Vind, salt sjø og temperaturer langt nede på gradestokken. Det blir arbeidsmiljøet for hardhausene som skal jobbe på olje- og gassinstallasjoner i Arktis.

Men i slike situasjoner kan operatørene bli så innstilt på å gjøre ferdig oppgaven at ferdighetene blir redusert på grunn av kulde – og jobben ikke blir godt nok utført. Det kan igjen føre til økt risiko seinere.

Derfor utvikler forskere en jakke med innebygde sensorer. Den skal overvåke både kroppstemperatur og aktiviteten til arbeiderne – og kan bli et nyttig verktøy: Direkte målinger av arbeiderens fysiske belastning vil gi klar beskjed om det er tid for å avslutte arbeidsøkta. 

I dag er det kun temperatur- og vindmålinger som gir en pekepinn på om det er forsvarlig å jobbe på steder med ekstremt klima, som for eksempel Melkøya på Finnmarks-kysten.

Med armen som sensor

Jakken er blitt til i Sintefs laboratorier og er utstyrt med innebyggede sensorer. Plagget, som foreløpig er på prøvestadiet, måler håndtemperatur samt temperatur og fuktighet på innsida og utsiden av jakkeermet. I tillegg overvåker den personens aktivitetsnivå.

Dette vil gi forskerne viktig informasjon om forholdene der personen oppholder seg, og hvordan personen har det under arbeidet. De siste forsøkene har gått ut på å overprøve sensorene i jakken gjennom å teste disse mot et sett eksterne sensorer i et laboratorium.

• Se også: Jakke på Facebook

– Så langt ser målingene lovende ut. Vi ser at sensorene i jakka og sensorene som vi kontrollmåler med, registrerer omtrent samme temperaturer – selv når temperaturen i miljøet svinger.

– Vi ser at jo nærmere kroppen sensoren sitter, jo mer stabile er målingene, noe som er naturlig, siden kroppen regulerer temperaturen selv, sier forsker og arbeidsfysiolog Øystein Wiggen.

Målingene viser også at temperaturen på utsiden av jakken blir litt påvirket av temperaturen til testpersonen når det er kaldt. Det vil si at sensorene måler en litt høyere temperatur enn omgivelsestemperaturen.

Dette må man ta hensyn til hvis jakken skal brukes til å avgjøre om det er for kaldt til å jobbe eller ikke.

Følsomt utstyr for røffe forhold

Mens helseforskere har stått for den fysiologiske forskningsbiten, har IKT-forskere sett på integrering av elektronikken i jakken og utviklingen av selve sensormodulen IsenseU, som altså måler mer enn temperaturer: 

– Jakken inneholder sensormodulen IsenseU, som består av styringselektronikk, trådløs overføring og batteri, samt flere sensorer. I tillegg er det mulig å koble til to valgfri eksterne sensorer.

– Det krever at de sensorene som kan kobles til må snakke samme språk som sensormodulen og mottakerenheten. Løsningen kan brukes i mange sammenhenger – vi bruker den for eksempel også til å overvåke pasienter under rehabilitering av gange, forteller seniorforsker Trine M. Seeberg. 

Men i dette prosjektet skal sensorene altså brukes til å overvåke arbeidere som jobber i ekstreme arbeidsmiljø.

Jakken inneholder blant annet en aktivitetssensor som kan måle bevegelse, rotasjon og retning. Denne er satt sammen av et akselerometer, et gyroskop som enkelt fortalt kan måle rotasjon, samt et digitalt kompass.

– Dette gjør at vi kan overvåke både posisjonen og bevegelsene til arbeideren veldig nøye – og lett se om personen er i ro eller i aktivitet, i tillegg til å måle temperatur, fuktighet og svette, sier Seeberg.

Jakken har også potensiale til for eksempel å kunne registrere vibrasjoner. Dette kan være nyttig for å måle belastningen arbeideren utsettes for under arbeid med store driller og andre maskiner

Sensorene kommuniserer med omverden via Bluetooth Smart, som krever veldig lite energi, fordi batteriet varer lenge. Dataene kan for eksempel sendes til en smarttelefon eller til en PC. Herfra kan igjen dataene sendes via mobilnettet til et kontrollrom, forklarer Seeberg.

Tøffe krav til følsomme sensorer

Å integrere de avanserte sensorene i en jakke som skal tåle både kulde og tøff bruk, har vært en utfordring. På den ene siden må sensorene være i kontakt med både luft og hud – samtidig trenger de beskyttelse mot røff bruk, noe som er motstridende krav.

Kablene må også være fleksible, sånn at jakken ikke skal hindre bevegelse.

Utfordringene har forskerne løst på ulike måter:

– Vi har blant annet valgt å ta i bruk en sensor som ikke trenger å være i kontakt med selve huden for å måle temperaturen på den. Den er i stand til å “se” overflatetemperaturen på arbeiderens hånd.

– Når det gjelder ledningene har vi brukt tråd med lederegenskaper, som kan veves inn i tekstilet samtidig som den tåler å bøyes og strekkes i alle mulige retninger, sier Seeberg.

Individuelle forskjeller

Gode målinger er en forutsetning for at teknologien skal blir nyttig. Men opplevelsen av kulde er forskjellig fra person til person.

– Det er individuelle forskjeller på når noen fryser eller opplever kulde som ubehagelig. Vi vet for eksempel at kvinner ofte fryser tidligere enn menn, fastslår Øystein Wiggen.

Tanken med utstyr som IsenseU er å skaffe objektive målinger som kan bidra til beslutningsstøtte for en arbeidsleder.

– Min erfaring er at mange som arbeider ute presser seg selv over de grenseverdiene som er etablert, uten at dette gjør dem noe vondt.

– Det kan godt være at vi må bruke et slags trafikklyssystem i slike situasjoner, der grønt betyr ok, gul betyr pass på og rødt betyr at det er fare på ferde, sier Wiggen.