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Measuring mental workload at the workplace using (psycho-) physiological measurement techniques seems desirable but is difficult to implement. Conventional analysis techniques are designed to cover longer measurement durations, neglecting the demands of modern work places: high worker flexibility and constantly fluctuating mental workload. As an alternative analysis approach, measurement (resp. analysis) duration can be shortened and event-based pattern analysis of various physiological parameters can be performed. The effects of such approaches are demonstrated by experimental examples. Furthermore, an event-timestamp independent framework is presented. Focusing on occasionally occurring peaks and longer lasting plateaus in mental workload trajectories, an automatized analysis of workload during work processes becomes possible.
Practical relevance: With steadily increasing cognitive demands at work the risk of mental fatigue increases too. Mental workload is not directly observable at the workplace and the objective measurement and interpretation is complicated. Improving the overall assessment and analysis strategies for (physiological) mental workload indicators can benefit the quality of risk assessments of workplaces and processes as well as enable the possibility of demand-orientated control of (informational) assistance systems to prevent mental overload and resulting health constraints.
Die zunehmende Digitalisierung und Technologisierung sorgt branchenübergreifend für eine Verlagerung der subjektiv erlebten Beanspruchung von physischer hin zu mentaler Beanspruchung. Um Arbeitsabläufe hinsichtlich auftretender Schwankungen mentaler Beanspruchung optimierbar zu machen, muss diese in Echtzeit am Arbeitsplatz erfassbar sein. Die Verwendung physiologischer Messinstrumente wie Elektrokardiogramm, Eye Tracking und Hautleitfähigkeit bieten dabei eine Möglichkeit der objektiven Quantifizierung der auftretenden Schwankungen. Im Rahmen verschiedener Feld- und Laborstudien konnte gezeigt werden, dass, in Abhängigkeit der Analyseeinheit (gesamter Prozess oder einzelne beanspruchungsinduzierende Events), unterschiedliche physiologische Parameter in der Lage sind Veränderungen der mentalen Beanspruchung nachzuweisen. Insgesamt erwiesen sich dabei die Herzfrequenz sowie die Ausdehnung der Pupille als sensitivste Indikatoren. Für eine live Erfassung im Arbeitsprozess bedarf es zukünftig, neben der Weiterentwicklung von tragbarer Messmethodik (Wearables), eine Entwicklung neuer Algorithmen zur Kombination verschiedener Parameter zu einem allgemeinen Indikator für mentale Beanspruchung, sowie der Bearbeitung einiger theoretischer Probleme, wie unter anderem der Definition von Grenzwerten der mentalen Beanspruchung. Um abseits bestehender Probleme Veränderungen der Beanspruchung am konkreten Arbeitsplatz einschätzbar zu machen, wurde eine alternative Auswertungsstrategie basierend auf kurzfristigen Peaks und längerfristigen Plateaus vorgeschlagen.