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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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