AWExo – Akzeptanz und Wirkung von Exoskeletten in der Bauindustrie

Status:

laufend

Zielsetzung:

Tätigkeiten im Baugewerbe sind mit hohen körperlichen Belastungen verbunden, die in der Folge zu einer großen Zahl von Arbeitsunfähigkeitstagen führen. Der aktuell herrschende Fachkräftemangel erhöht die vorherrschenden Belastungen noch zusätzlich für die Beschäftigten. Technische und organisatorische Maßnahmen zur Reduzierung der körperlichen Belastungen sind aufgrund der häufigen Ortswechsel oft nicht umsetzbar. Exoskelette könnten ein geeignetes Hilfsmittel zur Senkung des Risikos der Entstehung von Muskel-Skelett-Erkrankungen (MSE) darstellen. In den letzten Jahren wurden diverse Systeme für den industriellen Einsatz entwickelt, die bisher vorwiegend an stationären Arbeitsplätzen in Großbetrieben pilothaft getestet wurden. Auch im Baugewerbe dominieren Belastungen des Rückens, wie beispielsweise durch manuelles Heben von Lasten und Arbeiten mit starker Rumpfvorbeuge. In diesen Fällen können rumpfunterstützende Exoskelette zu einer Entlastung des Rückens beitragen.

Insbesondere in klein- und mittelständischen Unternehmen (KMU), wie sie in der Bauindustrie weit verbreitet sind, stellt der Einsatz von Exoskeletten eine besondere Herausforderung dar. Die begrenzten Ressourcen der innerbetrieblichen Logistik und der oft kleinen Arbeitsgruppen mit multiplen Tätigkeitsanforderungen erschweren die Einführung von Exoskeletten in die alltägliche Arbeit. Hier setzt das aktuelle Forschungsvorhaben AWExo an, um den Unternehmen den zielgerichteten Einsatz von rumpfunterstützenden Exoskeletten unter Einbeziehung einer möglichst hohen Akzeptanz bei den Beschäftigten zu erleichtern.

Obwohl bereits in zahlreichen Laborstudien Unterstützungseffekte von Exoskeletten nachgewiesen wurden, ist der effektive Nutzwert in der betrieblichen Praxis – insbesondere im Baugewerbe – bisher weitgehend unbekannt. Als zentrale Punkte stellen sich hier die Fragen nach den Auswirkungen von asymmetrischen Körperhaltungen, dem erreichbaren Gesamtunterstützungsgrad, den möglichen Beeinträchtigungen bei der Arbeit und der Akzeptanz bei den Beschäftigten.

Im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen dem RIF – Institut für Forschung und Transfer e.V. – in Dortmund und dem Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) soll das drittmittelgeförderte Projekt AWExo mit einer Laufzeit von zwei Jahren bearbeitet werden.

Aktivitäten/Methoden:

Der Arbeitsschwerpunkt des IFA in diesem Projekt liegt auf der biomechanischen Analyse des Wirkeffekts von rumpfunterstützenden Exoskeletten bei typischen rückenbelastenden Tätigkeiten im Baugewerbe. Dazu gehören manuelle Lastenhandhabung und Arbeiten mit starker Rumpfvorbeuge.

In einer Kombination aus Labor- und Feldmessungen will das IFA die Wirkeffekte von zwei verschiedenen Exoskeletten auf die Muskel-Skelett-Belastung im Bereich des unteren Rückens mittels invers-dynamischer Modellrechnung und Elektromyografie (Oberflächen-EMG) in ausgewählten Gewerken der Baubranche ermitteln. Zuvor sollen mit den beteiligten Unternehmen in Workshops und durch Arbeitsplatzbeobachtungen geeignete Tätigkeiten und Arbeitsabläufe ausgewählt werden.

Die Umgebungsbedingungen im Baugewerbe sind jedoch wesentlich komplexer und variabler als in den bisher betrachteten Anwendungsfällen. Daher soll zunächst in einer Laborphase die Eignung der ausgewählten Systeme in nachgestellten/simulierten Situationen getestet werden. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen sollen anschließend in den beteiligten Unternehmen die spezifischen Tätigkeitsprofile an den realen Arbeitsplätzen über mehrere Stunden mit einem aktuellen CUELA-Messsystem, bestehend aus einem Inertialsensorsystem (IMU) in Verbindung mit Oberflächen-EMG, erfasst werden. Die Messdaten sollen anschließend hinsichtlich der Unterstützungswirkung der Exoskelette und des beschriebenen effektiven Nutzwertes ausgewertet werden.

Stand: