Die technologischen Erkenntnisse und Forschungen im Bereich der Exoskelette sind auch heute noch neuartig und daher noch am Anfang der zukünftigen Möglichkeiten. Jedoch bieten diese Erkenntnisse jetzt schon erste sinnvolle Ansatzpunkte für passive und aktive Exoskelette, die den Arbeitsalltag erleichtern können. Exoskelette haben sich schon vor einigen Jahren als hochtechnische Hilfsmittel in der Rehabilitation bewiesen und kommen zunehmend in die Industrie. Es kann jetzt schon wahrgenommen werden, dass die Wichtigkeit der Weiterentwicklung diverser Assistenzsysteme, zukunftsbedeutend sein kann.
Automatisierung, Roboter, Digitalisierung. Diese Schlagwörter sind allgegenwärtig in der Industrie, und vielerorts erleichtern neue Technologien bereits die Aufgaben am Arbeitsplatz. Anstrengende manuelle Tätigkeiten nehmen jedoch noch immer einen großen Anteil in Produktion, in der Logistik sowie im Handwerk ein.
Durch die unterschiedlichen Anwendungen gibt es verschiedene Möglichkeiten, ein Exoskelett innerbetrieblich einzusetzen. Eine Beeinträchtigung muss dabei nicht unbedingt im Vordergrund stehen. Das Exoskelett kann, als unterstützende Maßnahme, Tätigkeiten erleichtern oder vereinfachen. Tätigkeiten können damit ergonomischer für den Anwender gestaltet werden.
Die am Körper getragenen Stützstrukturen reduzieren durch elektrische oder mechanische Unterstützung die auf Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter wirkende Belastung und verringern Gefahren von Verletzungen durch körperliche Beanspruchungen. Hauptsächlich geht es darum, die eigenen Körperkräfte zu stärken, ohne dabei die Anstrengungen maßgeblich zu erhöhen.
Aktive und passive Exoskelette Aufbau und Funktionsweise:
Ein Exoskelett ist eine äußere Stützfunktion, die die Bewegung des Trägers unterstützt.
Unterscheidungen gibt es bei den passiven und aktiven Exoskeletten.
Das passive Exoskelett wird hauptsächlich in Bereichen eingesetzt, in denen es um die Verbesserung der körperlichen Haltung oder einer leichten Unterstützung spezifischer Körperregionen geht. Speziell werden sie vor, also präventiv, einer Fehlbelastung der Mitarbeiter eingesetzt. Das passive Exoskelett arbeitet mit mechanischen Federn, Gasdruckfedern, elastischen Bändern oder sehr selten mit schaltbaren Funktionen. Sie fangen Belastungen ab und wandeln diese in Energie um, was für die Tätigkeit positiv genutzt werden kann.
Das aktive Exoskelett bietet dem Anwender eine, wie es der Name umschreibt, aktive Unterstützung. Hier ist die Funktionsweise durch elektrische Impulse oder pneumatische Antriebsfunktionen gegeben und die jeweilige Stärke dieser Impulse ist einstellbar. Der Anwender benötigt für die aktiven Systeme oftmals Akkukapazitäten. Die Steuerung der Bewegungsschritte kann hierbei über Muskelanspannungen erfolgen, welche von Sensoren aufgenommen werden. Alternativ kann die Steuerung auch über eine Bedienkonsole erfolgen.
Fachkräftemangel, steigende Mitarbeiterfluktuation, eine zunehmende Fallzahlen an Muskel-Skelett-Erkrankungen, der demografische Wandel sowie die Themen rund um die Digitalisierung beschleunigen innovative Faktoren und Produkte wie die Exoskelette heutzutage.
Betrachtet man die arbeitsbedingten Muskel-Skeletterkrankungen, die die DGUV veröffentlicht, gehören (DGUV, 2019):
- Bandscheibenbedingte Wirbelsäulenerkrankungen
- Gonarthrose
- Karpaltunnel-Syndrom
- Hypothenar-Thenar-Hammer-Syndrom
- Zu den häufigsten Muskel-Skelett-Erkrankungen, die aktuell gemeldet werden.
Anwendungsgebiete in denen körperliche anspruchsvolle Tätigkeiten ausgeführt werden. Indem sie Bewegungen mithilfe elektronischer, sensorischer und mechanischer Vorgänge nachahmen und damit verstärken, erleichtern Exoskelette ihren Trägern im industriellen Bereich die Arbeit. Infolgedessen werden mögliche Beschwerden – primär bei Rumpf- und Rückenmuskulatur – im Vorfeld verhindert und die Arbeitseffizienz erhöht.
Hier noch ein paar Beispiele für Anwendungsbereiche:
- Montage
- Produktion
- Logistik
- Handwerk
- Landwirtschaft
Auch die Carl Stahl Hebetechnik GmbH bietet neue und innovative Produkte aus dem Bereich der Exoskelette an:
- Levitate Airframe
Der Airframe
verlagert das Gewicht der Arme von den Schultern, dem Nacken und dem oberen
Rücken auf die Außenseite der Hüfte und verteilt die Energie gleichmäßig, um
die Belastung zu reduzieren. Anwendungsvideo.
- Bioservo Ironhand
Das
Ironhand-System besteht aus einem Handschuh, der alle fünf Finger bedeckt und
einer Powerstation, die in einem Rucksack oder einem Hüftgürtel getragen wird.
Über eine Fernbedienung und mit Hilfe einer App kann der Bediener die Kraft,
die Balance zwischen den Fingern, die Empfindlichkeit, die Sicherung und weitere
Einstellungen leicht anpassen, um das System auf die jeweilige Arbeitssituation
einzustellen. Die Version 2.0 stellt sich individuell auf den Anwender ein. Anwendungsvideo.
- Hunic Soft Exo
Das SoftExo beruht auf einem Federprinzip. Das bedeutet, dass keine Energiezufuhr notwendig ist. Dieses passive Exoskelett speichert somit die Energie beim Überbeugen oder Abhocken in den Elastomeren. Beim Aufrichten wird die Energie wieder freigegeben und unterstützt die Vorgänge. Die Rückenschiene liegt am Oberkörper an und führt die Wirbelsäule in einer geraden Position.
- Auxivo Liftsuit
Der Liftsuit ist ein passives Exoskelett, welches den Oberkörper besonders im 30-60° nach vorne geneigter Haltung unterstützt. Die eingearbeiteten Elastomere unterstützen dabei durch die Vorspannung. Tägliche Arbeiten können dank des Produktes leichter und entspannter durchgeführt werden.
- Auxivo CarrySuit
Der Carrysuit ist eine Art Rucksack mit verschiedenen Adaptervarianten. Unhandliche Dinge können körpernah getragen werden und werden vom Rücken auf die Hüfte abgeleitet, sodass die Last nicht mehr im Bereich der Rückenmuskulatur getragen werden muss. Dies entspannt nicht nur die Arm- und Rückenmuskulatur, sondern auch das Herzkreislaufsystem.
- hTrius BionicBack
Das BionicBack ist ein passives Exoskelett zur Entlastung der Rückenmuskulatur. Es ist eine körpergetragene Hebehilfe. Die Exoskelett- Rückenstruktur ist nach dem benötigten Bewegungsumfang des Menschen konzipiert und lässt alle Bewegungen uneingeschränkt zu. Gleichzeitig nimmt es alle internen wie externen Kräfte auf und leitet diese an bestimmte und definierte Stellen ab. Die Exoskelett- Rückenstruktur bildet den schmalen Grat aus Flexibilität und Steifigkeit in einem System
- Noonee ChairlessChair
Ohne Arbeitsplatzveränderung ergonomisch, bequem und noch produktiver arbeiten – der Chairless Chair macht’s möglich. Einfach in wenigen Sekunden anlegen und schon arbeiten Sie in einer gesunden Haltung. Dabei können Sie fließend zwischen aktivem Sitzen, Stehen und Gehen wechseln.
