Cilvēka fizioloģiskos rādītājus darba procesā ietekmē prasības darbā, darba vide un darba izpildījums. Organisms cenšas pielāgoties apstākļiem, izvēloties noteiktu darba pozu, konkrētas darba kustības, kas nereti noslogo atsevišķu fizioloģisko funkciju un orgānu darbību. Palielinās skābekļa un enerģijas patēriņš, mainās ķermeņa temperatūras un citi rādītāji. Krasas izmaiņas norisinās muskuļu, skeleta, saistaudu sistēmā (MSSS) un perifēriskajā nervu sistēmā (PNS). Var pievienoties arī izmaiņas centrālajā nervu sistēmā.

Fizisko slodzi no mūsdienu ergonomikas viedokļa iedala četrās kategorijās: smags fizisks darbs, monotons darbs, statisks darbs, sēdošs darbs. MSSS traucējumi ir viens no iespējamiem ilgtermiņa efektiem pēc akūtas organisma reakcijas uz fizisko slodzi. Tas zināmā mērā ir atkarīgs no individuāliem rādītājiem, piemēram, ķermeņa masas, auguma, organisma fiziskās sagatavotības, izturības un tamlīdzīgi. Slodzes ergonomikas principus plaši pielieto ražošanā un pakalpojumu sniegšanā, kā arī mājas vidē, lai novērstu traumas, arodslimības un ar darbu saistītās slimības. Ergonomisko risinājumu izstrādāšanā iesaistās industriālie ergonomisti, darba fiziologi, darba psihologi, arodveselības ārsti.

Fiziskās slodzes iedalījums:

• statiskā slodze – tās pārmērīgas ietekmes dēļ pamatā cieš muskuļu, skeleta un saistaudu sistēma, perifēriskā nervu sistēma;

• dinamiskā slodze – tā ir labvēlīgāka strādājoša cilvēka organismam, bet pārslodzes dēļ pamatā cietīs sirds un asinsrites sistēma.

Biomehānika pētī tos spēkus, kuri darbojas cilvēka anatomiskajās struktūrās tad, ja cilvēks dabiski kustas, strādā per se (pats par sevi), vai arī tad, ja fiziski mijiedarbojas cilvēks un ārējā vide. Lai varētu orientēties biomehānikā un izmantot biomehānikas atziņas praksē, jāpārzina funkcionālā anatomija, darba procesa kinezioloģija (kinētiskās sakarības) un fizioloģija, mehānismu konstrukcijas un elektronisko ierīču uzbūves pamati.

Antropometriskajos pētījumos nosaka ķermeņa garumu, masu, krūšu apkārtmēru, muskulatūras attīstību, zemādas tauku slāni, mērī galvaskausu, locekļus, atsevišķas ķermeņa daļas saistībā ar mašīnu un apģērbu konstruēšanu (dizainu) un darba vides organizēšanu. Antropometrija ietver arī funkcionālus rādītājus – muskuļu spēku (dinamometrija), plaušu tilpumu (spirometrija).

Darba fizioloģija pēta cilvēka organisma fizioloģiskās funkcijas, to izmaiņas darba procesā un izstrādā pasākumus, kas vērsti uz darbaspēju paaugstināšanu, kopējā dzīves tonusa uzlabošanu un veselības nostiprināšanu.

Viena no galvenajām fiziskās slodzes pētniecības metodēm ir rekomendējamās masas un celšanas indeksa noteikšana, pamatojoties uz Amerikas Savienoto Valstu (ASV) Nacionālā darba drošības un veselības institūta (National Institute for Occupational Safety and Health, NIOSH) izstrādāto metodi. Būtiskas ir arī slodzes galveno rādītāju metodes. Šīs metodes analizē fizisko slodzi, ceļot, stumjot, velkot un noturot nastu.

Ātrā ekspozīcijas kontrole (quick exposure check, QEC) paredzēta slodzes ietekmes atklāšanai un novērtēšanai uz muskuļu un skeleta sistēmu, veicot dažādus fiziskus darbus.

Ātrā visa ķermeņa daļu kustību novērtēšana (Rapid Entire Body Assessment, REBA) ir kompleksa visa ķermeņa daļu kustību analīze, kas palīdz efektīvi noteikt fiziskās slodzes ietekmi uz dažādām cilvēka ķermeņa daļām.

Darba pozu analīzes metode (Ovako Working Posture Analysis System, OWAS) ir viena no populārākajām metodēm pasaulē, kas fiksē darba pozas, nosaka atsevišķu darba ciklu smaguma kategoriju, kā arī iesaka darba optimizācijas paņēmienus, piemēram, darba vietu ērtāku izvietošanu, nepieciešamo darba pozu vai darba veidu/ciklu maiņu un tamlīdzīgi. Katrai pozai tiek piešķirts kods atkarībā no ķermeņa stāvokļa un slodzes (paceļamās vai pārvietojamās masas) lieluma.

Monotono darbību indeksa noteikšana (Occupational Repetitive Actions, OCRA) paredzēta vienveidīgu kustību ar rokām novērtēšanai. Parasti to lieto, lai novērtētu monotonas kustības elkoņos, plaukstas pamatnē un rokās, ja viena vai abas ekstremitātes nodarbinātas mazāk nekā 30 sekundes un darba cikls ilgst vairāk nekā 50 % no kopējā darba laika.

Slodzes ergonomikas pētniecība sākās ar amerikāņu inženiera Frederika Teilora (Frederick Winslow Taylor) pētījumiem. Dažādos industriālos uzņēmumos F. Teilors krasi uzlaboja darba ražīgumu un palielināja procesu efektivitāti, samazinot fizisko slodzi un pielāgojot darba rīkus strādājošā ērtībām.

1916. gadā amerikāņu pētnieks Frenks Gilbrets (Frank Bunker Gilbreth) pierādīja, ka augstu darba ražīgumu var saglabāt, samazinot fizisko slodzi. F. Gilbrets izmantoja fotogrāfijas un kino lentes, lai analizētu darbinieku kustības un izstrādātu vislabāko darba izpildījuma metodiku. Viņa pētījumi bija vērsti uz cilvēka darba izpildījuma atvieglošanu, saglabājot augstu darba ražīgumu. Tika rasti dažādi risinājumi, kā atvieglot nastas pārvietošanu, lai neiegūtu veselības traucējumus un darbinieki spētu ilgāk strādāt savā izvēlētajā profesijā. Piemēram, F. Gilbrets bija pirmais, kurš ieteica ķirurgiem darba efektivitātes paaugstināšanai piesaistīt medicīnas māsas.

No 1926. līdz 1941. gadam nozīmīgākie pētnieki slodzes ergonomikā savas aktivitātes saistīja ar pētījumiem, kas vērsti uz cilvēka fizioloģiskajām izmaiņām darba laikā. Muskuļu darbu un enerģijas patēriņu darba laikā pētīja zinātnieki dažādās valstīs, t. sk. Francijā, Vācijā, ASV, Krievijā un citur. Zinātnieki pierādīja, ka, strādājot bez atpūtas pauzēm, nogurums var izraisīt neatgriezeniskus veselības traucējumus, kas negatīvi ietekmē organizācijas darba ražīgumu. Enerģētiskā optimuma principu 1927. gadā attīstīja vācu fiziologs Edgars Aclers (Edgar Atzler), pētot enerģijas patēriņa ekonomiju un attiecinot to uz izgatavotā produkta vienību. Etjēns Grāndžans (Etienne Grandjean) bija viens no pirmajiem ergonomistiem, kas 1973. gadā pievērsās slodzes ergonomikas izpētei mājsaimniecībā.

Mūsdienās pētījumi slodzes ergonomikā turpinās, jo krasi pieaug muskuļu, skeleta un saistaudu sistēmas veselības traucējumi nodarbinātajiem. Tāpēc papildus fiziskās slodzes samazināšanai un strādājošo veselības aizsardzībai ergonomika padziļināti pēta cilvēka un sistēmas savstarpējo mijiedarbību, lai pilnveidotu tās veiktspēju. Aktuāli kļuvuši pētījumi ergonomikā par gados vecāku darbinieku darba slodzes mazināšanu mūsdienu darba vidē.

Aroda medicīnas institūta (Institute of Occupational Medicine, IOM) Apvienotajā Karalistē darba virziens saistīts ar slodzes ergonomisko riska faktoru izpēti un vadlīniju izstrādāšanu darba veselības un drošības jomā dažādās tautsaimniecības nozarēs. Eiropas Darba drošības un veselības aizsardzības aģentūra (European Agency for Safety and Health at Work) nodrošina sabiedrību ar informāciju par darba drošību un veselības aizsardzību, t. sk. slodzes ergonomiku.

Somijas darba veselības institūts (Työterveyslaitos) darba veselības, ergonomikas jomā sniedz konsultāciju pakalpojumus un veic apmācības ergonomikas jomā. Kanādas Arodveselības un drošības centrs (Canadian Centre for Occupational Health and Safety, CCOHS) nodarbojas ar drošas un veselīgas darba vietas izveidošanu, t. sk. ergonomiskiem risinājumiem ne tikai vietējā, bet arī starptautiskā līmenī. Kanādas Ergonomistu asociācija (Association of Canadian Ergonomists, ACE) apvieno ergonomistus, cilvēkfaktora izpētes speciālistus un praktiķus, veic apmācības un sertifikāciju ergonomikā. Starptautiskā Ergonomikas asociācija (International Ergonomics Association, IEA) apvieno atsevišķu valstu ergonomikas sabiedriskās organizācijas un sadarbojas ar tām. Tā veicina ergonomikas zinātnisko un praktisko attīstību visā pasaulē.

Žurnāls Ergonomics (kopš 1957. gada) paredzēts profesionāļiem un zinātniekiem, kas nodarbojas ar darba un veselības aizsardzību ergonomikas jomā. Tajā tiek publicēti labās prakses piemēri, pieredzes apmaiņa un atbildes uz dažādiem jautājumiem saistībā ar ergonomiku.

Žurnāls Journal of Ergonomics (kopš 2011. gada) ir viens no labākajiem atvērtās piekļuves žurnāliem, kas publicē jaunāko par atklājumiem un pašreizējo situāciju arodveselībā un darba drošībā, muskuļu, skeleta un saistaudu sistēmas veselības traucējumiem saistībā ar darbu, antropoloģiju, biomehāniku, kinezioloģiju, fizioloģiju, psiholoģiju, darba ergonomiku, industriālo projektēšanu, informācijas dizainu, kā arī par ergonomiku dažādās tautsaimniecības nozarēs, piemēram, aviācijā, mašīnbūvē un citur.

Žurnāls International Journal of Industrial Ergonomics (kopš 1986. gada) publicē oriģinālus rakstus par cilvēku nozīmi mūsdienu sistēmā “cilvēks-mašīna-vide” un to savstarpējo mijiedarbību, par darba slodzi, industriālo ergonomiku, darba aprīkojuma dizainu un citām līdzīgām tēmām.

Žurnāls The Journal of Aging and Physical Activity (kopš 1993. gada) publicē oriģinālus pētījumus par fiziskām aktivitātēm un to nozīmi novecošanās procesos saistībā ar fizioloģiskajiem, psiholoģiskajiem un sociālajiem aspektiem.

Žurnāls Applied Ergonomics (Human Factors in Technology and Society) iznāk kopš 1970. gada un paredzēts zinātniekiem, ergonomistiem un tiem, kas pielieto ergonomisko domāšanu, izstrādājot, plānojot un pārvaldot tehniskās un sociālās sistēmas gan darbā, gan brīvajā laikā.

Žurnāls International Journal of Human Factors and Ergonomics (kopš 2012. gada) publicē pētījumus par ergonomiku saistībā ar sociāltehnisko sistēmu, projektēšanu, plānošanu, izstrādāšanu un pārvaldīšanu, kā arī par darba organizēšanu un darba ražīguma kāpināšanu.

Nīderlandes pētnieki Jans Duls (Jan Dul) un Bernards Vērdmēsters (Bernard Weerdmeester) pēta un apraksta fizisko slodzi darba procesā, t. sk. izmaiņas muskuļu skeletālajā sistēmā, kā arī pēta finanšu izdevumus saistībā ar ergonomiskajiem risinājumiem. Latviešu izcelsmes ASV pētnieks Andris Freivalds nodarbojas ar biomehānikas, antropometrijas izpēti. Somu pētnieks Juhani Ilmarinens (Juhani Ilmarinen) pēta nodarbināto darba spējas saistībā ar darba slodzi. Vācu pētnieks Karls Krēmers (Karl Kroemer) pēta nodarbināto labklājību, pielāgojot darbu strādājošajam cilvēkam.