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Exoskelett – ein stabilisierendes Gerüst für den menschlichen Körper

„Exoskelett“ – das ist ein Begriff, den viele Menschen bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht gehört oder gelesen haben. Somit ist keinerlei Vorstellung vorhanden, wobei es sich handeln kann.

Die Erklärung: Das Wort „Exoskelette“ stammt aus dem Griechischen und setzt sich aus zwei Worten zusammen. Griechisch exo „außen“ und skeletos „Mumie“.

Als ein Exoskelett wird heute ein mechanisches Gerüst bezeichnet, dass außen am menschlichen Körper angebracht wird. Die Ideeist, dass der Körper durch dieses „Stützkorsett“ unterstützt wird.

Exoskelette – in der medizinischen Rehabilitation

Dieses System stammt ursprünglich aus dem Reich der Tiere. Primär nutzen Gliedertiere wie bspw. Krebse kein inneres Skelett, sondern ein äußeres zwecks Stabilisierung. Die Biomechanik hat sich die Raffinesse der Natur zu Eigen gemacht und maschinell betriebene Exoskelette entwickelt, die leicht montierbar sind und bereits über einen längeren Zeitpunkt in der Medizin – Bereich Orthesen – im Einsatz sind.

Motorunterstützte Exoskelette kommen im Bereich der medizinischen Rehabilitation zum Einsatz, um die unteren Extremitäten zu unterstützen. Durch ein Training mit einem solchen Exoskelett profitieren unter anderem Patienten mit Multipler Sklerose, Lähmungen nach einem Schlaganfall oder Querschnittsymptomatik.

Mittlerweile kommen die Exoskelette in immer mehr Bereichen zum Einsatz, wie bspw. Exoskelette in der Logistik, der Produktion und der Lagerarbeit.

In Logistik und Produktion die Belastung auf den Körper reduzieren

Diese „Außenskelette“ oder „Stützroboter“ reduzieren durch eine (Elektro-) mechanische Unterstützung die Belastung auf den Körper. Damit handelt es sich um eine Stützstruktur, die direkt am Körper getragen wird, um so die Gefahr vor Verletzungen zu reduzieren. 2017 befanden sich die Exoskelette noch in einem frühen Stadium der Entwicklung, wobei erste Industrie-Unternehmen bereits die Exoskelette im Regelbetrieb einsetzten.

Besonders in der Logistik gibt es viele Branchen, wo körperlicher Einsatz trotz aller Hilfsmittel noch Standard ist. Für betroffene Personen stellen nicht nur Gelenkschmerzen ein Problem dar, sondern diese minimieren zugleich die Effizienz im Betrieb. Durch die Exoskelette soll es möglich sein, genau dort die Arbeit zu erleichtern, wo ständiges Heben, Bücken und Tragen auf die Dauer zu nachhaltigen Schäden führt.

Sobald von industriell eingesetzten Exoskeletten gesprochen wird, spricht die Fachwelt zumeist von „Ergoskeletten“. Diese verfügen über einen Antrieb und kommen gezielt dort zum Einsatz, wo schwere körperliche Arbeit die Regel ist.

Das Exoskelett: Die Stütze für Lagerarbeiter

Es spielt keine Rolle, ob in der Fertigung oder im Warenmanagement, es gibt bestimmte Arbeitsplätze, die sich nur zu einem geringfügigen Teil automatisieren lassen. Dies hängt in erster Linie mit den Qualitätsaspekten und Fragen der Praktikabilität zusammen, wie bspw. bei sehr geringen Stückzahlen oder einem vielfältigen Produktportfolio. In diesen Fällen sind Auslastung und Konzentrationsfähigkeit gefragt und zugleich ermüdet kleinteiliges Arbeiten äußerst schnell – somit nimmt die Regenerationszeit Einfluss auf die Effizienz der gesamten Abteilung.

Mithilfe eines Exoskeletts sind folgende Aspekte besser steuerbar:

  • Es erfolgt eine Unterstützung bei eintönigen oder belastenden Haltungen.
  • Die Lastverteilung beim Verrücken, Handhaben und Heben von schweren Objekten erfolgt gleichmäßig.
  • Die Sicherheitsrisiken durch einen Mix an Funktion und Schutz werden reduziert.
  • Schwingen werden reduziert, die durch eine dauerhafte Einwirkung das Risiko von Muskel-Skelett-Erkrankungen (MSE) erhöhen.

Um es auf den Punkt zu bringen: Ein Exoskelett erhöht die Sicherheit am Arbeitsplatz, reduziert den Verschleiß vieler einzelner Arbeitsschritte und zugleich wird die Effizienz im betreffenden Teilsegment gesteigert.

Der Einsatz in der Industrie

Ein besonders einfache Variante der Exoskelette ermöglicht eine Stützstruktur, die ausschließlich auf die Beine beschränkt ist und eine variable Sitzposition einzunehmen. Dem Arbeiter ist es möglich, die an Beinen und Hüfte fixierte Mechanik an jeder Position zu versteifen, um so einen Sitz zu erhalten, der genau auf die entsprechende Situation ausgerichtet ist.

Bei dieser Variante handelt es sich um den sogenannten Chairless Chair, der zum Beispiel von dem Autohersteller Audi an seinem Standort in Ulm eingesetzt wird. Diese Variante wird zum Beispiel von dem Autohersteller Audi an seinem Standort in Ulm eingesetzt. Auch die Arbeiter des BMW-Werks in Spartanburg (USA) erhalten mechanische Unterstützung, in Form von Westen, die sie speziell bei der Überkopfmontage am Oberkörper stützt.

Wie ist es um den wirtschaftlichen Faktor bestellt?

Noch sind viele Unternehmen durch die recht hohen Anschaffungskosten dieser Spezialausrüstung abgeschreckt, wenn es darum geht, komplette Abteilungen mit den Exoskeletten auszustatten.

2019 verzeichnete die International Federation of Robotics (IFR) in ihrer jährlichen World Robotics Studie eine dynamische Entwicklung für den Markt der Exoskelette. Im Jahr 2015 wurde rund 5.000 Einheiten weltweit verkauft, so stieg der Absatz ein Jahr später bereits um 20 Prozent auf 6.000 Einheiten. Ein Jahr später waren es dann bereits schätzungsweise 8.100 Einheiten (Anstieg von 35%). Eine Statistik zeigt auf, dass in den vergangenen Jahren der Absatz von Exoskeletten stetig angestiegen ist. Bis ins Jahr 2025 wird ein Absatz von über 108.000 Stück prognostiziert.

Eine Studie der Techniker Krankenkasse aus dem Jahr 2020 zeigt auf, dass in 2019 pro 100 Erwerbsfähigen Personen insgesamt 1540 Arbeitsunfähigkeitstage erfasst wurden. Davon entfielen 17,4 Prozent auf die Diagnose „Muskel-Skelett-System“ (270 Tage je 100 VJ).

Wer sich einmal die Zahlen ansieht, der wird erkennen, dass sich eine solche Investition für die Arbeitgeber auszahlt bzw. relativiert.

Foto: © Paexo

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