1.4 人体工学在设计领域的应用
自从有人类生存就有了设计，比如劳动工具的设计和制作，但是工业设计是工业化生产之后才开始的，世界工业设计史一般来讲是从1840英国工业化革命开始。工业革命后出现了机器生产、劳动分工和商业的发展，同时也促成了社会和文化的重大变化，这些对于此后的工业设计有着深刻影响。
工业设计的范畴包括人类社会中创造的与生产生活相关的一切“物”，在设计和制造时都必须把“人的因素”考虑在其中，而“物”的范围大到宇航系统、城市规划、建筑设施、机械设备、交通工具、公共设施，小到通信产品、家用电器、服装鞋帽、文具、家具、餐具等生活用品，除此之外，针对作业的设计、作业环境的设计也是工业设计相关的研究范畴。目前，在工业设计领域研究和应用人体工学原理和方法成为目前面临的新课题，人体工学与工业设计相关的领域见图1-9。
图1-9 人体工学与工业设计相关的研究领域
人体工学在设计领域的应用，以家具设计为例，人体工学可为设计家具提供依据。家具产品本身为人使用，且与人体接触密切，所以，家具设计中的尺度、造型、色彩及其布置方式都必须符合人体生理、心理尺度及人体各部分的活动规律，以便达到安全实用、方便舒适和美观的目的。无论是人体家具还是贮存家具都要满足使用要求。其中属于人体家具的椅类家具，要让人坐着舒适，书写方便；床要让人睡得舒适，安全可靠。属于储藏家具的柜、橱、架等，要有适合储存各种衣物的空间，并且便于人们存取。为满足上述要求，设计家具时必须以人体工学作为指导，使家具符合人体的基本尺寸和从事各种相关活动需要的尺寸。
为家具设计提供依据主要体现在可获得相应的家具尺寸和家具造型设计两个方面。
一方面利用人体测量学可以获得相应的家具尺寸。以座椅为例，座椅的高度应参照人体小腿加足高，座椅的宽度要满足人体臀部的宽度，使人能够自如地调整坐姿。一般以女性臀宽尺寸第95百分位数（382mm）并加上穿衣修正量为设计依据。座椅的深度应能保证臀部得到全部支撑，人体坐深尺寸是确定座位深度的关键尺寸。不遵照人体尺度进行设计往往会出现桌子太高、椅子太矮的现象，使人使用起来不舒适、不健康。因此，化妆台需要多高，床需要多宽等，这些数据都不可以随意确定，需要通过数据科学地分析出来。例如，尽管在理论上，床面的面积只要能大于人体本身的投影面积就能为人提供可靠的支撑功能，但事实上，人在睡眠状态下大脑依然处于活动的状态，人体相对床面的受力部位经常会发生变化，也就造成了在睡眠中频繁翻身的状况。床面的宽度过小，那么对于负责空间定位功能的人的小脑来讲，就会在睡眠中时刻处于紧张的状态，进而会影响睡眠质量。
小原二郎教授为研究人在睡眠时姿势的变换，他采取定时间隔摄影的方法（图1-10），研究发现如果将人置于一个宽度足够大的床面上，人在即将进入睡眠状态的时候所需的床面仅仅是人体自身的最大宽度，即大约是人体最大肩宽约500mm；随着睡眠的不断深入，人开始不断地翻身，这时翻身所需要的床面宽度为身体最大宽度的2.5～3.0倍。
图1-10 睡眠姿势变换照片的堆叠
在研究床面宽度与睡眠深度的关系时，他采用脑电波观察发现到一个临界值，床面宽度的临界值为700mm，当床面宽度小于这个数值时，翻身的次数和深度睡眠的程度都会明显减少；当床面的宽度进一步减少至500mm时，人的翻身次数再次减少了30%，而深度睡眠的程度也随之明显减少。因此，要保证人的正常睡眠状态，单人床的最小宽度应该在人的最大宽度的2.5倍，即W≥W1×2.5；其中，W为单人床的床面宽度；W1为人体的最大宽度，即人的肩宽。
另一方面，通过学习人体结构，并以人体结构为依据，进而获得设计家具的造型特征。人体工学可以提供一些普遍性的数据，但它并非仅仅局限于此，通过它，人们可以设计越来越舒服的沙发和床垫。日常生活中，人们进行工作与学习大都坐在座椅上完成这一切，座椅主要起着支撑身体、节省体力的作用。通过学习人体结构，以人体结构为依据，可获得合理的座椅造型设计。按人体工学理论，人体受力最不平衡的部位为腰椎，它要支撑整个上躯并要进行大幅度的运动，所以最容易疲劳。因此，在设计座椅时，应该充分考虑腰椎的受力状况，椅背设计成流线型，便符合人体结构特征，会使腰椎减轻受力，如图1-11所示。在床垫的设计中，如果人直接睡在坚硬的木板上，会因为人体与床面接触点的面积过小而引起身体所受压力过高，该部位的关节和肌肉便会因受到过大的应力而使得血液循环受到影响，引起不舒服的感觉。如果床面硬度过小，也影响人体在入睡之后翻身、调整睡姿动作的实施，与人体生理学要求不符合，因此床垫过于柔软也同样不适合睡眠。
图1-11 人体工学坐椅