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Sportwissenschaftler Andreas Argubi-Wollesen erklärt, wie sich Unterstützungselemente dank Pneumatik versteifen und dem Träger der Weste in bestimmten Positionen Haltearbeit abnehmen können.

„Ironman“ in der Produktion

06.11.2019

Arbeitshilfe. Exoskelette als Unterstützungssysteme im Dienst von Arbeitsschutz und -sicherheit.

Der Leiter des Hamburger Laboratoriums Fertigungstechnik Jens P. Wulfsberg arbeitet an der Entwicklung unterstützender Komponenten.

Es handelt sich nicht um eine Entwicklung für das Militär“, erklärt Prof. Jens P. Wulfsberg. An seinem Laboratorium ­Fertigungstechnik (LaFT) an der Helmut-Schmidt-Universität in Hamburg entstehen in einem interdisziplinären Team ergonomische Hilfsmittel für Menschen. Über 20 Ansätze für sogenannte „Exoskelette“ wurden bereits entwickelt – von der Sprunggelenk­orthese bis hin zum Muskelhandschuh.

Bezahlbar, tragbar und leicht

„Wir helfen dem Menschen, gesundheitliche Schäden am Arbeitsplatz zu vermeiden“, erläutert der Sportwissenschaftler und Biomechaniker Andreas Argubi-Wollesen. „Unsere Systeme sollen den Menschen muskulär entlasten und ihn nicht zusätzlich durch ihr Gewicht belasten.“ Auch den Soziologen Dr. Athanasios Karafillidis interessiert die Akzeptanz der späteren Exoskelett-Träger: „Uns ging es nicht darum, einen Supermenschen à la Ironman zu schaffen. Gefragt war vielmehr ein bezahlbares, tragbares und leicht anzulegendes Unterstützungssystem mit möglichst wenig Technik.“

Laut dem LaFT-Leiter Wulfsberg sei die erste Anfrage vom Airbus-Werk in Hamburg gekommen, das seine Arbeiter bei Überkopfarbeiten entlasten wollte. Erste Funktionsmuster wurden dort bereits 2016 getestet. Gedacht wird dabei vor allem an Prävention, also Verringerung des Krankenstandes durch Vermeidung von Überlastungen.

Intelligente Kleidung

Sportwissenschaftler Argubi-Wollesen denkt an den Einsatz intelligenter Kleidung mit einzelnen Unterstützungselementen, die sich dank Pneumatik bei Unterdruck versteifen. „In bestimmten Positionen nimmt die Weste dem Träger die Haltearbeit ab.“ Als Antriebe kommen dabei z. B. Pneumatik, Elektromotoren oder Gedächtnislegierungen infrage, die sich bei Anlegen von elektrischer Spannung verformen.

Sensor erkennt Werkzeug

Die Forscher nehmen typische Arbeitsläufe mithilfe von Sensoren und sogenannten 3D-Motion-Caption-Systemen unter die Lupe. „Wir erfahren auf diese Weise, wie bestimmte Bewegungen die Muskulatur belasten“, erläutert Argubi-Wollesen. „Danach testen wir mit dem Exoskelett, wie stark es den Träger unterstützt.“ Laborversuche mit Kraftunterstützung würden so im Mittel 20 bis 30 Prozent muskuläre Entlastung bringen. „In Praxis-Messungen bei Automobilherstellern wie Ford konnten bei hohen Werkzeuggewichten schon individuelle Entlastungen von bis zu 50 Prozent erreicht werden“, sagt der Sportwissenschaftler.

Überwachungs-Gefahr

Für bestimmte Anwendungen wie Bohren, Schleifen oder Fräsen kann das System bereits angepasst werden. „In Zukunft werden intelligente Exoskelette den Grad der individuellen Beanspruchung über Sensorik vermutlich direkt erfassen können und entsprechend den Grad der Unterstützung anpassen“, meint Soziologe Athanasios Karafillidis. Die Methode werfe jedoch auch Fragen nach der Datenüberwachung auf. „Rechtlich und ethisch ist eine Überwachung der Mitarbeiter über diesen Weg nicht akzeptabel“, betont Karafillidis. Wie für alle modernen Technologien brauche es auch für diesen Bereich einen gesellschaftlichen Konsens, wie mit den technologischen Möglichkeiten verantwortungsvoll umzugehen sei. 

[Text und Fotos: Nikolaus Fecht, Journalist in Gelsenkirchen.]

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