Vědecký

Aspekty simulace okamžitého stárnutí a stáří

Oblek pro simulaci stáří, oblek pro věk neboSenior Suit je kombinéza, která umožňuje mladším lidem prozkoumat životní podmínky starších lidí, když mnoho z jejich fyzických schopností zmizelo. Jsou to nástroje pro senzibilizaci veřejnosti pro potřeby seniorů, pro vzdělávání zdravotních sester a zdravotnických pracovníků, pro testy použitelnosti a bezbariérových konstrukcí a pro vývoj ergonomických výrobků a prostředí. Následující článek popisuje technologický vývoj simulace stáří a současné aplikace.

Zájem o schopnosti starších lidí se zvyšuje, protože jejich podíl v západní populaci se zvětšuje. Očekává se, že skupina osob ve věku od 50 do 100 let brzy vytvoří polovinu populace v Evropě. A zde obleky pro simulaci věku poskytují výzkumné poznatky méně nákladné, rychlejší a přímější než jiné metody, např. Počítačové modely. Prostřednictvím sebezkušenosti mohou věkové obleky vytvořit intuitivní porozumění, které poskytuje větší vhled, než by bylo možné samotnou teorií. Proto jsou obleky pro simulaci věku nyní používány po celém světě ergonomy, architekty, návrháři produktů, inženýry, výzkumníky trhu, politiky, školiteli, manažery lidských zdrojů a mnoha dalšími.

Čas od času si politik nebo novinář myslí, že by mohl použít oblek pro simulaci věku, aby dokázal, že starší lidé by obecně neměli řídit auta. Obleky pro simulaci věku však poskytují rychlé a přesné výsledky v této oblasti výzkumu. Věkové obleky předpovídají problémy starších lidí s přesností, ale nevylučují je z řízení. Řidičské schopnosti starších osob vykazují velmi specifické problémy, jako je obtížnost nastupování a vystupování z auta a otáčení hlavy při jízdě dozadu. (To je důvod, proč mnoho výrobců automobilů nyní nabízí kamery pro zpětné pohledy). Na druhé straně posilovač řízení, posilovače brzd a automatická převodovka umožňují mnoha seniorům ujet vzdálenost autem (navštívit lékaře nebo jít nakupovat), které už nemohli jít pěšky. A ve skutečnosti studie ukazují, že nehodovost klesá v průběhu věku nejméně do věku 75 let [1]. Mladí a učící se řidiči ve věku od 18 do 25 let jsou mnohem náchylnější k nehodám.

Ergonomové se například zajímají o dopad účinků stárnutí na efektivitu práce. Nicméně pro ty, kteří mají fyzicky náročnou práci, jako jsou pokrývači, taškáři, zedníci, hasiči a policisté, vede rostoucí věk k perspektivě sníženého výkonu spojeného se specifickými nebezpečími. V mnoha oblastech povolání je proto důležité přemýšlet o řešeních, jako je interní rotace pracovních míst k jiným činnostem ve stejné společnosti. Obleky pro simulaci věku mohou pomoci identifikovat nebezpečné aktivity pro starší osoby v rané fázi a mohou pomoci rozvíjet porozumění starším lidem u mladších osob s rozhodovací pravomocí.

Simulační obleky také pomáhají inženýrům a ergonomům posoudit nastavení pracovní linky pro starší lidi. Společnosti postavily výrobní linky jako dřevěné modely a použily obleky pro simulaci věku ke kontrole problematických oblastí. Obtíže, které byly zjištěny, byly v oblasti jemných montážních prací a byly změněny před tím, než byla přesvědčena konečná stavba.

Architekti a také někteří politici se zajímají o to, jak věková omezení ovlivňují návrh budov, veřejnou dopravu a rozvoj měst. Pro nevidomé a vozíčkáře jsou stanovena pravidla jako bezbariérový design. Ale i když jsou fyzická omezení starších lidí teoreticky do značné míry známa, protože existuje standard pro jejich zvážení, ISO 20282, stále existuje nedostatek odpovídajících reakcí [2]. Několik veřejných aktivit s SD&C Senior Suit ukázaly, že je stále třeba jednat při přizpůsobování světa starším osobám, např. veřejné prodejní automaty jsou pro seniory často nepoužitelné. Několik studií s obleky pro simulaci věku ukázalo, že označování zvonků a interkomových systémů domů, přístupnost předních dveří a nedostatečné osvětlení byly pro testované osoby často problémem. Pokud jde o interiérový design apartmánů a hotelových pokojů, některé vany byly pro seniory skutečnou pastí. V několika případech žádná z testovaných osob nemohla zapnout televizi v hotelovém pokoji, protože dálkové ovládání pro ně nebylo možné zvládnout. Podlahové budovy bez výtahu jsou často osvědčeným problémem pro stárnoucí obyvatele.

Starostové a městské rady několika měst prozkoumali a vyhodnotili potenciální problémová místa s obleky simulace věku SD&C s cílem nalézt řešení a zabránit nebezpečným zónám. Zjistili například potřebu prodloužit dobu trvání žlutých semaforů a začít blikat zeleně o sekundu dříve, aby odrážely sníženou reakční rychlost starších uživatelů [3]. Až dosud v několika zemích stále chybí provádění vhodných opatření, i když některé reagovaly.

Přestože jsou starší lidé fyzicky slabší a méně agilní, aktivně se účastní života více než kdy předtím, a to díky lékařskému pokroku. V žádném případě tato skupina nežije pouze v pečovatelských domech. Mnozí z nich jsou důchodci, kteří cestují navštívit svá vnoučata nebo chodí na koncerty, jsou často aktivní v čestných úřadech a městských radách a kultivují své zahrady nebo vykonávají řemeslné práce, aby zkrášlili své domovy.

Kromě toho výzkumníci trhu zjistili, že většina luxusních dovolených je rezervována staršími lidmi a že starší lidé jsou také ti, kteří kupují nejdražší auta a výrobky nejvyšší kvality. Mezitím také turističtí operátoři a výrobci letadel testovali své výrobky s obleky pro simulaci věku. Například pro automobilový průmysl je kvalita obleku Age Simulation Suit rozhodujícím faktorem pro pokrok, protože simulace věku ukazuje, kde jsou inovace stále potřebné. Testy vedené SD&C ve spolupráci s automobilovým průmyslem poukázal na různé problémové oblasti osobních i nákladních automobilů, které stále potřebují řešení.

Siemens zjistil, že starší lidé nekupují domácí spotřebiče, pokud si nejsou jisti, jak s nimi zacházet. Proto společnost vynaložila velké úsilí na vývoj produktů, které jsou snadno ovladatelné, včetně pomoci simulace věku. Během let výzkumu byly vytvořeny příručky a pokyny o tom, jak by měly být produkty navrženy tak, aby byly lépe použitelné pro starší osoby. Použitelnost domácích spotřebičů Siemens pro starší lidi byla zvýšena na vysokou úroveň, jak potvrdily mezinárodní sdružení spotřebitelů. SD&C nyní si cení a uplatňuje tyto pokyny.

Není divu, že myšlenka ergonomické simulace věku má své počátky v oddělení ergonomie společnosti Siemens. Od roku 1999 začali ergonomové ve společnosti Siemens zkoumat problémy starších osob. Simulační obleky se ukázaly být vynikajícími nástroji pro výzkum a také k přesvědčení výkonných manažerů, když to bylo možné prokázat, že oni sami nebyli schopni používat své vlastní produkty, když nosili oblek pro simulaci věku. Mnoho nových vylepšení produktů v dnešní době je způsobeno obleky pro simulaci věku.

Další velkou oblastí zájmu pro simulaci věku je školení studentů medicíny a (geriatrických) sester. Mezitím je sebezkušenost stáří v simulačním obleku součástí vzdělávání v mnoha dobrých školicích střediscích. Poté, co se obléknou do simulačního obleku, si studenti lehnou na postel a snaží se popadnout nástroje kolem, stisknout nouzové tlačítko, pak vstát a chodit s rolováním, spravovat schody nebo vybalit a třídit drogy. Čtení štítku obalu léku a otevírání krabic je stále velkým problémem pro ty starší. Ačkoli některé farmaceutické společnosti provedly testy s obleky Age Simulation Suits, běžný štítek, popisující léky, je stále velmi malý a potřeba designu odpovídajícího věku pokračuje.

Spektrum aplikací obleků pro seniory ve výcvikovém sektoru je velmi rozsáhlé. Některé prvotřídní hotely školí své zaměstnance s obleky, aby lépe porozuměli potřebám starších osob. Nakonec pojišťovny a banky objevily využití Simulace věku jako jedinečný způsob, jak přesvědčit mladší lidi, aby také ušetřili nějaké peníze na stáří.

Kategorie simulace věku

Po prvním mezinárodním setkání týkajícím se simulace věku v konstrukčním oddělení Siemens v roce 1999 se objevil japonský patent na oblek Age Simulation Suit (viz obr. 3). A po prvním veřejném vystoupení v Mnichově v roce 2004 byla podána žádost o německý patent (viz obr. 2). Oba patenty byly pokusem dobýt novou oblast výzkumu, která tehdy ještě postrádala zkušenosti. Oba patenty byly shledány nepraktickými a na trhu neměly žádný úspěch. Dnes je na světě nejméně dvacet různých age simulačních obleků, několik z nich v Německu, ale mnoho z nich jsou jen kopie prvních pokusů. Základní myšlenky se zdají být snadno proveditelné: brýle opatřené plastovým listem uvnitř pro snížené vidění, zátěžové vesty ze sportovního vybavení pro simulaci ztráty síly a ortopedické obojky pro snížení mobility. Nicméně, i když se zdá být snadné postavit první simulační oblek, vytvoření dobré simulace, která sleduje skutečné křivky funkční ztráty, se ukázalo jako velmi obtížné. Při objednávání stávajících simulačních obleků podél stupnice, aby se změřilo, do jaké míry vytvoří realistickou simulaci věku, SD&C Senior Suit Delta by mohla být umístěna jako nejpokročilejší simulační oblek na trhu. Alespoň to zjistila disertační práce na univerzitě v Drážďanech v roce 2007.

Dnes SD&C rozlišuje tři různé výkonnostní třídy, které vyžadují různé pozice na stupnici realismu.: 1) Zvyšování povědomí (Alpha), 2) Training (Beta) a 3) Design (Delta).

Ten Senior Suit Alpha podle SD&C se jednoduše používá ke zvýšení povědomí veřejnosti mezi zainteresovanými osobami a k vysvětlení fyzických omezení, kterým starší lidé čelí. V tomto případě není kvantitativní přesnost simulace tak důležitá, pokud je rozsah a směr správný. SD&C se ujistí, že intenzita je omezená. To znamená, že pouze zdravý a přirozený proces stárnutí je simulován bez nadsázky, takže nikdo není šokován nebo traumatizován zkušeností. Slepota, Parkinsonův třes, zcela znecitlivělé prsty nebo například klubová noha jsou nemoci, které ne každý dostane, když stárne.

Proto je důležité rozlišovat mezi nemocemi a normálním procesem stárnutí. V rámci lékařského vzdělávání může být velmi užitečné simulovat uvedené nemoci. Proto existují odpovídající doplňkové dohody. Se simulačním oblekem Beta by SD&C vidění a sluch jsou simulovány přesněji. Vizuální rozostření je simulováno výklopným hledím se dvěma různými kroky stárnutí dvaceti a čtyřiceti let. Sluchové postižení je lineárně nastavitelné tinnitem, který je variabilní v hlasitosti. Odnímatelná závaží ve vestě umožňují devět stupňů ztráty síly a tlakové rukávy pro klouby lze variabilně aplikovat.

Model Delta navíc umožňuje také nastavení závaží na končetinách. Pro každou stranu paží a nohou je nastavitelných devět úrovní. Závaží na pažích a nohách, stejně jako tlaková pouzdra pro klouby, mohou být umístěna velmi přesně a zůstat v zamýšlené poloze díky dodatečným páskům na suchý zip v tomto modelu. Dokonce i při smykových pohybech, jak se vyskytují při některých činnostech, závaží a tlakové rukávy nespadnou. Měřicí přístroje pro lékařské a ergonomické studie lze připevnit do kapes obleku. K dispozici jsou také otvory pro kabely.

Kromě rozdílu mezi age simulation suits podél specializační osy existuje rozdíl mezi modulárními a integrálními simulačními obleky. S modulárními věkovými obleky mohou být simulační prvky individuálně umístěny na těle, s integrálními simulátory jsou prvky snižující sílu a mobilitu začleněny do jediného obleku (celkově). Nevýhodou Integral Suits je skutečnost, že simulační prvky jsou pravděpodobně na nesprávných místech kvůli různým tělesným proporcím. Ten SD&C Senior Suit Delta 2 kombinuje výhody modulárního a integrálního obleku. Na jedné straně mohou být simulační prvky umístěny přímo na správném místě na těle. Na druhou stranu, oblek těla představuje upevňovací systém, který umožňuje připevnění prvků, protože to není možné s modulárními obleky. Kromě toho jsou do kombinézy zabudovány výztužné prvky.

Genetické stárnutí a ergonomické křivky výkonu

Lidské tělo se skládá z 220 různých typů buněk, které vytvářejí orgány, jako jsou svaly, oči a uši. Jejich ergonomicky související výkon lze měřit. Buňky a orgány podléhají různým procesům stárnutí. Některé buňky jsou nahrazeny každých pár dní, zatímco některé orgány stárnou pomalu a mohou být nahrazeny pouze částečně. Buněčné stárnutí závisí na lidském genetickém nastavení, zatímco výkon orgánů závisí nejen na věku, ale také na opotřebení. Byl zkoumán průměrný výkon očí, uší a svalů během procesu stárnutí a simulace věku může být založena na známých křivkách výkonu nad věkem, jak je uvedeno v normě ISO 20282 [2].

Simulace věku s obleky SD&C vede z jednoho bodu křivky výkonu, ze skutečného věku, do druhého, který je vzdálen 20 nebo 40 let. Pro ergonomické řešení konstrukčních problémů často stačí odhadnout rozsah fluktuace v cílové populaci, aby byl problém viditelný. V případech s interaktivními displeji je řešením problému často automatizace funkce, takže přesné hodnoty již nejsou nutné. Ale v případech, jako je stanovení maximální výšky police pro seniory, je nutné přesně vědět, jaké procento populace v určitém věku může dosáhnout až do určité výšky. Pomocí Age Simulation je možné odlišit potřebné od zbytečného sběru dat a ušetřit tak náklady prostřednictvím předběžných testů. Kvalitní simulace věku problémy ani neminimalizuje, ani nezveličuje. Zvláště výhodné je, že simulační obleky umožňují testování kombinovaných efektů výkonu ve stáří, např. vidění a pohyblivosti při uchopení něčeho vysoko nebo nízko. Pomocí simulace věku získáváme významné výsledky pro podmínky, které ještě nejsou plně prozkoumány. Simulační oblek od SD&C realizuje umělé stárnutí asi 40 let, což znamená, že inženýři a designéři ve věku 20 až 40 let mohou simulovat na sobě ve věku 60 až 80 let.

Simulace starých vizuálních schopností

Stárnutí zraku je velmi složitý proces a zahrnuje řadu ergonomicky souvisejících funkcí.

Hlavní funkcí je 1) změna zrakové ostrosti, která se ve většině případů stává presbyopií. Většina starších lidí potřebuje brýle pro čtení a rozpoznávání detailů zblízka. Již v mladém věku může být proces pokročilý a jsou vyžadovány brýle. Ve věku 50 let téměř každý dospělý potřebuje brýle na čtení. Dalšími faktory stárnutí zraku jsou 2) změněné barevné vidění, 3) zvýšená potřeba osvětlení, 4) omezené periferní vidění a 5) v mnoha případech dochází k mírné makulární degeneraci.

Simulace snížené sluchové a hmatové schopnosti

Zhruba podobný zraku, sluch a pocit dotyku se mění s věkem. Ten SD&C Senior Suit Delta simuluje omezený pocit dotyku v rukavicích a redukci sluchu pomocí elektronických ušních kapslí. Vzhledem k tomu, že jedna třetina starších lidí trpí tinnitem, zvuk tinnitu je simulován v ušních kapslích Senior Suit. Simulace sluchu je velmi variabilní v celém rozsahu porozumění až po úplnou hluchotu. Tento zvuk lze změnit v hlasitosti nebo vypnout. S plně zapnutým zvukem tinnitu je téměř nemožné sledovat diskuse v okolí. Srozumitelnost řeči v určitých situacích lze nyní měřit a přímo porovnávat.

Simulace snížené svalové síly

Svalová síla má v průběhu let jiný směr než funkce smyslových orgánů. Svalová síla má své maximum ve věku asi 30 let a od té doby průměrná hodnota neustále klesá. Ve věku 70 let mají lidé k dispozici jen asi polovinu energie než s 30 lety. Některé simulační obleky se snažily simulovat ztracenou sílu elastickými prvky (viz obr. 2 a 3), ale správné umístění prvků na různých tělesech se ukázalo jako velmi obtížné. Při natažení měly elastické prvky tendenci se vytrácet z poskytnutých pozic a volné pásy se často zachytily o kliky dveří, což bylo pro testované osoby poměrně nebezpečné. Proto většina simulačních obleků simuluje snížený výkon tím, že na tělo připevňuje další závaží. S SD&C Senior Suit Delta 2 prvky mohou být umístěny správně a stabilně k jednotlivým polohám těla.

Ten SD&C Senior Suit Delta 2 s proměnnou hmotností ve vestě a končetinách umožňuje přizpůsobit se slabším testovaným osobám a jejich individuální konstituci. To je důvod, proč je také možné, aby teenageři vyzkoušeli Senior Suit; simulace může být přizpůsobena nelineární křivce síly v procesu stárnutí. Například pro patnáctiletého teenagera by stárnutí o 20 let neznamenalo ztrátu moci, ale zvýšení síly a teprve v pokročilém věku by jeho síla opět klesla na věk patnáctiletého.

Simulace omezení pohybu

Rostoucí omezení uchopovacích oblastí při stání nebo sezení v důsledku nižší pohyblivosti jsou nejpůsobivějšími výsledky ve studiích se staršími lidmi a již vedly k mnoha úpravám v každodenním životě. Obleky pro simulaci věku mohou testované osobě poskytnout velmi podrobný a intuitivní obraz o omezeních ve stáří. První simulační obleky simulovaly omezení pohybu kloubů pomocí vložek, které omezovaly úhel otevření. Studie na seniorech však ukázaly, že snížení úhlu otevření v kloubech paží a nohou je spíše nevýznamné a že rovnoměrného omezení v celém rozsahu pohybu lze dosáhnout spíše arteriosklerotickými změnami. Ten SD&C Obleky Senior si proto simulují vhodnou změnu artikulace pomocí manžet, které ztěžují pohyb. Kromě toho je kombinéza navržena tak, aby bylo obtížné zvedat paže.

Simulační optika SD&C Senior Suit Delta 2 je v současné době jedinou simulací schopnou simulovat letitou zrakovou ostrost pomocí speciálních brýlí. Hledí umožňuje vybrat si mezi dvěma různými stupni, tj. dvacet a čtyřicet let. Většina věkových simulačních brýlí na trhu simuluje stárnutí pouze s plastovou vrstvou. Tyto stavy odpovídají spíše příznakům tzv. "katarakty" (zákal rohovky) než normálnímu procesu stárnutí. Simulace optiky pomocí SD&C vytváří velmi realistické výsledky pro testovanou osobu.

Možnost vybrat si mezi stárnutím 20 a 40 let má praktickou nutnost. Okamžité stárnutí zraku může vést k závratě a nevolnosti. Tyto dvě fáze umožňují testovaným osobám pomalu se přizpůsobovat a po několika minutách bude většina změnu tolerovat. Kromě toho je nižší úroveň se změnou pouze o 20 let realistickým zážitkem pro starší lidi, kteří se simulací zabývají.

Kognitivní faktory

Ergonomicky relevantní jsou také kognitivní změny během procesu stárnutí. Je důležité rozlišovat mezi takzvanou "kapalinou" a "krystalickou" inteligencí. Tekutá inteligence se projevuje rychlostí řešení problémů a rychlost a reakční doba se při stárnutí snižují. V situacích, kdy dvacetiletí lidé potřebují k reakci 200 ms, někteří starší lidé potřebují až 800 ms. V průměru ženy reagují pomaleji než muži, takže když ženy stárnou, šance na pomalou reakci je velmi vysoká. Obraz vypadá lépe, pokud jde o krystalickou inteligenci. Krystalická inteligence je výsledkem celoživotních zkušeností a může se stále zvyšovat, když stárne. Pokud starší lidé, zejména umělci a spisovatelé, zůstanou mentálně vyškoleni, mohou být i nadále brilantní ve vyšším věku a stát se ještě lepšími. Pokud by výrobci spotřebičů vzali v úvahu skutečnost, že starší lidé mohou myslet "staromódním způsobem", účast starších lidí v každodenním životě by nebyla problémem [5].

Nošení simulačních komponent má za následek sekundární kognitivní účinky, jako je snížená rovnováha a koordinace nebo větší obezřetnost. Vzhledem k tomu, že krystalická inteligence může být udržována ve stáří, zdravý proces stárnutí, který je pozitivní pro každého, je simulován oblekem Age Simulation Suit. Skutečnost, že každý chce zestárnout způsobem, který je reprezentován simulačním oblekem, může být jedním z faktorů, které vysvětlují jeho velkou popularitu.

Poznámka pod čarou

[1] B. Kraus und H.J. Kaiser: Weniger Unfälle bei älteren Autofahrern. Institut für Psychogerontologie der Universität Erlangen, 2008.
[2] ISO 20282: Snadná obsluha výrobků každodenní potřeby. ISO Genf, 2007.
[3] R. Schoeffel: Ampel-Gelbphasen zu kurz für ältere PKW-Fahrer. Fachzeitschrift für Polizei- und Verkehrsmanagement, 01/2012.
[4] Patent von Fr. Dr. Brieden aus Hilden 2004. 
[5] R. Schoeffel: Výrobky šetrné k lidem. ISO Focus Magazin, ISO Genf, svazek 4, č. 9, 2007.

Autor

Dr. Roland Schoeffel 
SD&C Gmbh
Swidmutstr. 5
85301 Schweitenkirchen
E-mail: info@sdxc.de