De industriële werkplek transformeert naar een kennisgedreven werkomgeving die kleine oplages van erg complexe producten produceert, ondersteund door een geavanceerde digitalisatie van productieprocessen. Deze Industrie 4.0 context zal wellicht ook de job-inhoud en werkbeleving van de industriële operator sterk veranderen. Ter bescherming van het mentale welzijn en de persoonlijke effectiviteit van deze werknemer dient de nieuwe werkomgeving daarom ook ontworpen te worden ter optimalisatie van de mentale werkbelasting. Deze interdisciplinaire doctoraatsthesis bouwde op eerder invloedrijk onderzoek in het industrieel ontwerp en de psychologie om de Industrie 4.0 werkomgeving uiteindelijk te voorzien van een robuust instrument ter meting van de mentale werkbelasting van operatoren. Tijdens de conceptualisatiefase voerde het doctoraat eerst een kritische conceptanalyse uit op het concept 'mentale werkbelasting', wat leidde tot een heldere conceptuele definitie en een generiek en implementeerbaar verklarend kader. Vervolgens werd experimenteel de validiteit verkend van mobiel pupillometrie en werd een nieuw meetinstrument ontwikkeld en gevalideerd op basis van gedragsmatige videocodering. Van beiden werd ook de draagbaarheid en toepasbaarheid verkend. Tot slot werd de accepteerbaarheid getoetst van het meten van mentale werkbelasting met twee vragenlijststudies en een interviewstudie. Het proefschrift wordt besloten met een vooruitzicht op toekomstig werk.