Ergonomics - Human factors (English)

Japanese: 人間工学 - にんげんこうがく（英語表記）human factors 英語

What is Ergonomics?

Different researchers define ergonomics in slightly different ways. The International Ergonomics Society defines ergonomics as an independent professional field as follows: "Ergonomics is the scientific discipline concerned with the understanding of the interaction between humans and other elements in a system. It is a professional occupation that utilizes theory, principles, data, and design methods to optimize human well-being and the overall performance of a system. Ergonomists design and evaluate jobs, products, environments, and systems to accommodate people's needs, capabilities, and limitations."

A tool has the function of processing things, and is equipped with a grip (such as a handle) to accomplish this function, and if the relationship between the two is not appropriate, it will not be able to fully utilize its functions. For example, no matter how excellent a tool's functions are in terms of processing things, if the shape and size of the grip, which is the contact surface between the hand and the tool, when using the tool to work, do not match the size and strength of the worker's hand, not only will the tool not be fully effective, but the person using the tool will also be put under extra strain.

This applies not only to tools, but also to operating machines and controlling systems. If the surface of contact (called the interface) when a worker or operator interacts with a machine or system, such as a display device or control device, is not equipped in a way that takes into consideration the various morphological, physiological and other characteristics of humans, it will place a physiological burden on the worker or operator, resulting in poor efficiency in operating the machine or controlling the system, as well as a lack of safety. When interacting with a computer, the display corresponds to the display device and the keyboard corresponds to the control device.

In other words, ergonomics is a related field of study that aims to improve the ease of use of tools and the operating characteristics of machines and systems by incorporating the morphological and physiological characteristics of humans, including the work environment, when using tools, operating machines, and controlling systems, thereby reducing the burden on workers while also increasing work efficiency and improving safety.

[Ken Uchida and Susumu Saito]

History of Ergonomics

The adaptation of humans to tools began with the attachment of handles to ancient stone axes. Since then, humans have learned how to make tools and machines easier to use through the long experience of their predecessors. The word "ergonomics" was coined by a Polish scientist in the 19th century.

The historical trends of ergonomics can be divided into two streams: ergonomics, which originated mainly in Europe and was centered on the scientific study of human labor, and human engineering (now called human factors), which arose in the United States and was based primarily on experimental psychology and engineering. Today, the two streams have merged and continue to exist. The Japanese word "jinbengo" is the Japanese translation of "human engineering."

Scientific interest in human labor is said to have begun around 400 B.C., and the writings of ancient Greek physicians Hippocrates and Galen express concern for the health of workers engaged in certain occupations. It is also said that in the Stone Age, there were considerations given to preventing injuries caused by tools used by humans.

The Industrial Revolution brought about a major change in working patterns. The invention of the steam engine led to the creation of a production system using power-driven machinery, and factory production replaced the production that had previously relied on the manual skills of each worker as the technical standard. The Industrial Revolution extended working hours and increased the intensity of work, resulting in a heavy burden on workers. Working conditions for female workers in spinning factories in particular were extremely harsh.

In this context, in 1857, the Polish scientist Wojciech Jastrzębowski (1799-1882) coined the word ergonomics, derived from the Greek word, to mean the science of labor, which became the root of ergonomics. Incidentally, the word ergonomics comes from the Greek words ergon, meaning work, and nomos, meaning principle or law. Labor science is based on occupational physiology, the science of the body, and occupational psychology, the science of the mind, and has played an important role in the formation of the academic field of ergonomics in Europe and the United States.

The first organization involved in ergonomics in Europe was the Ergonomics Society, founded in the UK in 1949 with the aim of studying the relationship between humans and the environment in which they work from anatomical, physiological and psychological perspectives. This was the beginning of a succession of societies being established in European countries, and the International Ergonomics Association was formed in 1961.

On the other hand, ergonomics in the United States originated from research into preventing aircraft accidents, particularly those involving military aircraft, which occurred frequently during World War II.

One of the most symbolic research projects was the improvement of the altimeter. At the time, aircraft altimeters had three needles, which caused pilots to misjudge the altitude and lead to aircraft accidents. Psychologists and engineers began research into this human error, and as a result, the altimeter became a two-needle indicator, which played a major role in reducing aircraft accidents.

The Human Factors Society of America was founded in 1957, with its origins in a joint conference of the Medical Engineering Society of Los Angeles and the Ergonomics Society of San Diego held in 1956. Today, the society is called the Human Factors and Ergonomics Society.

In the early days of ergonomics research in the United States, the subjects of study were aircraft cockpits, consoles, control devices and displays, as exemplified by research on altimeters, and industrial work efficiency. Later, the subject of study shifted to issues of humans within systems in systems engineering, and today research is being conducted in a wide range of areas, including human factors in urban social systems.

[Ken Uchida and Susumu Saito]

Japanese Ergonomics

The first time the word "ergonomics" was used publicly in Japan was in the book "Nolty Research Ergonomics" (by psychologist Tanaka Kanichi), published in 1921 (Taisho 10). In the same year, Ohara Magosaburo, president of Kurashiki Spinning Company, founded the Kurashiki Institute for Science of Labour (the forerunner of the current Ohara Memorial Institute for Science of Labour) with physiologist Teruoka Gito as director, and conducted a series of studies into the fatigue and work ability of spinners. This was the beginning of ergonomics research. During World War II, research was conducted on preventing aircraft accidents involving military aircraft, just as in the United States.

Serious ergonomic research began in the late 1940s and early 1950s.

In early 1955, three technical books on ergonomics were published, and subsequently, applied research on ergonomics was conducted in all kinds of fields, including research on preventing aircraft accidents led by the Aerospace Medical Research Unit of the Defense Agency (now the Ministry of Defense); research on occupational physiological and ergonomic measures to prevent railway accidents by the Railway Labor Science Institute (now the Railway Technical Research Institute), which was sparked by the Mikawashima railway accident of Japanese National Railways (1962); the compilation of ergonomic data by the Naval Ergonomics Study Group made up mainly of engineers from Japan's major shipbuilding companies; ergonomic examinations in automobile design by the Ergonomics Research Committee established within the Society of Automotive Engineers of Japan; research on the usability of consumer products led by the Industrial Craftsmanship Testing Institute (later the Product Science Research Institute, now the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) in the industrial design world; ergonomic research on indoor furniture such as beds and chairs by the Interior Planning Laboratory of Chiba University; and the activities of the Ergonomics Study Group in the camera industry.

In 1963, the Japan Ergonomics Research Association, the predecessor of the Japan Ergonomics Society, was founded, and around the same time in Kansai, the Kansai Ergonomics Research Association, centered around the Electronic Engineering Laboratory and Psychology Laboratory of Osaka University, was formed. Both groups continued their activities until the launch of the Japan Ergonomics Society in 1964.

The main research activities of the Japan Ergonomics Society cover a wide range of areas, such as the establishment of a qualification system for ergonomics experts, the introduction of clothing ergonomics in clothing design, research into the standardization of methods of measuring human body dimensions that can serve as a benchmark for the design of tools, machines, and consumer products, the creation of procedures for analyzing the causes of accidents caused by human error and countermeasures against them, research into the usability of information technology, and deliberations on standard specifications in the field of ergonomics for the International Organization for Standardization (ISO) and activities for drafting JIS (Japanese Industrial Standards).

[Ken Uchida and Susumu Saito]

Scope of Ergonomics Research

The scope of ergonomics is wide, ranging from large-scale systems such as space station development, nuclear power plant design, and instrumentation systems for power and chemical plants to the ergonomic design of information technology devices, everyday products that we use every day, and even the design of women's underwear.

[Ken Uchida and Susumu Saito]

Safety and Human Error

Aircraft accidents and nuclear power plant accidents often occur as a result of a complex combination of factors, and their causes are often difficult to pinpoint, but many are said to be caused by human error. The cause of the nuclear power plant accident at Three Mile Island in the United States (1979) is said to be human error, a combination of poor judgment and failure to follow operating procedures. Since then, there have been many accidents caused by human error, including large passenger aircraft and railway accidents, which continue to occur to this day.

Weaknesses in human characteristics, particularly getting used to something, or adapting, also mean a decrease in sensitivity, and human errors often occur due to a decrease in attention due to getting used to something. Carelessness is not the cause of mistakes, but is a human characteristic that can happen to anyone as a result of fatigue, etc. "To err is human," and it is necessary to be aware of this as a principle of ergonomics.

Human error is often caused by a combination of internal factors that depend on the activity state (level of consciousness) of the cerebral cortex and external factors such as the various working environments surrounding the worker. For example, the accident at the Three Mile Island nuclear power plant is said to have been caused directly or indirectly by human error or work mistakes by the operator, as mentioned above, but it has been analyzed that the layout of the instruments on the instrument panel was extremely poor from an ergonomic point of view, which led to the operator's error due to the sudden occurrence of an emergency. In other words, when the consciousness level of the cerebral activity is functioning normally, the reliability of a human is 0.99 to 0.99999 or higher, but when an emergency occurs, attention is focused on one point, judgment ability stops, and an emergency defense reaction is activated, causing the reliability to drop to 0.9 or less. Technical measures that back up such human weaknesses include the automatic piloting device of an aircraft and the ATC (automatic train control) device installed on the Shinkansen and other trains, which operate in an emergency and act as a fail-safe device. Fail-safe is a system that always maintains control on the safe side even in the event of human error or equipment failure, preventing the situation from escalating into a disaster.

Many accidents caused by human error in chemical plants, including nuclear power plants, are triggered by defects or deficiencies in the human-machine interface in instrumentation, control, and other equipment.

[Ken Uchida and Susumu Saito]

Easy to use interface

In the era of tools, the interface was primarily determined by the fit of the tool handle and its grip. Particularly in cases that required human control and dexterity, such as carpenter's or shipbuilders' tools, there was a world of "familiarity," and each worker would check with his or her own hand how the handle of the tool felt when making the tool.

In the days when tools were mechanized and motorized, the grip of handles and levers was the subject of research as an interface issue because of their ease of operation. However, today, interface issues with devices that incorporate computer technology have moved away from the world of grip and been replaced by the world of touch in the world of the senses. For example, operating a keyboard on a personal computer is more like touching than typing like a typewriter. There are various interface issues in keyboard operation, but to operate accurately and quickly, the operator needs to know at all times whether the key is being pressed correctly.

In general, the height of the work surface in manual work is considered to be the height of the elbow when the upper arm is lowered and the elbow is bent. When operating a keyboard, if the keyboard is higher or lower than this height, it puts strain on the wrists, shoulders, and lower back, causing fatigue. Also, if the keyboard angle is not appropriate, it puts strain on the forearms and causes fatigue. For example, it is said that if you bend your wrists 45 degrees and continue in that position for about one minute, you will experience muscle pain, and the work intensity will be such that you will become fatigued after 2 to 3 minutes.

From an ergonomic perspective, the ease of use of a consumer product is considered in terms of spatial factors, operability factors, information display factors, safety factors, environmental factors, design factors, and factors of the actual tool function.

Spatial factors, in the case of a product used by hand, are the relationship between the size of the hand and the grip characteristics and the dimensions and shape of the product. Usability factors are the relationship between the movement characteristics and muscle strength of the hand and the operational characteristics of the product, and information display factors are the relationship between the size of letters and numbers, the brightness of the screen, and visual characteristics when information is displayed on a screen such as a personal computer.

Safety factors refer to whether or not there are any factors that could cause injury to humans when the product is used, while environmental factors refer to issues such as whether the lighting conditions are appropriate when the product is used, whether it is a source of noise, whether it is a source of bad odors, or whether it is a source of radiation that could cause injury to humans. For consumer products, aesthetic effects may also be an issue depending on the product. Design factors are influenced by the trends and values of the time, and include forms that respond to these. Taking the above points into consideration, tool function factors refer to whether the product satisfies the tool function sufficiently.

The factors that determine ease of use are as described above, but from the consumer's perspective, the priorities of these factors vary depending on the product.

For example, a consumer survey showed that for pots, safety is given priority, followed by design, environmental factors, and spatial factors in the order of ease of use, while for chairs, design is given priority, followed by safety, spatial factors, and environmental factors. For motorcycles, maneuverability is the number one factor, and for personal computers, screen visibility is the number one factor.

From an ergonomic point of view, it goes without saying that a desirable product is one that satisfies all of the components that contribute to ease of use. However, in mass-produced products, it is often difficult to satisfy all of the factors, so ergonomic considerations are often given in order of priority to the components.

[Ken Uchida and Susumu Saito]

Easy to wear interface

Just as tools are said to be the externalization of the functions of the hand, it can be said that clothing, shoes, and other things worn on the body are the externalization of the functions of the skin.

The functions of clothing include coverage, health, adaptability, dressability, and durability. These factors are similar to the components of usability, and so are ergonomic considerations.

Characteristics of the body-clothing system include compatibility, mobility, stability, coverage, sweat absorption, contact, and operability. In order to satisfy these characteristics, the challenge is how to adapt the attributes of the body and the attributes of the material to improve wearability. For example, in the case of inner wear, compatibility is the degree of contact between the body surface and the clothing when the body is stationary, and mobility is the issue of whether the material of the clothing stretches and contracts to accommodate the creases that appear on the body surface due to joint movement and the skin that stretches and contracts due to movement. Contact is the issue of whether the material used does not give the skin a cold or rough feeling because the clothing is in direct contact with the skin. In the case of outer wear, compatibility can be said to be the allowable amount of space design between the clothing and the body surface, taking into account heat retention. In addition, resilience refers to whether or not wrinkles in clothing that occur due to the movement of the living body can be restored to their original state, and coverage is related to heat retention and weather resistance, and is a matter of the degree to which the skin is covered, depending on regional differences, seasons, and environments.

When it comes to design, clothing is obviously subject to the fashions, morals, and social constraints of the time, and ergonomic considerations are often ignored. For this reason, clothing that requires ergonomic considerations is often limited to office and work clothes, fireproof clothing, and even special clothing such as space suits for astronauts. Recently, ergonomic considerations have also been applied to the design of sportswear and wetsuits.

Related to ease of wearing, the ease of putting on shoes is one area for which ergonomic consideration must be given, and it is believed that the constituent factors of ease of putting on can be extracted using a similar approach to the constituent factors of ease of use.

In recent years, especially with regard to women's shoes, there has been an increase in complaints of pain due to the development of "bunions" (a phenomenon in which the big toe bends under the second toe, causing the bone at the base of the big toe to protrude), as well as pain in the soles of the feet, as is the case in Europe and the United States. It is believed that the cause of the development of bunions lies in shoe design, and designs to reduce the occurrence of bunions have finally become the subject of research in recent years, but a solution will require research from various angles, including the physiology and function of the foot.

[Ken Uchida and Susumu Saito]

"An Introduction to Modern Ergonomics" by Kiyoji Asai (1980, Ohmsha)" ▽ "Measuring the Human Body" by Jiro Obara et al. (1986, Nihon Shuppan Service)" ▽ "Complete Works Editorial Committee, Industrial Design Complete Works, 8 volumes (1983-1990, Nihon Shuppan Service)" ▽ "Masada Wataru, Ergonomics, revised and expanded edition (1997, Koseisha Kosei-kaku)" ▽ "Ergonomics" edited by UNESCO and translated by Suzuki Kazushige (1999, Nihon Shuppan Service)" ▽ "Encyclopedia of Ergonomics" edited by Oshima Masamitsu and edited by Okubo Takao et al. (2005, Maruzen Publishing)" ▽ "Encyclopedia of the Body" edited by the Japanese Society of Physiological Anthropology (2009, Maruzen Publishing) " ▽ "Ergonomics Handbook (Popular Edition)" edited by Ito Kenji, Kuwano Sonoko, and Komatsubara Aketetsu (2012, Asakura Shoten) ▽ "JIS Handbook of Ergonomics, various editions, edited and published by the Japanese Standards Association" ▽ "G. Salvendy ed. Handbook of Human Factors and Ergonomics, 3rd ed. (2006, John Wiley and Sons)" ▽ "W. Karwowski ed. International Encyclopedia of Ergonomics & Human Factors, 2nd ed. (2006, Taylor & Francis)"

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

人間工学とは

人間工学の定義の仕方には、研究者によって多少の違いがみられる。国際人間工学会では、人間工学を独立した専門領域として次のように定義している。「人間工学は、システムにおける人間とほかの要素とのインタラクション（相互作用）を理解するための科学的学問領域である。また人間工学は、人間の安寧とシステムの総合的性能との最適化を図るため、理論・原則・データ・設計方法を有効に活用する専門的職域である。人間工学者は、人々の要求・能力・限界等に適用するよう、仕事・製品・環境・システム等を設計し評価する役割を果たしている」。

　道具は物を加工するという働きをもち、その働きを遂行するための握りの部分（柄(え)など）を備えていて、その両者の関係が適切でないと十分な効果を発揮することができない。たとえば、物を加工するという働きからみて、どんなに優れた機能をもつ道具であっても、その道具を使って仕事をするとき、手と道具との接触面である握りの部分、つまり把手(とって)の形態や大きさなどが作業者の手の大きさや手の筋力に見合ったものでないと、道具としての十分な効果が得られないばかりか、その道具を使って仕事をする人間に余分な負担がかかることになる。

　このことは、道具ばかりでなく、機械を操作したり、システムを制御したりする場合も同様である。作業者やオペレーターが、機械やシステムに関与する際の接触面（インターフェースinterfaceとよばれる）、たとえば表示装置や制御装置などが、人間のもっている形態的・生理的などのさまざまな特性に見合った考慮を払った形で装備されていないと、作業者やオペレーターに生理的な負担がかかり、機械操作やシステム制御に際しての効率が悪くなるばかりでなく、安全性をも欠くことになる。コンピュータと対話する際の、ディスプレーが表示装置であり、キーボードが制御装置に相当する。

　つまり、人間工学とは、道具の使用、機械の操作、システムの制御などに際し、その作業環境をも含めて、人間の形態的・生理的な諸特性を取り入れることによって、道具の使いやすさや機械、システムの操作特性などを向上させ、作業者の負担を軽減すると同時に、作業効率をあげ、安全性を高めようとすることを目的とする関連領域の学問である。

［内田　謙・斉藤　進］

人間工学の歴史

人間と道具の適応は、すでに古代の石斧(せきふ)に柄がつけられていたことに始まる。以来、人間は道具や機械の使いやすさを、先人たちの長い経験のなかに学んできた。「人間工学」ということばは、19世紀、ポーランドの科学者の造語である。

　人間工学の歴史的な流れには、人間の労働に関する科学的な研究を中心とする、主としてヨーロッパにおこったアーゴノミクスergonomics（エルゴノミーErgonomie）と、実験心理学および工学を主体としてアメリカに誕生したヒューマン・エンジニアリングhuman engineering（今日ではヒューマン・ファクターズhuman factorsとよばれている）の二つの流れがある。今日では両者は互いに融合し存続している。日本語の「人間工学」はhuman engineeringの和訳である。

　人間の労働についての科学的関心は紀元前400年ころに始まるといわれ、古代ギリシアの医学者ヒポクラテスやガレノスらの記述のなかには、ある種の職業に従事する作業者の健康を危惧(きぐ)する内容がみられるという。また石器時代には人間が使用する道具による傷害に対して、これを防ぐ配慮をしたものもあるといわれる。

　労働形態が大きく変革したのが産業革命である。蒸気機関の発明を契機として、動力を軸とする機械による生産体制がつくりだされ、それまで労働者ひとりひとりの手工的熟練を技術的な基準としていた生産は、工場生産にとってかわられた。産業革命は労働時間の延長をもたらし、労働の密度を高めるために、働く人間に大きな負担強いる結果となった。とくに紡績工場では女子労働者の労働条件が過酷を極めていた。

　こうした背景のなかで、1857年にポーランドの科学者ヤストシェンボフスキWojciech Jastrzębowski（1799―1882）は、労働の科学をギリシア語に由来するergonomicsとして造語し、このことが人間工学のルーツとなった。ちなみにergonomicsは、ギリシア語の仕事を意味するergonと、原理ないし法則という意味のnomosに由来する。労働科学は肉体に関する科学である労働生理学と、精神に関する労働心理学とを基礎として成り立ち、欧米における人間工学の学問形成にも重要な役割を果たしている。

　ヨーロッパにおける人間工学にかかわる組織は、1949年、人間とその人間が作業する場としての環境の関係を解剖学的・生理学的・心理学的な側面から研究することを目的に、イギリスで人間工学会The Ergonomics Societyが設立され、これを皮切りにヨーロッパ各国に学会が相次いで設立され、1961年には国際人間工学会International Ergonomics Associationが組織された。

　一方、アメリカにおける人間工学は、第二次世界大戦において頻繁に起こった軍用機を中心とする航空機事故を防止するための研究が発端となっている。

　その象徴的な研究として高度計の改良があげられる。当時、航空機の高度計は三針表示計であったため、操縦士がしばしば高度を見誤り、それが原因の航空機事故が引き起こされた。この人間の錯誤を検討するために心理学者や工学者が研究を開始し、その結果、高度計は二針表示計となり、航空機事故の減少に大きな役割を果たした。

　アメリカの人間工学会The Human Factors Society of Americaが設立されたのは1957年で、その発端は1956年に開催されたロサンゼルスの医学工学協会とサン・ディエゴの人間工学協会の連合大会であった。現在では学会名称をHuman Factors and Ergonomics Societyとしている。

　アメリカの人間工学研究の初期は、高度計研究に象徴されるように航空機の操縦室、コンソール、制御装置や表示装置、産業における作業効率などが研究対象とされたが、その後、システム工学におけるシステムのなかの人間の問題が研究対象となり、今日では都市社会システムにおけるヒューマン・ファクターなど広い領域における研究が行われている。

［内田　謙・斉藤　進］

日本の人間工学

日本で初めて「人間工学」ということばが公に使われたのは、1921年（大正10）に出版された『能率研究人間工学』（心理学者、田中寛一著）であろう。同年、倉敷(くらしき)紡績の社長大原孫三郎は、生理学者の暉峻義等(てるおかぎとう)を所長として倉敷労働科学研究所（現在の大原記念労働科学研究所の前身）を創設し、紡績工の疲労や作業能力などに関する一連の研究を行った。これが人間工学研究の草分けである。第二次世界大戦中はアメリカと同様に軍用機の航空機事故防止などの研究が行われていた。

　本格的な人間工学的研究の始まりは、昭和20年代後半から30年代初頭にかけてである。

　1955年（昭和30）初頭、3冊の人間工学の専門書が出版され、その後、防衛庁（現、防衛省）の航空医学実験隊を中心とする航空機事故防止のための研究、国鉄の三河島の鉄道事故（1962）に端を発する鉄道労働科学研究所（現在の鉄道総合技術研究所）における労働生理学的・人間工学的な鉄道事故防止対策に関する研究、日本の主要造船会社の技術陣を中心とする艦船人間工学研究会による人間工学資料集成の作成、自動車技術会のなかに設立された人間工学研究委員会の自動車設計における人間工学的検討、工業デザイン界における産業工芸試験所（後の製品科学研究所、現在の産業技術総合研究所）を中心とする消費者製品の使いやすさに関する研究、千葉大学室内計画研究室におけるベッドや椅子(いす)などの室内家具の人間工学的研究、カメラ業界における人間工学研究会の活動など、あらゆる分野で人間工学に関する適用研究が行われた。

　1963年、日本人間工学会の前身である日本人間工学研究会が創設され、また関西では大阪大学の電子工学研究室や心理学研究室を中心とする関西人間工学研究会がほぼ同時期に誕生、それぞれ活動を続けていたが、1964年日本人間工学会が発足した。

　日本人間工学会のおもな研究活動は、たとえば、人間工学専門家資格制度の確立、衣服に関連して被服設計における被服人間工学の導入、道具や機械あるいは消費者製品の設計に際して一つの基準になる人体寸法の測定法の標準化に関する研究、ヒューマン・エラーによる事故の原因解析と対策における人的事故の原因分析手順の作成、情報技術のユーザビリティ（使いやすさ）研究、国際標準化機構（ISO）の人間工学領域における標準規格審議やJIS（日本工業規格）原案作成活動など広範な領域に及ぶ。

［内田　謙・斉藤　進］

人間工学研究の適用範囲

人間工学の適用範囲は広い。巨大システムでは、宇宙基地開発や原子力発電所の設計、電力や化学プラントの計装システムなどから、情報技術関連機器の人間工学的設計、日常手にする日常生活製品、さらには女性用の下着のデザインにまで及んでいる。

［内田　謙・斉藤　進］

安全とヒューマン・エラー

航空機事故や原子力発電所の事故は複雑な要因の積み重なりの結果生じることが多く、その原因は単純に断定できないことが多いが、ヒューマン・エラーに起因するものも少なくないとされる。アメリカ、スリー・マイル島で起きた原子力発電所の事故（1979）原因は、人間の判断ミスと運転手順の不履行が重なったヒューマン・エラーによるものとされている。その後、現在に至るまで絶えることのない大型旅客機や鉄道事故など、ヒューマン・エラーに起因する事故は少なくない。

　人間特性の弱点、とくに慣れ、つまり適応するということは感受性が低下することでもあり、慣れて注意力が低下することに起因するヒューマン・エラーもしばしば発生する。不注意はミスの原因ではなく、疲労等の結果としてだれにでも起こりうる人間の特性である。「ヒトはだれでも過ちを犯すもの（To err is human）」であり、このことは人間工学上の原則として意識することが必要である。

　ヒューマン・エラーは、大脳の活動状態（意識レベル）に左右される内的要因と、作業者を取り巻くさまざまな作業環境などの外部要因が複合して事故を引き起こしている場合が多いとされる。たとえば、スリー・マイル島の原子力発電所の事故は、前述したようにオペレーターのヒューマン・エラー、あるいは作業ミスが直接的・間接的な原因になっているとされているが、計装パネルの機器配置が人間工学的にみてきわめてまずく、それが緊急事態の突発によってオペレーターのエラーを招いた、と解析されている。つまり、大脳の活動の意識レベルが、正常に働いているときの人間の信頼度は0.99～0.99999以上であるが、緊急事態が発生した場合には、注意作用は1点に集中し、判断能力は停止し、緊急防衛反応が働いて、その信頼度は0.9以下に低下するといわれる。こうした人間の弱点をバックアップする技術的な対策が、航空機の自動操縦装置や、鉄道の新幹線などに取り付けられたATC（automatic train control）装置などで、これらは緊急時に作動して、フェイルセーフ装置として働くのである。フェイルセーフは、ヒューマン・エラーや機器故障等の場合でも、つねに安全側に制御して災害にまで発展させない仕組みである。

　原子力発電所に限らず、化学プラントで起こったヒューマン・エラーに起因する事故の多くは、計装や制御などの装置における人間と機械とのインターフェースの欠陥や不備から誘発されている。

［内田　謙・斉藤　進］

使いやすさのインターフェース

道具時代におけるインターフェースは、主として道具の柄とその握りとの適合の良否に置かれており、とくに作業用の大工道具や船大工の道具などのように人間の手加減と器用さを要求される場合には「馴染(なじ)む」という世界があって、道具の柄の握り具合を作業者ひとりひとりが自分の手で確かめながらつくっていた。

　道具類が機械化され、電動化された時代には、把手やレバーなどはその操作のしやすさから握り具合がインターフェースの問題として研究の対象とされた。しかし今日のようにコンピュータ技術を導入した機器とのインターフェースの問題は、握りの世界から離れて、感覚の世界におけるタッチ（接触）に置き換えられてきている。たとえばパーソナルコンピュータ（パソコン）のキーボード操作は、タイプライターのようにたたく作業というよりタッチする作業に近い。キーボード操作におけるインターフェースの問題は種々あるが、正確でしかも迅速な操作のためには、作業者はつねにキーが確実に押されているかどうかを知る必要がある。

　一般に手作業における作業面の高さは、上腕を下垂させて肘(ひじ)を曲げたときの肘頭の高さが目安とされている。キーボード操作でも、キーボードの高さがこれよりも高かったり低かったりすると手首や肩、腰に負担がかかりやすく、疲れる原因になる。またキーボードの傾斜角が適切でないと、前腕に負担がかかり疲労の原因になる。たとえば手首を45度に背屈してその状態を1分間ほど続けていると筋痛が生じ、2～3分で疲れてしまうほどの作業強度であるといわれている。

　人間工学からみた消費者製品の使いやすさは、空間的要因、操作性要因、情報表示要因、安全性要因、環境要因、デザイン要因、および本来の道具機能要因といった点から考えられる。

　空間的要因とは、手で使う製品であれば手の大きさや握り特性と製品の寸法および形態との関係である。操作性要因とは、手の運動特性や筋力と製品の操作特性との関係、情報表示要因とは、パーソナルコンピュータのように画面に情報が表示される場合の文字・数字などの大きさ、画面の輝度などと視覚特性の関係である。

　安全性要因とは、その製品の使用に際して人間に傷害をもたらす要因が存在していないかという問題であり、環境要因は、製品の使用にあたって照明条件が適切か、騒音源とならないか、悪臭の発生源や人間に傷害をもたらす放射線の発生源とならないかなどの問題である。消費者製品であれば、製品によっては美的効果が問われることもある。デザイン要因はその時代の流行や価値観によって左右されるが、それに対応するための造形性などが含まれる。以上のような観点を踏まえたうえで、その製品が十分な道具機能を満足させているかが道具機能要因である。

　以上のように使いやすさの因子は構成されているが、これらの因子を消費者の目からみると、その優先順位が製品によって異なる。

　たとえば消費者の意識調査によれば、ポットでは安全性が優先され、デザイン性、環境要因、空間的要因の順位で使いやすさの評価がなされており、椅子ではデザイン性が優先されて、安全性、空間的要因、環境要因の順になっている。またオートバイでは操縦性要因が1位を占めるし、パーソナルコンピュータでは画面の視認性が1位を占める。

　人間工学的にみて、使いやすさの構成因子をすべて満足させる製品が望ましい製品であることはいうまでもないが、大量生産による製品ではすべての因子を満足させることは困難な場合が多く、構成因子の優先順で人間工学的配慮がなされる場合が多い。

［内田　謙・斉藤　進］

着やすさのインターフェース

手の働きが外化したのが道具であるといわれるように、皮膚の働きを外化したものが被服や靴など身体に着けるものであるといえる。

　被服の機能には被覆性、保健性、適応性、装身性および耐久性などがある。これらの要因は、使いやすさの構成因子と似ており、人間工学的な対応の仕方も同様である。

　生体―被服系における特性は、適合性、可動性、復原性、被覆性、吸汗性、接触性、操作性などがあげられる。これらの特性を満足させるために、生体側の属性と材料側の属性をどのように適応させて着やすさをよくするか、ということが課題であろう。たとえばインナーウェアinner wearでみると、適合性とは、生体の静止時における体表と被服の密着度であり、可動性とは、関節の動きによって体表に現れる屈曲じわや運動によって伸縮する皮膚に対応して被服の材質が伸縮するかどうかの問題である。また接触性は、被服が直接に皮膚に密着するため、肌にひやりとする感覚やざらざらした感触を与えないような材質のものが使われているかどうかなどの問題である。アウターウェアouterwearでみると、適合性とは、保温性をも加味した被服と体表との間の空間設計の許容量といえよう。また復原性とは、生体側の運動に伴ってできた被服のしわが元に戻るかどうかであり、被覆性とは、保温性や耐候性などと関連しており、地域差や季節、あるいは環境によって、肌をどの程度覆うかという問題である。

　デザイン性については、被服においてはその時代の流行性やモラル、あるいは社会的な制約を受けることが顕著であり、しばしば人間工学的な配慮がないがしろにされる場合が多くみられる。そのため、人間工学的な配慮を必要とする被服は、作業用の事務服や作業着、防火服、さらには宇宙飛行士用の宇宙服のような特殊な被服が対象となる場合が多い。また最近では、スポーツウェアやウェットスーツなどのデザインに人間工学的な配慮がなされるようになってきている。

　着やすさに関連して、靴の履きやすさも人間工学的な配慮が払われなければならない対象の一つであるが、その履きやすさの構成因子は、使いやすさの構成因子と同じようなアプローチで抽出することができると考えられる。

　近年、とくに婦人靴において、欧米でそうであるように「外反母趾(がいはんぼし)」（足の親指が第2指の下に潜るように曲がり、親指の付け根の骨が突出する現象）の発生による痛みの訴えや、足の裏の痛みの訴えが多くなってきている。外反母趾発生の要因は靴のデザインにあると考えられ、それを少なくするようなデザインも、近年ようやく研究の対象になってきているが、その解決には足の生理、機能をも含んださまざまな角度からの研究が必要であろう。

［内田　謙・斉藤　進］

『浅居喜代治著『現代人間工学概論』（1980・オーム社）』▽『小原二郎他著『人体を測る』（1986・日本出版サービス）』▽『全集編集委員会編『工業デザイン全集』全8巻（1983～1990・日本出版サービス）』▽『正田亘著『人間工学』増補新版（1997・恒星社厚生閣）』▽『ユネスコ編、鈴木一重訳『人間工学』（1999・日本出版サービス）』▽『大島正光監修、大久保堯夫他編『人間工学の百科事典』（2005・丸善出版）』▽『日本生理人類学会編『カラダの百科事典』（2009・丸善出版）』▽『伊藤謙治・桑野園子・小松原明哲編『人間工学ハンドブック（普及版）』（2012・朝倉書店）』▽『日本規格協会編・刊『JISハンドブック　人間工学』各年版』▽『G. Salvendy ed.Handbook of Human Factors and Ergonomics, 3rd ed.（2006, John Wiley and Sons）』▽『W. Karwowski ed.International Encyclopedia of Ergonomics & Human Factors, 2nd ed.（2006, Taylor & Francis）』