P. 6537.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tatarelli A., et al. The Effect of a Wearable Assistive Trunk Exoskeleton on the Motor Coordina-tion of People with Cerebellar Ataxia. Applied Sciences. 2024;(14):6537.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Современные методы исследования безопасности и физиологической эффективности применения промышленных экзоскелетов / А. М. Герегей [и др.] // Анализ риска здоровью. 2020. № 3. С. 148–159.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Geregey A.M., et al. Modern research methods for the safety and physiological effectiveness of industrial exoskeletons. Analiz riska zdorov'yu = Health Risk Analysis. 2020;(3):148–159. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Куприна Н. И., Севрюков В. В. Профессиональные полиневропатии верхних конечностей от физических перегрузок // Известия российской военно-медицинской академии. 2020. Т. 39, № S2. С. 142–143.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kuprina N.I., Sevryukov V.V. Professional polyneuropathies of the upper extremities from physical overloads. Izvestiya rossiiskoi voenno-meditsinskoi akademii = Proceedings of the Russian Military Medical Academy. 2020;39(S2):142–143. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Актуальность использования промышленных экзоскелетов для снижения количества профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата верхней части тела / И. А. Орлов [и др.] // Медицина труда и промышленная экология. 2019. Т. 59, № 7. С. 412–416.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Orlov I.A., et al. The relevance of using industrial exoskeletons to reduce the number of occupational diseases of the musculoskeletal system of the upper body. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya = Occupational Medicine and Industrial Ecology. 2019;59(7):412–416. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Самонкина М. Е. Влияние здоровья населения на экономику в РФ // Актуальные проблемы общества, экономики и права в контексте глобальных вызовов: сборник статей Международной научно-практической конференции / Международный центр научного партнерства «Новая Наука». Петрозаводск, 2023. С. 43–48.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Samonkina M.E. The impact of public health on the economy in the Russian Federation. In: Aktual'nye problemy obshchestva, ekonomiki i prava v kontekste global'nykh vyzovov: sbornik statei Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii = Actual problems of society, economics and law in the context of global challenges: Collection of articles of the International Scientific and Practical Conference. Petrozavodsk: Mezhdunarodnyi tsentr nauchnogo partnerstva "Novaya Nauka"; 2023. P. 43–48. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Экзоскелеты – это новая необходимость. Почему российской промышленности придется их использовать? URL: https://vc.ru/tech/273882-ekzoskelety-eto-novayaneobhodimost-pochemu-rossiyskoy-promyshlennosti-pridetsya-ih-ispolzovat (дата обращения: 26.09.2024).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Exoskeletons are a new necessity. Why would Russian industry have to use them? Available at: https://vc.ru/tech/273882-ekzoskelety-eto-novaya-neobhodimost-pochemu-rossiyskoy-promyshlennosti-pridetsya-ih-ispolzovat (accessed 26.09.2024).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ванюшин Ю. С., Хайруллин Р. Р. Кардиореспираторная система как индикатор функционального состояния организма спортсменов // Теория и практика физической культуры. 2015. № 7. С. 11–14.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vanyushin Yu.S., Khairullin R. R. Cardiorespiratory system as an indicator of the functional state of the athletes' body. Teoriya i praktika fizicheskoi kul'tury = Theory and Practice of Physical Culture. 2015;(7):11–14. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Objective and Subjective Effects of a Passive Exoskeleton on Overhead Work // IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 2020. Vol. 28(1). P. 152– 164. https://doi.org/10.1109/TNSRE.2019.2945368</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Objective and Subjective Effects of a Passive Exoskeleton on Overhead Work. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 2020;28(1):152–164. https://doi.org/10.1109/TNSRE.2019.2945368</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ланская О. В., Ланская Е. В. Электромиографическое исследование активности мышц у студентов физкультурного вуза, специализирующихся в различных видах спорта // Новые исследования. 2017. № 1 (50). C. 50–64.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lanskaya O.V., Lanskaya E.V. Electromyographic study of muscle activity in students of a physical education university specializing in various sports. Novye issledovaniya = New Research. 2017;(1):50–64. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">The effects of a passive exoskeleton on muscle activity, discomfort and endurance time in forward bending work / T. Bosch, J. Eck, K. Knitel, M. Looze // Applied Ergonomics. 2016. N 54. P. 212–217. https://doi.org/10.1016/j.apergo.2015.12.003</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bosch T., Eck J., Knitel K., Looze M. The effects of a passive exoskeleton on muscle activity, discomfort and endur-ance time in forward bending work. Applied Ergonomics. 2016;(54):212–217. https://doi.org/10.1016/j.apergo.2015.12.003</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Industrial Wearable Exoskeletons and Exosuits Assessment Process / J. Masood, A. Dacal-Nieto, V. Alonso-Ramos, M. I. Fontano, A. Voilqué, J. Bou // Wearable Robotics: Challenges and Trends: Conference paper. Springer, 2018. P. 234–238. https://doi.org/10.1007/978-3-030-01887-0_45</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Masood J., Dacal-Nieto A., Alonso-Ramos V., Fontano M.I., Voilqué A., Bou J. Industrial Wearable Exoskeletons and Exosuits Assessment Process. In: Wearable Robotics: Challenges and Trends: Conference paper. Springer; 2018. P. 234–238. https://doi.org/10.1007/978-3-030-01887-0_45</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Яцун А. С., Никулин Я. С., Логунов Е. Р. Опыт внедрения промышленных экзоскелетных систем на предприятиях пищевой промышленности // Завалишинские чтения 23: сборник докладов XVIII Международной конференции по электромеханике и робототехнике / Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения. СПб., 2023. С. 149–154.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yatsun A.S., Nikulin Ya.S., Logunov E.R. The experience of implementing industrial skeleton systems in food industry enterprises. In: Zavalishinskie chteniya 23: sbornik dokladov XVIII Mezhdunarodnoi konferentsii po elektromekhanike i robototekhnike = Zavalishinsky readings 23: Collection of reports of the XVIII International Conference on Electromechanics and Robotics. Sankt-Peterburg: Sankt-Peterburgskii gosudarstvennyi universitet aerokosmicheskogo priborostroeniya, 2023. P. 149–154. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Экзоскелеты: анализ конструкций, классификации, принципы создания, основы моделирования / С. Ф. Яцун, В. Е. Павловский, Б. В. Лушников, О. В. Емельянова, А. С. Яцун, С. И. Савин, А. В. Ворочаев. Курск: Университетская книга, 2014. 148 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yatsun S.F., Pavlovsky V.E., Lushnikov B.V., Yemelyanova O.V., Yatsun A.S., Savin S.I., Vorochaev A.V. Exoskeletons: design analysis, classifications, principles of creation, principles of modeling. Kursk: Universitetskaya kniga; 2014. 148 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Экзоскелеты: анализ конструкций, классификации, принципы создания, основы моделирования / С. Ф. Яцун [и др.]. Курск: Университетская книга, 2015. 179 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yatsun S.F., et al. Exoskeletons: analysis of structures, classifications, principles of creation, principles of modeling. Kursk: Universitetskaya kniga; 2015. 179 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Callibri Muscle Tracker. URL: https://callibri.com/ru/callibri-muscle-tracker (дата обращения: 05.09.2024).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Callibri Muscle Tracker. Available at: https://callibri.com/ru/callibri-muscle-tracker (accessed 05.09.2024).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гайворонский И. Нормальная анатомия человека. СПб.: Спецлит, 2022. Т. 1. С. 212–286.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gaivoronsky I. Normal human anatomy. Vol. 1. Sankt-Peterburg: Speclit; 2022. P. 212–286. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Функциональная асимметрия как биологический феномен сопутствующий спортивному результату / С. С. Худик, А. И. Чикуров, А. Л. Войнич, С. В. Радаева // Вестник Томского государственного университета. 2017. № 421. С. 193–202.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khudik S.S., Chikurov A.I., Voynich A.L., Radaeva S.V. Functional asymmetry as a biological phenomenon accompanying athletic performance. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta = Bulletin of Tomsk State University. 2017;(421):193–202. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Технические приемы и рабочие методы подъема и перемещения тяжестей. URL: https://labor-safety.org/blog/ (дата обращения: 25.09.2024).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Technical techniques and working methods of lifting and moving weights. (In Russ.) Available at: https://labor-safety.org/blog / (accessed 25.09.2024).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
