Червонная М.А. СЕКЦИЯ "Промышленный дизайн"

[Кулешова А.И.]

УДК 658.512.23
Червонная М.А., канд. искусствоведения, доц. каф. «Промышленный дизайн» (Россия, г. Москва, РГХПУ им. С.Г. Строганова), доц. каф. «Инженерная графика и дизайн» (Россия, г. Зеленоград, МИЭТ).
Chervonnaya M.A. Candidate of Art Criticism, Associate Professor at the Department of the Stroganov Moscow State Academy of Design and Applied Arts. Associate Professor, Head of the Department of Engineering Graphics and Design at National Research University of Electronic Technology (MIET).

СПЕЦИФИКА РАЗРАБОТКИ ТРЕХМЕРНОЙ ЭРГОНОМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЧЕЛОВЕКА ДЛЯ РЕШЕНИЯ СЦЕНАРНЫХ ЗАДАЧ ДИЗАЙН-ПРОЕКТИРОВАНИЯ
DESIGNING A 3D - ERGONOMIC HUMAN MODEL FOR SOLVING SCENARIO TASKS IN PROJECT

Аннотация: в статье анализируются примеры дизайн-разработки эргономической модели человека в контексте сценарного подхода к проектированию.
Annotation: the article discusses examples of creating an ergonomic human model in the context of a scenario design approach.
Ключевые слова: эргономическая модель человека, сценография дизайн-проекта.
Key words: 3D - ergonomic human model, scenography of a design project.
Физическая, графическая или компьютерная эргономическая модель человека традиционно используется в дизайне для эргономического анализа при реализации сценарного подхода к проектированию. Составление пространственно-поведенческого сценария - это проектный метод, позволяющий решить следующие задачи: наглядно и образно представить исходную ситуацию во всей её многозначности, совокупности составляющих ее проблем, факторов и условий, охватить максимальное количество процессов, показать их последовательное развитие. В качестве объекта сценарного моделирования выступает потребительская ситуация, взаимодействие человека с предметным окружением [2, С.77].
Первым шагом в этой области стал метод соматографического (от греч. σωμα (soma) – тело, γραϕω (grapho) – писать) анализа. Схематическое изображение фигуры человека в одной или нескольких характерных позах вычерчивалось на чертеже рабочего места. Анализ соматографической схемы позволял определить зоны досягаемости и требуемые размеры рабочего места, оценить пространственную компоновку, обосновать рабочие позы человека [1, C.78].
Появление плоских шаблонов с подвижными шарнирными сочленениями, отрисованных на прозрачной пленке, позволило придавать фигурам динамические положения. Эргономы соответствовали антропометрическим значениям, выполнялись в масштабах 1:5; 1:10 и помещались на чертежах соответствующих рабочих мест, выполненных в том же масштабе. С помощью шаблона проверяли соотношение пропорций человеческой фигуры, размеров и формы рабочего места, досягаемость органов управления и удобство их размещения, пространственную компоновку, правильность высоты сиденья.
При макетировании проектируемого оборудования в различном масштабе и с разной степенью деталировки, а также при «натурном прототипировании», до сих пор применяют физические антропоманекены. Их использование позволяет достигать общей и детальной соразмерности оборудования человеку, осваивать параметры рабочей среды и решать сложные пространственные задачи.
Развитие информационных технологий и компьютерной графики предоставило новые возможности для 3Д – моделирования эргономов. Специфика разработки оригинального универсального эргонома (дизайнер - Веряскина Е., 2016 г.) заключалась в использовании автором пластичности листового материала (ПВХ) для художественного и конструктивного решения формы эргонома: детали из гнутых полос пластика изгибались, повторяя анатомические формы человека. Материал подсказал и решение проблемы суставных связей между деталями. Шарниры - суставы выступили значимым и заметным элементом дизайна эргонома, получились слегка утрированными по размеру, что позволило визуально добавить эргоному дополнительную устойчивость. Анатомическая форма бедра позволяла эргоному сгибать ногу в колене и предотвращала ее выгибание в другую сторону за счет нижнего бордюра бедра, упирающегося в голень.
На этапе макетирования по эскизам, обнаружилась проблема точности воспроизведения сложных криволинейных форм в материале и соблюдения пропорций. Решением стала визуализация эргономической модели в программе «Autodesk 3dsMax». С помощью линий из вкладки сплайнов был обведен боковой вид фигуры и задана толщина листа. Точная обрисовка форм исключала вероятность случайных изгибов, которые получались в черновом макете и портили эстетику формы. Посредством модификатора «Extrude» задавалась ширина каждой детали. После моделирования пластики боковой формы, потребовалась доработка лицевой стороны. Для создания сложной формы использовался дополнительный модификатор «FFD» для корректировки изгибов с разных ракурсов. С помощью функции наложения материалов подбирались варианты цветофактурного решения. Таким образом, средствами компьютерного моделирования удалось быстро преодолеть проблемы формообразования эргонома, возникшие при макетировании, а также выполнить яркую визуализацию проекта, в точности передающую художественный замысел и корректно отражающую авторскую идею.
Основу задания по проектированию для студентов 3 курса кафедры «Инженерная графика и дизайн» Московского института электронной техники (МИЭТ) в 2021 году составил сценарный подход, который предполагал практическое использование эргономической модели человека как самостоятельного дизайн-продукта в заданной предметной или виртуальной среде. В частности, антропоманекен для тренировки экипажа воздушного судна (автор Машуков Д.) разрабатывался автором с учетом текстовых правил поведения и иллюстрированных инструкций по безопасности на борту авиалайнеров, методических материалов учебного комплекса для тренировки экипажей. Эргономическая модель человека предназначалась для использования в разнообразных ситуациях обучения спасательным операциям с целью имитации обращения со взрослым пострадавшим, его транспортировки и извлечения из самолета, а также для моделирования опасных ситуаций (задымление), где исключено привлечение волонтеров. Разработка дизайна формы эргономической модели велась на основе технико-антропометрического анализа специфики положения тела человека на борту самолета и характера поз. Фазы движения фиксировались в рабочем диапазоне: от имитации положения тела в бессознательном состоянии до воспроизведения поз безопасности в полете (голову прижать к коленям, обхватить руками под ними). Графическое инсценирование позволило быстро перебирать и сравнивать различные варианты формы и конструкции эргонома на уровне эскизов. Лучшим решением стало обеспечение подвижности эргонома за счет гибких гофрированных элементов в районе шеи, позвоночника, основных суставах верхних и нижних конечностей. Итоговый эргоном выполнялся в виде макета в масштабе 1:5, трехмерной компьютерной анимированной модели в программе «Autodesk 3dsMax».
Целью задания по проектированию для студентов 4 курса кафедры «Промышленный дизайн» в МГХПА им. С.Г. Строганова выступила разработка функционального решения эргонома. Дизайнерская форма эргонома должна была органически воплотить эргономические требования (данные антропометрии, биомеханические характеристики человека), а также учесть выделенные автором в рамках темы проектирования условия безопасности и другие важные факторы. Для реализации проектных задач студенты обратились к сценарному методу, на основе которого проводился эргономический анализ поведения человека в заданной предметной среде.
При работе над курсовым проектом тренажера оператора погрузчика для компании «Sheremetyevo Cargo» (автор Нечаева Н., 2015 г.), потребность в эргономической модели возникла на этапе эскизирования и поискового макетирования. За основу сценария взаимодействия оператора с проектируемым тренажером был взят процесс обучения управлению погрузчиком, изучение органов управления и приемов работы настоящей машины, максимально приближенное к реальным условиям. Графическая сценография дизайн-проекта позволила заложить общие начальные представления о проектируемом объекте, спланировать варианты расположения элементов оборудования, сформировать представления о его габаритах, показать образное решение формы. Далее автор приступил к решению вопросов функциональности и пространственному расположению элементов оборудования: панели приборов, рычагов, руля, сидения, устройства отображения визуальной информации.
Следующим этапом разработки стало создание чертежей: вида сбоку, спереди и сверху. Чертежи выполнялись вместе с контурной фигурой человека для понимания масштаба и пропорций. Созданные в редакторе «Adobe Illustrator» проектные чертежи переносились в объемную форму в программе «Autodesk 3dsMax». На этом этапе потребовалось создать трехмерную эргономическую модель, для устранения ряда проблем масштабности и пропорциональности.
Дизайнерское решение трехмерной эргономической модели выполнялось в простой и конструктивной стилистике разрабатываемого тренажера погрузчика. Основу трехмерной формы эргонома составили сечения, повторяющие контуры человеческого тела в соответствии с анатомическим строением. Торс, ноги, руки и голова эргонома были образованы средокрестиями. Во всех деталях смоделированы крепления - «пазы», в которые вставлялись другие детали. Подвижность суставов конечностей модели обеспечивалась сферическими элементами с ограничением углов поворота, что позволяло эргоному принимать рабочие положения «стоя» и «сидя». Параллельно с трехмерным моделированием формы эргонома изготовлялся рабочий макет. В первую очередь был собран макет фигуры эргонома в масштабе 1:5 из модельного пластика (поливинилхлорида). При макетировании тренажера каждый элемент оборудования соотносился с антропометрическими и биомеханическими качествами фигуры эргонома, в частности, вымерялись и проверялись физические размеры и расстояния между рукой и рулем, между ногами и педалями.
В процессе макетирования и трехмерной визуализации тренажера погрузчика постоянно проигрывался сценарий использования тренажера погрузчика оператором при помощи динамической трехмерной эргономической модели. Эти практические процедуры позволили визуально оценивать масштаб и пропорции оборудования, обозначать и фиксировать рабочие положения, корректировать досягаемость отдельных точек рабочего пространства, анализировать общую подвижность оператора на рабочем месте и удобство рабочих поз.
Таким образом, сценарий как схема действий широко применяется при дизайн-разработке объектов в динамических условиях, где учитываются связи проектируемого объекта со средой, отличающиеся многообразием взаимодействий с человеком. Анализ представленной таким образом ситуации требует применения эргономической модели, позволяя проектировать объект не изолированно и статично, а в условном сценическом пространстве в согласованности с человеком. Использование эргономической модели относительно визуально-графического и пространственно-пластического решения позволяет вносить изменения, сравнивать и анализировать результаты на разных этапах инсценирования. В трехмерной визуализации использование эргономической модели повышает функциональность и эффективность разработки, позволяя упростить и ускорить процесс моделирования, а также увеличить степень соответствия дизайнерской формы итогового продукта требованиям человеческого фактора.

Библиографический список
1. Анохин А.Н., Алонцева Е.Н., Турицын М.И. Использование современной технологии соматографического анализа в задачах эргономической оценки//Человеческий фактор: проблемы психологии и эргономики. – 2015. – № 4 (76). – С. 78–84.
2. Рунге В.Ф., Манусевич Ю.П. Эргономика в дизайне среды. М.: Архитектура-С., 2021.
3. Сидоренко В.Ф., Чевичелов Ю.П. Идея сценарного моделирования. Теоретические и методические проблемы художественного конструирования комплексных объектов. М.: Труды ВнииТЭ., 1979.
4. Становление сценарного подхода в дизайне второй половины XX - начала XXI века. Голованова М.М., Шепилова В.А. Научная электронная библиотека «КиберЛенинка» [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/stano ... a-xxi-veka.