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Exoskelette: Forschung und Einordnung

In den Kinderschuhen
Exoskelette: Forschung und Einordnung

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Kön­nen Exoskelette die manuelle Hand­habung von Las­ten, Überkop­far­beit oder Tätigkeit­en in Zwang­shal­tun­gen erle­ichtern und so wirk­sam vor Muskel-Skelett-Erkrankun­gen schützen? Arbeitss­chutzex­perten sehen die möglichen Vorteile, aber es gibt noch offene Fra­gen.

Muskel- und Skelet­terkrankun­gen (MSE) und ihre Präven­tion sind in vie­len Unternehmen ein zen­trales The­ma. Kein Wun­der, schließlich sind MSE in Deutsch­land und auch inter­na­tion­al die häu­fig­ste Ursache von Arbeit­sun­fähigkeit, Schwer­be­hin­derung, eingeschränk­ter Ein­satzfähigkeit im Beruf und vorzeit­iger Erwerb­sun­fähigkeit – mit mil­liar­den­schw­eren Fol­gen. Das zeigen aktuelle Zahlen der Bun­de­sanstalt für Arbeitss­chutz und Arbeitsmedi­zin. Exoskelette gel­ten für viele aktuelle ergonomis­che Prob­lem­stellen als Hoff­nungsträger. Aber zum einen treten bei prak­tis­chen Tests immer wieder Schwierigkeit­en auf (siehe Prax­is­bericht Seite 24 bis 27), zum anderen gibt es – wie immer bei Inno­va­tio­nen – noch ungek­lärte Sachver­halte: Wis­senschaftliche Unter­suchun­gen aus arbeitsmedi­zinis­ch­er, bio­mech­anis­ch­er oder sicher­heit­stech­nis­ch­er Sicht ste­hen erst am Anfang, auch die sicher­heit­stech­nis­chen Anforderun­gen sind noch nicht voll­ständig gek­lärt (siehe Kas­ten „Richtlin­ien und Geset­ze“). Und Langzeit­ef­fek­te der Tech­nolo­gie kon­nten schlicht noch nicht erforscht wer­den, weil sie dafür zu neu ist.

Nur Umverteilung von Lasten?

Eine der Diskus­sio­nen, die Arbeitss­chutzex­perten beim The­ma Exoskelette ger­ade führen, dreht sich um die Frage, ob die Sys­teme tat­säch­lich den Kör­p­er unter­stützen oder lediglich die Las­ten verteilen. „Bei ein­er Belas­tungsre­duk­tion in einem Bere­ich find­et meist eine Belas­tung­sumverteilung auf andere Kör­per­re­gio­nen statt“, sagt Ben­jamin Stein­hilber von der Uni-Klinik Tübin­gen – beispiel­sweise vom Schul­tergür­tel auf die Hüfte oder vom Rück­en auf die Knie. Qual­ität und Bedeu­tung dieser Umverteilun­gen seien noch unklar. Noch wenig unter­sucht seien auch die Auswirkun­gen auf die Pro­duk­tiv­ität, das eventuell erhöhte Sturzrisiko und die Nutzer­akzep­tanz, die stark vom Arbeit­skom­fort beim Tra­gen des Exoskeletts abhänge.

Forschungsprojekt aufgelegt

Für mehr Klarheit soll das drei­jährige Forschung­spro­jekt Exo@work sor­gen, das die Beruf­sgenossen­schaft Han­del und Waren­l­o­gis­tik (BGHW) 2018 begonnen hat. Das Pro­jekt soll zu arbeitswis­senschaftlichen Erken­nt­nis­sen über die Wirk­samkeit der Nutzung von Exoskelet­ten sowie über mögliche Gefährdun­gen der Sicher­heit und Gesund­heit der Beschäftigten beitra­gen. Ziel ist eine Leitlin­ie mit Bew­er­tungskri­te­rien und Hand­lungsempfehlun­gen. Eine spezielle Schwierigkeit von Exoskelet­ten hat beispiel­sweise das Fraun­hofer-Insti­tut für Pro­duk­tion­san­la­gen und Kon­struk­tion­stech­nik (IPK) iden­ti­fiziert: „Sämtliche ver­füg­baren Mod­elle eint ein Prob­lem: Prinzipbe­d­ingt unter­stützen sie alle Bewe­gun­gen des Trägers – auch uner­gonomis­che“, sagt Hen­ning Schmidt. Daher hat ein IPK-Team auf der jüng­sten Han­nover Messe das Mod­ell Ergo­Jack vorgestellt, das – mit oder ohne Kraftun­ter­stützung – den Träger mit intel­li­gen­tem Bewe­gungsmon­i­tor­ing und Echtzeit-Feed­back zu rück­en­scho­nen­dem Ver­hal­ten ani­mieren soll: Bewegt sich der Träger ergonomisch ungün­stig oder ver­har­rt er län­gere Zeit in rück­en­schädi­gen­der Posi­tion, erhält er per Vibra­tionsalarm einen Hin­weis.

Ergonomie hat Vorrang

„Exoskelette sind eine span­nende Inno­va­tion, die aber noch Entwick­lungsar­beit braucht“, sagt Ralf Schick, Leit­er des Sachge­bi­ets Physis­che Belas­tun­gen der BGHW sowie im Fach­bere­ich Han­del und Logis­tik der DGUV. Aus sein­er Sicht kön­nen Exoskelette Men­schen dabei unter­stützen, länger gesund zu arbeit­en.

Das gelte zum Beispiel für Hebe- und Tragetätigkeit­en in Verbindung mit schw­eren Las­ten oder für Arbeit­en in Zwang­shal­tun­gen, bei denen bish­er keine oder nur unzure­ichende tech­nis­che Hil­f­s­mit­tel einge­set­zt wer­den kön­nten. „Die Unternehmen soll­ten aber immer zuerst danach streben, den jew­eili­gen Arbeit­splatz ergonomisch zu gestal­ten“, betont Schick. In den aller­meis­ten Fällen sei das bei sta­tionären Arbeit­splätzen möglich, beispiel­sweise mith­il­fe von Las­ten­ma­nip­u­la­toren, Gabel­hub­wa­gen, Scheren­hubtis­chen, Vaku­umhe­bern oder Gabel­sta­plern. „Solange das Poten­zial an tech­nis­chen und organ­isatorischen Maß­nah­men an sta­tionären Arbeit­splätzen nicht aus­geschöpft ist, ist der Ein­satz von Exoskelet­ten nicht zu empfehlen.“

Petra Han­nen


Richtlinien und Gesetze

Die sicher­heit­stech­nis­chen Anforderun­gen, die Exoskelette beim Ein­satz an gewerblichen Arbeit­splätzen erfüllen müssen, hän­gen wesentlich vom Ein­satzz­weck beziehungsweise der bes­tim­mungs­gemäßen Ver­wen­dung ab. Laut Ralf Schick von der BGHW wird die daraus resul­tierende Zuord­nung von Exoskelet­ten zum Gel­tungs­bere­ich beste­hen­der Richtlin­ien und Geset­ze noch disku­tiert. Denkbar ist dem­nach beispiel­sweise eine Zuord­nung als tech­nis­ches Hil­f­s­mit­tel zur Maschi­nen­richtlin­ie (2006/42/EG). In deren Anhang 1 wer­den bere­its verbindliche Schutzziele beschrieben, die Anhalt­spunk­te für die Ver­mei­dung von Gefährdun­gen für Sicher­heit und Gesund­heit beim Ein­satz von Exoskelet­ten geben kön­nen. In Deutsch­land wird die Richtlin­ie durch das Pro­duk­t­sicher­heits­ge­setz (ProdSG) umge­set­zt. Bei der Ver­wen­dung von Exoskelet­ten als medi­zinis­ches Hil­f­s­mit­tel, zum Beispiel im Rah­men der beru­flichen Wiedere­ingliederung oder Inklu­sion, kön­nten die europäis­che Richtlin­ie für Medi­z­in­pro­duk­te (93/42/EWG) und das deutsche Medi­z­in­pro­duk­te- gesetz (MPG) zur Anwen­dung kom­men. Angesichts der von Entwick­lern und Her­stellern beschriebe­nen Präven­tionspoten­ziale und Ein­satzmöglichkeit­en von Exoskelet­ten liegt jedoch auch eine Einord­nung als per­so­n­en­be­zo­gene und per­so­n­enge­bun­dene Maß­nahme nahe. In dem Fall wäre eine Zuord­nung zur europäis­chen PSA-Verord­nung 2016/425 möglich.


Weiterführende Informationen und Hilfen

  • Das Insti­tut für Arbeitss­chutz der Deutschen Geset­zlichen Unfal­lver­sicherung (IFA) bietet eine Muster-Gefährdungs­beurteilung für den Ein­satz von Exoskelet­ten an.
    Diese soll Unternehmen dabei unter­stützen, bei ihrem Ein­satz eventuelle Gefährdun­gen bess­er iden­ti­fizieren und beurteilen kön­nen. Ent­standen ist die Muster-GBU in ein­er Forschungsko­op­er­a­tion, an der auch der DGUV-Fach­bere­ich Han­del und Logis­tik beteiligt war. Unter anderem sind Erfahrun­gen aus der Maschi­nen­sicher­heit, aus dem Bere­ich Per­sön­liche Schutzaus­rüs­tun­gen (PSA) und aus der Gefährdungs­analyse physis­ch­er Belas­tun­gen am Arbeit­splatz einge­flossen.www.dguv.de
    (Web­code d1182315)
  • Die Arbeits­ge­mein­schaft der Wis­senschaftlichen Medi­zinis­chen Fachge­sellschaften e.V. (AWMF) erar­beit­et zurzeit die Leitlin­ie „Ein­satz von Exoskelet­ten im beru­flichen Kon­text zur Primär‑, Sekundär- und Ter­tiär­präven­tion von arbeit­sas­sozi­ierten musku­loskelet­tal­en Beschw­er­den“. Sie soll Ende 2019 fer­tiggestellt sein. www.awmf.org/leitlinien (Such­be­griff Exoskelette)
  • Fra­gen und Antworten zu einem möglichen Ein­satz von Exoskelet­ten in der Indus­trie hat die DGUV online zusam­mengestellt.
    www.dguv.de (Web­code d1061765)
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