目前，人們的辦公狀態(tài)都是長(zhǎng)期久坐，久坐會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響，也會(huì)影響工作效率。而引起人們不適的其中一個(gè)重要原因就是辦公家具尺寸的不合理設(shè)計(jì)，因此，現(xiàn)代辦公家具不僅要提高尺寸的合理性以及舒服度還要考慮其對(duì)工作效率的影響。這就需要綜合考慮人的坐姿行為、座椅的物理幾何特性、人-椅的交互關(guān)系等，對(duì)人體坐姿進(jìn)行調(diào)節(jié)和矯正，大限度的降低對(duì)人體健康的不良影響，滿足“人”的生理需求。很多研究以提高座椅舒服度來(lái)達(dá)到提高工作效率的目的，但是舒服度的提高不一定就能提高工作效率。因此，本文就從不同的坐姿角度出發(fā)，用兩種坐姿測(cè)試，探索辦公家具尺寸與工作效率間的關(guān)系。

       1 前言

坐姿分三種，一種是軀干前傾、一種是軀干挺直、后一種是軀干后仰。這三種姿勢(shì)中，軀干挺直坐是辦公作業(yè)時(shí)普遍要求的“理想坐姿”和“健康坐姿”。但根據(jù)加拿大阿爾法伯塔大學(xué)研究者W assem Am ir Bashir 采用核磁共振(MRD)掃描方法研究顯示，如果坐的挺直，脊柱及其周?chē)募∪夂晚g帶會(huì)被拉的很緊，時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)引起慢性疼痛，人們經(jīng)常需要調(diào)整姿勢(shì)和動(dòng)作，以消除脊柱部位的不正常壓力，尋求穩(wěn)定和舒服的姿勢(shì)。因此，本文就選取軀干挺直與軀干后仰這兩種坐姿來(lái)進(jìn)行測(cè)試，探究辦公家具與工作效率之間的關(guān)系。

2 方法

2.2 被試

選取20名被試，男女比例1:1，年齡范圍為21-32歲，平均年齡25.2歲。有固定職業(yè)且在室內(nèi)辦公的從業(yè)人員，工作方式是電腦操作，身體狀況良好，無(wú)脊柱病史。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)是單因素兩水平組內(nèi)設(shè)計(jì)，每位測(cè)試者都要用兩種固定坐姿來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)需要首先選擇一款合適的辦公椅，考慮到測(cè)試對(duì)象的身高、體重不同，因此選擇的是一款可調(diào)節(jié)高度以及靠背角度的辦公椅。其次確定坐姿，實(shí)驗(yàn)取軀干挺直和軀干后仰兩種坐姿，再者是設(shè)定工作任務(wù)，分別是打字、閱讀、和計(jì)算。打字任務(wù)，因每人能力不同，為盡量使打字任務(wù)難度對(duì)每位測(cè)試者是一樣的，采用了毫無(wú)語(yǔ)句聯(lián)系的一段文字來(lái)作為測(cè)試內(nèi)容；閱讀，是一篇文章讓測(cè)試者出聲閱讀，防止被試者少讀；計(jì)算任務(wù)，采用常用的符號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)一道計(jì)算題，避免不常用符號(hào)，減弱因測(cè)試內(nèi)容的難易度造成被試者操作時(shí)間差異。因存在先后兩遍不同坐姿的測(cè)試，為抵消熟練程度帶來(lái)的時(shí)間差異，將被試者隨機(jī)進(jìn)行分組，一半測(cè)試者先做后仰坐姿測(cè)試另一半先做后仰坐姿測(cè)試；測(cè)試者需要分別保持一種坐姿來(lái)進(jìn)行操作，測(cè)試結(jié)束后對(duì)被試者進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，認(rèn)為哪種坐姿更舒服，并測(cè)得坐姿相對(duì)應(yīng)的體壓分布，整理實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和測(cè)試環(huán)境

實(shí)驗(yàn)部分需要用到面部表情分析系統(tǒng)、體壓分布測(cè)試，和被試者主觀評(píng)價(jià)兩部分，現(xiàn)分別介紹如下：

(1)面部表情分析系統(tǒng)。面部表情為人際溝通提供了大量信息，是直接的交流方法之一。面部表情分析系統(tǒng)可以將面部表情可視化為條形圖，餅圖以及連續(xù)曲線信號(hào)，同時(shí)顯示情緒是積極的還是消極的，實(shí)時(shí)了解用戶的情緒狀況[3]。

(2)利用tekscan設(shè)備測(cè)量體壓分布，測(cè)量人們?cè)谧尾煌叨认碌捏w壓分布狀態(tài)。tekscan壓力分布測(cè)量系統(tǒng)使用獨(dú)特的柔性薄膜網(wǎng)格狀觸覺(jué)壓力傳感器，可對(duì)任何接觸面的壓力分布進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量，為測(cè)量人體表面與接觸面之間各點(diǎn)的壓力值創(chuàng)造了良好條件。

2.4 實(shí)驗(yàn)流程

2.4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

(1)研究人員調(diào)試兩個(gè)攝像頭，其中一個(gè)正對(duì)被試者面部，對(duì)準(zhǔn)鼻端部位，以此采集被試者表情；另一個(gè)對(duì)準(zhǔn)被試者的坐姿以及操作過(guò)程，驗(yàn)證試驗(yàn)可行性與準(zhǔn)確性，對(duì)將要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)試。

(2)當(dāng)測(cè)試對(duì)象到達(dá)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，休息2 min后，實(shí)驗(yàn)人員開(kāi)始講解本實(shí)驗(yàn)的目的、方法和各種實(shí)驗(yàn)要求，使測(cè)試對(duì)象了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的流程，使其在操作時(shí)按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行。

(3)測(cè)試者了解實(shí)驗(yàn)流程后，對(duì)每一位測(cè)試者隨機(jī)安排先以軀干挺直或是軀干后的坐姿仰進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，被試者準(zhǔn)備好后告知操作者(負(fù)責(zé)錄制被測(cè)試者的視頻)，操作者說(shuō)開(kāi)始后，被試者開(kāi)始按照任務(wù)牌的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(4)測(cè)試者完成一個(gè)姿勢(shì)操作后報(bào)告操作者，中間休息3 min后，以相同步驟完成二個(gè)姿勢(shì)的測(cè)試，重復(fù)上述流程，直至20個(gè)被試者全部完成。

(5)體壓測(cè)試，實(shí)驗(yàn)坐姿是軀干挺直與軀干后仰兩種狀態(tài)，測(cè)試者分別保持實(shí)驗(yàn)時(shí)的兩種坐姿狀態(tài)，利用體壓分布測(cè)試系統(tǒng)獲得這兩種坐姿的體壓分布圖，可以了解到在這兩種坐姿下，座椅的體壓分布狀態(tài)，以此來(lái)判斷座椅的舒服度。

3 結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)采集了大量的實(shí)驗(yàn)視頻以及數(shù)據(jù)，其中，利用tekscan設(shè)備測(cè)量體壓分布，利用面部表情分析系統(tǒng)(Face ReaderTM)[4]軟件對(duì)獲得的視頻進(jìn)行處理，獲得相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3.1 體壓分布測(cè)試

本實(shí)驗(yàn)選中一款高度可調(diào)的辦公椅進(jìn)行不同高度的體壓分布測(cè)試，對(duì)座椅三種高度的體壓分布狀態(tài)進(jìn)行了精細(xì)體壓分布的測(cè)試，高度分別是37.6cm、40.8cm、43.4cm如圖1所示。

通過(guò)圖片可以看到三種不同高度坐姿的壓強(qiáng)高值分別是200、180、180，可以清晰直觀的看到擁有大強(qiáng)值的點(diǎn)的情況?？梢酝ㄟ^(guò)觀察不同顏色壓強(qiáng)分布，分析坐骨骨節(jié)處壓強(qiáng)大，各部位壓強(qiáng)分布情況，座椅壓強(qiáng)越小說(shuō)明舒服度越高，三種座椅高度的三種體壓分布圖可以看到，座椅高度是影響座面壓力分布和舒服度的主要因素[5]。

3.2 任務(wù)完成用時(shí)統(tǒng)計(jì)

因?qū)嶒?yàn)時(shí)每位被試者做的是兩遍操作，將其隨機(jī)分為兩部分，每10人一組，一組是先做仰姿的，另一組是先做正姿的，統(tǒng)計(jì)被試者兩遍坐姿實(shí)驗(yàn)的用時(shí)。(正姿即軀干挺直坐姿、仰姿即軀干后仰坐姿)

3.3 各任務(wù)用時(shí)分析

因?qū)嶒?yàn)是單因素兩水平的組內(nèi)設(shè)計(jì)，因此對(duì)兩種坐姿一遍測(cè)試和二遍測(cè)試的用時(shí)進(jìn)行比較，二遍同上，由此比較兩種坐姿三種任務(wù)之間的任務(wù)用時(shí)長(zhǎng)短。

可以看到，無(wú)論是正姿還是仰姿，仰姿一遍三個(gè)任務(wù)的操作用時(shí)都少于正姿一遍操作用時(shí)，說(shuō)明仰姿效率高于正姿；而同上二遍操作用時(shí)，唯有仰姿的打字時(shí)間快于正姿，而閱讀和計(jì)算任務(wù)卻是正姿快于仰姿。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因有以下幾點(diǎn)，打字任務(wù)，因仰姿時(shí)，軀干后仰，眼睛視點(diǎn)高度降低，且視距較正姿變遠(yuǎn)，整個(gè)視野范圍擴(kuò)大，且手臂彎曲角度變大，增加了手臂的活動(dòng)范圍，操作更加靈活；而正姿時(shí)，視點(diǎn)較高，視距近，手臂彎曲角度小，操作受一定限制，因此，仰姿打字速度優(yōu)于正姿。而進(jìn)行“閱讀和計(jì)算任務(wù)”實(shí)驗(yàn)中，二遍正姿用時(shí)短是因?yàn)槠淙蝿?wù)本身的工作狀態(tài)決定的，閱讀需要一定的合適距離，而仰姿與正姿相比，其眼睛視距遠(yuǎn)些，影響閱讀速度，從而影響工作效率，而通過(guò)兩種坐姿的三個(gè)任務(wù)平均值也可看出。

可得：仰坐姿勢(shì)下，打字和計(jì)算任務(wù)完成時(shí)間短于正坐姿勢(shì)，說(shuō)明仰坐姿勢(shì)下，完成任務(wù)效率更高，閱讀任務(wù)完成時(shí)間略長(zhǎng)于正坐姿勢(shì)。出現(xiàn)這種情況的原因由任務(wù)的操作特性決定的，仰坐閱讀用時(shí)長(zhǎng)于正姿，是因?yàn)椋艘鸬囊暰嘧冞h(yuǎn)，使其在閱讀狀態(tài)下閱讀視距較遠(yuǎn)，影響閱讀速度，造成仰坐閱讀時(shí)間多于正坐[7]。

3.4 描述統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)

通過(guò)面部表情分析系統(tǒng)(Face ReaderTM)對(duì)實(shí)驗(yàn)的120個(gè)操作視頻進(jìn)行面部表情識(shí)別，得出相關(guān)數(shù)據(jù)，分別是正坐和仰坐姿勢(shì)下，三種任務(wù)的7中情緒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變，對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，得出結(jié)果。

計(jì)算任務(wù)中，正坐和仰坐的積極情緒成分“Surprised”均高于“打字”和“閱讀”打字任務(wù)和計(jì)算任務(wù)則隨后；而“happy”與sad 值，計(jì)算任務(wù)則低于打字與閱讀任務(wù)的。但其它項(xiàng)則則與閱讀與打字不相上下，甚至高于這兩項(xiàng)。

可知：三個(gè)任務(wù)中，仰坐姿勢(shì)的情緒喚起值更大，這表明仰坐姿勢(shì)比正坐姿勢(shì)給人更積極的情緒體驗(yàn)。仰坐時(shí)，正常的腰部是松弛狀態(tài)下側(cè)臥的曲線形狀，脊椎間的間距正常，椎間盤(pán)上的壓力輕微而均勻，椎間盤(pán)對(duì)韌帶幾乎沒(méi)有推力作用，人感舒服，放松。因?yàn)槿松眢w各部位需要的支撐不同，對(duì)整體舒服度有不同程度的影響，例如，DE looze提出靠背和腰部上有足夠的支撐是非常重要的[8]，因此，仰姿的狀態(tài)下，積極情緒全部高于正姿積極情緒[9]。

4 討論

本實(shí)驗(yàn)研究分析了座椅的不同高度與不同坐姿下對(duì)人們舒服度以及工作效率的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，圖1中，三張圖的體壓分布，三種座椅高度，分別是三種體壓分布狀態(tài)，因高度不同而產(chǎn)生的變化，座椅越低，腿部壓力較小，但是坐骨周?chē)鷫毫^大，且200壓力值范圍較大，人們久坐后，坐骨周?chē)鷫簭?qiáng)較大，產(chǎn)生不適，；座椅越高，腿部壓力越大，相對(duì)的，坐骨周?chē)膲毫?huì)小些，可以分散坐骨周?chē)鷫毫Γ蛔胃叨冗m中可以看到坐骨以及腿部壓力分布較均勻，人們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)間坐姿下保證腿部、坐骨以及腰部的受壓力均勻，可以提高舒服度；而座椅體壓分布圖的變化，證明了座椅高度是影響壓強(qiáng)值的主要因素，同樣的還有其它的影響因素，例如人的身高、體重，這點(diǎn)已有文獻(xiàn)中也提到過(guò)，只要座椅高度符合人體尺寸，人體與座椅的接觸面積達(dá)到佳接觸面積，壓強(qiáng)值變小，可以得知，座椅高度影響體壓分布且影響舒服度。

從計(jì)算、閱讀、打字三者任務(wù)的完成時(shí)間可以看出，仰坐姿勢(shì)下，打字和計(jì)算任務(wù)完成的時(shí)間短與正坐姿勢(shì)，而閱讀任務(wù)卻是正姿時(shí)間短，這些差異產(chǎn)生的原因可以歸結(jié)于任務(wù)的操作特性，仰姿狀態(tài)下，有靠背支撐，分擔(dān)坐骨與腰部壓力，使壓力點(diǎn)分散；仰坐姿勢(shì)下，身體與桌面距離拉長(zhǎng)，手臂伸展空間增大，手臂彎曲角度變小，手臂在這種狀態(tài)下更舒服；而閱讀需要眼睛集中于屏幕，而正姿更能使人集中注意力，因此坐姿與工作效率有一定的關(guān)系。

計(jì)算任務(wù)中，由可知,正坐和仰坐的積極情緒成分“Surprised”均高于“打字”和“閱讀”；說(shuō)明工作內(nèi)容的不同會(huì)引起情緒上的撥動(dòng)，工作枯燥、單純的重復(fù)性工作會(huì)降低人們工作積極性，而有挑戰(zhàn)性的工作則更能引起人們情緒的變化，從而調(diào)動(dòng)人們工作的積極性。計(jì)算任務(wù)中，正坐和仰坐的積極情緒效價(jià)均大于打字和閱讀任務(wù)，表明計(jì)算任務(wù)給人更積極的情緒體驗(yàn)。然而計(jì)算剛開(kāi)始的積極情緒效價(jià)確實(shí)低于另外兩項(xiàng)，可解釋為，有困難的工作剛開(kāi)始會(huì)壓抑人們工作情緒，但是一旦接近完成時(shí)，其情緒的積極性會(huì)急速增高，給人們帶來(lái)愉悅感。

5 結(jié)論

(1)本文從坐姿、辦公座椅高度、不同工作內(nèi)容下的工作效率三個(gè)角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了辦公人員在不同座椅高度以及不同坐姿下與工作效率之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。

(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得出，影響工作效率的因素有很多，不僅僅是辦公家具的尺寸還有工作內(nèi)容、工作熟練程度以及工作內(nèi)容的操作特點(diǎn)，根據(jù)得出的相關(guān)數(shù)據(jù)及因素為后期辦公家具設(shè)計(jì)提供幫助，尤其是座椅尺寸可調(diào)范圍，使其適合不同身高的人們。

(3)兩種坐姿的比較可知，10 min以內(nèi)，仰坐姿勢(shì)更能調(diào)動(dòng)人們的積極性，且有利于以手臂操作為主的工作內(nèi)容。而10 min以上，仰姿的優(yōu)勢(shì)限于以手臂操作為主的工作內(nèi)容，而其它兩項(xiàng)任務(wù)則正姿效率高些，這說(shuō)明可能長(zhǎng)時(shí)間的操作下，對(duì)視距有要求的工作內(nèi)容更適合選擇正姿，也從側(cè)面說(shuō)明了辦公家具的尺寸影響辦公效率。