Virtual environments (VE) and haptic interfaces (HI) tend to be introduced as virtual prototyping tools to assess ergonomic features of workstations. These approaches are cost-effective and convenient since working directly on the Digital Mock-Up in a VE is preferable to constructing a physical mock-up in a Real Environment (RE). However it can be usable only if the ergonomic conclusions made from the VE are similar to the ones you would make in the real world. This article aims at evaluating the impact of visual and haptic renderings in terms of biomechanical fidelity for pick-and-place tasks. Fourteen subjects performed time-constrained pick-and-place tasks in RE and VE with a real and a virtual, haptic driven object at three different speeds. Motion of the hand and muscles activation of the upper limb were recorded. A questionnaire assessed subjectively discomfort and immersion. The results revealed significant differences between measured indicators in RE and VE and with real and virtual object. Objective and subjective measures indicated higher muscle activity and higher length of the hand trajectories in VE and with HI. Another important element is that no cross effect between haptic and visual rendering was reported. Theses results confirmed that such systems should be used with caution for ergonomics evaluation, especially when investigating postural and muscle quantities as discomfort indicators. The last contribution of the paper lies in an experimental setup easily replicable to asses more systematically the biomechanical fidelity of virtual environments for ergonomics purposes.

中文翻译：

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模拟拾放任务的生物力学保真度：视觉和触觉渲染的影响

虚拟环境 (VE) 和触觉界面 (HI) 往往被引入作为虚拟原型制作工具来评估工作站的人体工程学特征。这些方法既经济又方便，因为直接在 VE 中处理数字模型比在真实环境 (RE) 中构建物理模型更可取。然而，只有当从 VE 得出的人体工程学结论与您在现实世界中得出的结论相似时，它才可用。本文旨在评估视觉和触觉渲染对拾放任务的生物力学保真度的影响。14 名受试者在 RE 和 VE 中使用真实和虚拟的触觉驱动对象以三种不同的速度执行时间受限的拾放任务。记录手的运动和上肢的肌肉活动。问卷评估主观不适和沉浸感。结果表明，RE 和 VE 以及真实和虚拟对象的测量指标之间存在显着差异。客观和主观测量表明，在 VE 和 HI 中，肌肉活动更高，手部轨迹长度更长。另一个重要因素是没有报告触觉和视觉渲染之间的交叉影响。这些结果证实，在人体工程学评估中应谨慎使用此类系统，尤其是在将姿势和肌肉量作为不适指标进行调查时。该论文的最后一个贡献在于一个易于复制的实验设置，以更系统地评估虚拟环境的生物力学保真度，以达到人体工程学的目的。结果表明，RE 和 VE 以及真实和虚拟对象的测量指标之间存在显着差异。客观和主观测量表明，在 VE 和 HI 中，肌肉活动更高，手部轨迹长度更长。另一个重要因素是没有报告触觉和视觉渲染之间的交叉影响。这些结果证实，在人体工程学评估中应谨慎使用此类系统，尤其是在将姿势和肌肉量作为不适指标进行调查时。该论文的最后一个贡献在于一个易于复制的实验设置，以更系统地评估虚拟环境的生物力学保真度，以达到人体工程学的目的。结果表明，RE 和 VE 以及真实和虚拟对象的测量指标之间存在显着差异。客观和主观测量表明，在 VE 和 HI 中，肌肉活动更高，手部轨迹长度更长。另一个重要因素是没有报告触觉和视觉渲染之间的交叉影响。这些结果证实，在人体工程学评估中应谨慎使用此类系统，尤其是在将姿势和肌肉量作为不适指标进行调查时。该论文的最后一个贡献在于一个易于复制的实验设置，以更系统地评估虚拟环境的生物力学保真度，以达到人体工程学的目的。客观和主观测量表明，在 VE 和 HI 中，肌肉活动更高，手部轨迹长度更长。另一个重要因素是没有报告触觉和视觉渲染之间的交叉影响。这些结果证实，在人体工程学评估中应谨慎使用此类系统，尤其是在将姿势和肌肉量作为不适指标进行调查时。该论文的最后一个贡献在于一个易于复制的实验设置，以更系统地评估虚拟环境的生物力学保真度，以达到人体工程学的目的。客观和主观测量表明，在 VE 和 HI 中，肌肉活动更高，手部轨迹长度更长。另一个重要因素是没有报告触觉和视觉渲染之间的交叉影响。这些结果证实，在人体工程学评估中应谨慎使用此类系统，尤其是在将姿势和肌肉量作为不适指标进行调查时。该论文的最后一个贡献在于一个易于复制的实验设置，以更系统地评估虚拟环境的生物力学保真度，以达到人体工程学的目的。这些结果证实，在人体工程学评估中应谨慎使用此类系统，尤其是在将姿势和肌肉量作为不适指标进行调查时。该论文的最后一个贡献在于一个易于复制的实验设置，以更系统地评估虚拟环境的生物力学保真度，以达到人体工程学的目的。这些结果证实，在人体工程学评估中应谨慎使用此类系统，尤其是在将姿势和肌肉量作为不适指标进行调查时。该论文的最后一个贡献在于一个易于复制的实验设置，以更系统地评估虚拟环境的生物力学保真度，以达到人体工程学的目的。