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Am Körper getragene Maschinen

Fokus: Aktive Exoskelette
Am Körper getragene Maschinen

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Was kön­nen mod­erne aktive Exoskelette? Wo wer­den sie einge­set­zt und wohin geht die Entwick­lung? Antworten auf diese Fra­gen gibt Dr. Urs Schnei­der, Bere­ich­sleit­er Medi­zin- und Bio­pro­duk­tion­stech­nik am Fraun­hofer-Insti­tut für Pro­duk­tion­stech­nik und Automatisierung.

Grund­sät­zlich sollen die am Kör­p­er getra­ge­nen Assis­ten­zsys­teme die physis­chen Belas­tun­gen am Arbeit­splatz reduzieren. „Über-Kopf- und Über-Schul­ter-Arbeit­en – aber auch sta­tis­ches Heben sowie Hal­ten und Heben sind ergonomisch sehr ungün­stig bew­ertet. Wenn sich trotz aller Tech­nik solche Arbeit­en nicht ver­hin­dern lassen, kön­nen Exoskelette einge­set­zt wer­den“, erläutert Dr. Urs Schnei­der. Vor­rangiges Ziel für deren Ein­satz sei also, die Zahl der Arbeit­sun­fähigkeits-Tage durch Muskel-Skelett-Erkrankun­gen zu reduzieren. Rel­a­tiv kostengün­stig sind pas­sive Systeme.

Entlastung bei Lastenhandhabung

Eine Form des aktiv­en Exoskeletts ist das „Stuttgart Exo-Jack­et 2.0“, das seine Träger bei der Hand­habung von Las­ten bis zu 20 kg unter­stützt. Es lässt sich aber auch bei Überkop­far­beit­en wie bei der Omnibushim­mel­montage oder an schw­er zugänglichen Stellen wie an PKW-Unter­bö­den oder bei Über-Schul­ter-Arbeit­en, etwa für Rad­kästen, ein­set­zen – eben­so bei Mon­tageschrit­ten, in denen das Auto nicht zum Werk­er rotiert wer­den kann. Die Tech­nolo­gie wird aber nicht exk­lu­siv in der Auto­mo­bil-Branche einge­set­zt. Beschäftigte in der Haushaltsin­dus­trie etwa wer­den eben­falls beim Polieren schw­er­er Kochtöpfe durch ein Exoskelett unterstützt.

Auch bei einem großen deutschen Eisen­bah­nun­ternehmen ist die Tech­nik im Bere­ich „Ser­vice“ derzeit im Test. Weit­ere Ein­satzfelder find­en sich in der Pro­duk­tion von Haus­geräten und auf Flughäfen. „Wenn die Unter­suchun­gen pos­i­tiv ver­laufen, kop­peln wir entsprechende Pro­duk­te aus“, erk­lärt Dr. Urs Schnei­der. Dabei gilt es immer, den besten Leicht­bau mit dem leicht­esten Motor und dem stärk­sten Getriebe zu kom­binieren. Für das „Stuttgart Exo-Jack­et 2.0“ läuft derzeit die EMV-Prüfung.

In den Kinderschuhen

Dr. Urs Schnei­der ist überzeugt, dass die Entwick­lung der Exoskelette noch in den Kinder­schuhen steckt. „Wir müssen uns klar machen, dass wir etwa so weit sind, wie beim Auto­mo­bil im Jahr 1890“, sagt der Medi­zin­er. Es gäbe zwar bere­its kostengün­stige pas­sive Lösun­gen, diese seien aber nicht funk­tionsvari­abel. Das An- und Ausziehen dauere noch lange – beson­ders in einem Not­fall. „In fünf bis sieben Jahren sind wir sich­er bedeu­tende Schritte weit­er“, führt er aus.

Die Möglichkeit­en cyber-physis­ch­er Sys­teme erweit­ern sich durch die Kom­mu­nika­tion via WLAN. Ein Anwen­dungsszenario ist etwa das Erken­nen von Ermü­dung des Mitar­beit­ers, um ihn frühzeit­ig zu ent­las­ten. „Vor dem Hin­ter­grund der demografis­chen Entwick­lung geht es darum, die Men­schen tech­nisch gestützt möglichst lange in der Pro­duk­tion zu hal­ten“, führt Dr. Urs Schnei­der aus.

Auch kom­mu­nizierende Exoskelette sind im Kom­men. Der Medi­zin­er berichtet: „Damit kann ich zum Beispiel von München aus meinem Kol­le­gen in Chi­na ganz konkret den richti­gen Bewe­gungsablauf beib­rin­gen.“ Dieser Bere­ich des „kör­per­lichen Ler­nens“ werde angesichts des Wun­sches nach kurzen Schu­lungszeit­en immer gefragter.


Autorin:
Dipl.-Ing. Andrea Stickel

Jour­nal­istin für Tech­nik und
Wis­senschaft (BJV)

andrea@stickel-online.net

Foto: © Rolf Schürmann
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