Körperlich belastende Arbeit führt häufig zu Erkrankungen des Muskel-Skelett-Systems: Rückenprobleme, Schmerzen in den Schultern, den Armen, Hüften, Beinen und Füßen; Krankenstände und Frühpensionierung können die Folge sein. Technische Hilfsmittel wie Stützkorsette - auch Exoskelette - genannt sollen die Träger bei der Arbeit entlasten. Inwieweit und bei welchen Arbeiten, wurde an der TU Graz untersucht. Nun will man im "ExoLab" KMU beraten.
Ob die Montage sperriger Bauteile, Lagerarbeit, Schweißen, Gepäckabfertigung oder industrielle Malerarbeiten bis hin zur Pflege: Beim Heben schwerer Lasten, Arbeiten über Kopf, langem Stehen bis hin zum Tragen, Ziehen und Schieben ist der Bewegungsapparat immens gefordert. Am Körper getragene Stützstrukturen, die Bewegungen, Haltung oder körperliche Aktivitäten verstärken oder unterstützen - sogenannte Exoskelette - sollen den Arbeitern wortwörtlich unter die Arme greifen und so vor Überlastung und Verletzungen schützen.
Exoskelette sollen entlasten
"Exoskelette können in bestimmten Anwendungsbereichen dazu beitragen, Arbeitende zu entlasten und sie so länger und gesünder in ihren Tätigkeiten zu halten", sagt Matthias Wolf vom Institut für Innovation und Industrie Management an der TU Graz im Gespräch mit der APA. Im Projekt "ExofitStyria" hat er zusammen mit elf steirischen Klein- und Mittelbetrieben die Eignung sowie Entlastungswirkung von verschiedenen Exoskeletten für die steirische Industrie ermittelt. Gefördert hat das Projekt die Arbeiterkammer Steiermark.
Dabei zeigte sich, dass diese "Kraftanzüge" bei gleichmäßigen Arbeiten am besten zur Verringerung der Arbeitslast beitragen: "Je gleichmäßiger meine Arbeitsabläufe sind und je standardisierter die Tätigkeit ist, desto besser fällt sowohl objektiv als auch subjektiv die Unterstützung durch ein Exoskelett aus. Das gilt besonders, wenn meine Haupttätigkeit nur selten von Nebentätigkeiten unterbrochen wird", so die Ergebnisse der Studie.
Für die Untersuchung nutzte das Forschungsteam passive Exoskelette, die mit Federn und Dämpfern die Belastung in kritischen Bereichen reduzieren sollen. Sie sind im Gegensatz zu Exoskeletten mit Elektromotoren wesentlich leichter, handlicher und mit einem Kaufpreis ab 2.000 Euro auch um einiges günstiger, wodurch sie für kleine und mittelständische Unternehmen eher infrage kommen.
Für die objektiven Messungen griff das Team auf Elektromyographie (EMG) zurück, um die elektrische Aktivität in Muskeln und damit deren Beanspruchung zu eruieren. Die subjektive Bewertung erfolgte über Fragebögen, auf denen die Testpersonen die empfundene Arbeitslast, Usability und Akzeptanz sowie Vorteile und Einschränkungen bewerteten.
Die besten Ergebnisse wurden bei Malerarbeiten über Kopf mit Schulter- oder Rückenunterstützung erzielt. Die Unterstützung von standardisierten Metall- und Metallschneidearbeiten, Siloschweißen sowie Lagerarbeiten, die einen Bewegungsradius von unter fünf Metern erfordern, schnitten ebenfalls gut ab.
Es gibt auch Arbeiten, bei denen Exoskelette behindern
Die schlechtesten Ergebnisse gab es bei Lagerarbeiten mit einem Bewegungsradius von mehr als fünf Metern sowie Pulverbeschichtungsarbeiten von großen Flächen, die beide mit Schulterunterstützung erfolgten. Hier gab es zu viele Bewegungen, bei denen gegen die Unterstützung der Exoskelette gearbeitet werden musste. Zudem erschweren die mechanischen Helfer bei längeren Wegen die Fortbewegung, ständiges An- und Ausziehen würde aber zu viel Zeit kosten.
Im Mittelfeld wurde die Unterstützung für Lagerarbeiten, die Montage sperriger Bauteile und Verladearbeiten bewertet. Hier waren die Verbesserungen nicht besonders groß. Zusätzlich kann die soziale Akzeptanz beim Tragen von Exoskeletten eine Rolle spielen, etwa falls Kolleginnen und Kollegen sich eher belustigt über die Träger äußern.
"Im ExoLab der TU Graz wollen wir interessierten KMU in Schulungsterminen die Möglichkeit bieten, Exoskelette näher anzusehen, damit zu trainieren und zu evaluieren, ob und wie sie sich in die eigenen Arbeitsprozesse integrieren lassen", sagte Wolf, der nun das Know-how weitertragen möchte. Im Lab stehen Systeme aus Deutschland, Italien und dem asiatischen Raum zur Testung für Standardtätigkeiten bereit.
Service: https://www.tugraz.at/en/institutes/iim/newsletter/newsletter-4-sommer-2022/exofitstyria
APA/red Foto: APA/IIM/TU Graz
