مدلسازي اثر شاخص BMI و زواياي قرارگيري پا در حين كلاچ‌گيري تراكتور بر عضله گاستروكينيموس با الگوريتم ژنتيك

Modeling of BMI index and leg angles during tractors’ clutching on gastrocnemius muscle using genetic algorithm

زمينه و هدف: با توجه به تسريع در گسترش مكانيزاسيون عمليات مختلف كشاورزي و كاربرد تراكتور به عنوان يكي از مهم‌ترين ماشين‌هاي كشاورزي ضرورت توجه به وضعيت سلامت و ايمني كاري و ارگونومي كاربران اين وسيله وجود دارد. روش بررسي: در اين تحقيق اثر شاخص BMI و زواياي قرارگيري پاي كاربران تراكتور بر كاهش آستانه درد عضله گاستروكينيموس آن‌ها هنگام كلاچ‌گيري با استفاده از الگوريتم ژنتيك مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش‌ها بر روي دو تراكتور MF285 و MF399 به عنوان تراكتور‌هاي متداول در ايران و با استفاده از‌ 30 نفر به‌عنوان راننده انجام شد. يافته‌ها: نتايج تجزيه و تحليل داده‌ها نشان داد كه در تراكتور MF285 ، افراد با شاخص BMI بيش‌تر (در محدوده طبيعي)، زاويه قرارگيري زانو و ران پاي كم‌تر، از ميزان كاهش آستانه درد كم‌تري در حين كلاچ‌گيري برخوردارند. در نتيجه اين افراد با فشارهاي نامتعارف كم‌تري در هنگام كلاچ‌گيري تراكتور MF285 بر روي عضله گاستروكينيموس روبه‌رو بودند. در تراكتور MF399 شاخص BMI بيش‌ترين ضرايب رگرسيوني را در تمام فواصل زماني در حين و پس از كلاچ‌گيري داشت و تأثير اين متغير در تمامي فواصل زماني بر روي كاهش آستانه درد رانندگان، بيش‌ترين مقدار بود. بطوري‌كه با افزايش يك واحد در شاخص BMI ميانگين كاهش آستانه درد در 30 ثانيه و 60 ثانيه كلاچ‌گيري و پس از 60 ثانيه استراحت به ترتيب 1، 0/89 و 0/69 نيوتن كاهش مي‌يابد. نتايج كاربرد الگوريتم ژنتيك نشان داد كه شاخص BMI ، زاويه‌هاي زانو، ران و مچ پا به ترتيب 24/75 كيلوگرم بر مترمربع، 101، 76 و 100 درجه، ميزان كاهش آستانه درد عضله گاستروكينيموس كاربران تراكتورهاي MF285 را به 0/016 نيوتن كاهش مي‌دهد. براي كاربران تراكتور MF399 نيز كه شاخص BMI ، زاويه‌هاي زانو، ران و مچ پا به ترتيب 24/86 كيلوگرم بر مترمربع، 130، 115 و 95 درجه، كاهش آستانه درد در حدود 0/316 نيوتن مي‌باشد. نتيجه‌گيري: در اكثر فواصل زماني در حين و پس از كلاچ‌گيري در هر دو تراكتور، شاخص BMI تاثير منفي بر كاهش آستانه درد داشت. عضله گاستروكينيموس كاربراني كه شاخص BMI (در محدوده طبيعي) بيش‌تري داشتند، در هنگام كلاچ‌گيري تحت تنش كم‌تري قرار گرفت.

Background and aims: Due to the rapid development of agricultural mechanization and the use of tractor as one of the most important agricultural machinery, principal focus should be on the health, ergonomic and safety working conditions of the tractor operators. Methods: In this research the impact of BMI index and the leg angles of Iranian common tractors drivers on pain threshold reduction of gastrocnemius muscle during clutching were investigated. Experiments were performed on two tractors including MF285 and MF399 models as two Iranian common tractors. The experiments were conducted by employing 30 drivers. Results: The results of data analysis showed that in MF285 tractor, the drivers with higher BMI index (within the normal range) and lower leg and thigh angles had small decrease of pain threshold. Consequently, these tractor drivers feel low level of stress in their gastrocnemius muscle. The BMI index had the highest regression coefficient for all time intervals during and after clutching of MF399 tractors. The impact of this variable for all time intervals on the reduction of pain threshold was the highest. So that one unit increase in BMI index would decrease the pain threshold reduction by 1, 0.89 and 0.69 N, respectively. The results of genetic algorithm showed that when the BMI index, knee, thigh and ankle angles are 24.75 kgm2, 101, 76 and 100 degrees, the decrease of pain threshold in Gastrocnemius muscle is reached to 0.016 Newton. For the MF399 tractor, when the BMI index, knee, thigh and ankle angles are 24.86, 130, 115 and 95 degrees, the decrease of pain threshold is reached to 0.316 Newton. Conclusion: The effect of BMI index was negative on the decrease of pain threshold for all time intervals, during and after clutching for both of tractors. The Gastrocnemius muscle of the drivers with higher BMI index is under less stress during clutching.