Exoskelette machen im Arbeitsalltag zunehmend von sich reden. Diese innovativen Geräte sollen vor allem körperlich belastende Tätigkeiten in der Industrie und im Handwerk erleichtern. Arbeiten, die über Kopf verrichtet werden, wie Schrauben, Bohren oder Schleifen, sind besonders anstrengend und werden durch solche Technologien unterstützt. Ein aktuelles Forschungsprojekt mit dem Namen „CoExo – Kognitiv-motorische Interferenzen beim Exoskeletteinsatz“ zielt darauf ab, die Effekte dieser Hilfsmittel auf Aufmerksamkeit, Bewegungskoordination und Leistungsfähigkeit genauer zu beleuchten. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert dieses spannende Vorhaben, das eine Zusammenarbeit zwischen der Deutschen Sporthochschule Köln und der Technischen Universität Bergakademie Freiberg beinhaltet.
Aktuell wird eine Vorstudie durchgeführt, die den Grundstein für umfassendere Messungen legen soll. Zum Einsatz kommen moderne Verfahren wie die 3D-Bewegungsanalyse, die Muskelaktivitätsmessung und funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS), um sowohl körperliche als auch neuronale Belastungen zu erfassen. Darüber hinaus nehmen 50 Handwerker*innen und 50 gesunde Erwachsene, gemischt nach Geschlecht und Alter, an den Tests teil. Hierbei wird untersucht, wie verschiedene Exoskelett-Unterstützungsformen, von passiven mechanischen Systemen bis hin zu KI-basierten Assistenzfunktionen, zur Reduzierung körperlicher Belastungen beitragen können. Dies ist besonders relevant, da arbeitsbedingte muskuloskelettale Erkrankungen eine der häufigsten Ursachen für Arbeitsausfälle darstellen.
Von der Forschung zur Praxis
Wenn es um Exoskelette geht, ist es wichtig, ein fundiertes Verständnis ihrer Anwendung zu entwickeln. Das Team an der TU Freiberg arbeitet intensiv an der Entwicklung intelligenter, adaptiver Exoskelett-Unterstützungssysteme, um kognitiv-motorische Interferenzen (CMI) in industriellen Anwendungen zu mindern. Diese Interferenzen entstehen durch die gleichzeitige Beanspruchung kognitiver und physischer Ressourcen, was zu einer Beeinträchtigung der mentalen und motorischen Leistungsfähigkeit führen kann. Exoskelette werden damit nicht nur als mechanische Hilfsmittel betrachtet, sondern auch als ergonomische Werkzeuge zur Unterstützung der Beschäftigten.
Der Prototyp „Lucy“ ist ein Paradebeispiel dafür, wie moderne Technologien in diesem Bereich eingesetzt werden können. Er passt die Unterstützung dynamisch an die physisch und kognitiven Belastungen der Nutzer an. Ziel ist es, die Effizienz, Sicherheit und Gesundheit der Mitarbeiter bei körperlichen Tätigkeiten zu steigern. Studien belegen, dass Exoskelette die Verletzungsgefahr senken und damit verbundene Kosten reduzieren können.
Gesundheitsförderung durch Technologie
Laut aktuellen Erhebungen sind mehr als 25% der krankheitsbedingten Fehltage in Deutschland auf Muskel-Skelett-Erkrankungen zurückzuführen. Diese Erkrankungen manifestieren sich oft aufgrund unergonomischer Arbeitsbedingungen, wie das Heben schwerer Gegenstände oder ungünstige Körperhaltungen. Exoskelette bieten hier nicht nur eine Lösung zur Entlastung der körperlichen Arbeit, sondern könnten auch in Zukunft zur Prävention solcher Erkrankungen beitragen, wie Fraunhofer IPA zeigt.
Um die Potenziale von Exoskeletten umfassend zu nutzen, wird eine gezielte Forschung benötigt, die sowohl biomechanische als auch ergonomische Aspekte berücksichtigt. Interdisziplinäre Ansätze, wie sie in den Projekten der Deutschen Sporthochschule Köln und der TU Freiberg umgesetzt werden, stärken das Verständnis für die komplexen Wechselwirkungen zwischen Körper, Technik und kognitiven Anforderungen.