Exoskelette

Pimp my Mitarbeiter*in

Exoskelette könnten bald ein alltägliches Werkzeug auf den heimischen Baustellen werden. Doch sind sie wirklich die Lösung zum besseren Arbeitnehmer*innen-Schutz?

30.03.2021
Top-Artikel Bau
Christoph Hauzenberger
© Ottobock

Anlegen wie einen Rucksack, dann die Gurte richtig einstellen und die Pads anpassen – so einfach ist ein Exoskelett angezogen und einsatzbereit. Was auf einer Pressekonferenz von Ottobock im Rahmen der Bau München 2019 Journalist*innen zu Aussagen wie „ein Hauch von Science-Fiction“ verleiten ließ, ist bei weitem keine Technik der Zukunft.

Exoskelette werden vor allem in der Automobilindustrie ein immer wesentlicherer Faktor in den Bereichen Arbeitnehmer*innenschutz und Vorbeugung von muskulären Erkrankungen durch repetitive Tätigkeiten. Und auch in der Baubranche eröffnen sich breite Anwendungsmöglichkeiten durch die verschiedenen am Markt erhältlichen Systeme.

Häufige Beschwerden von Arbeiter*innen

Muskel-Skelett-Beschwerden und Muskel-Skelett-Erkrankungen (MSE) stellen ein bedeutendes gesellschaftliches Problem dar und gehen mit einer hohen Belastung des Gesundheitssystems, der Wirtschaft sowie der Betroffenen Hand in Hand. Laut dem Fehlzeitenreport 2019 des Wifo fällt rund ein Fünftel aller Krankenstandstage auf eine Erkrankung des Muskel-Skeletts-Systems, wobei diese Krankenstände durchschnittlich 15,4 Tage betragen.

Dabei betrifft ein Drittel aller krankheitsbedingten Ausfälle aufgrund von MSE die Beschäftigten in der Altersgruppe von 50 bis 64 Jahren. Kombiniert mit dem demografischen Wandel, der Österreich bevorsteht – laut Statistik Austria werden 2050 mehr als 40 Prozent aller Arbeitnehmer*innen über 45 Jahre alt sein –, werden MSE ein noch gravierendes Problem werden. Vorbeugen könnte hier der Einsatz von Exoskeletten.

Wirksame Unterstützung

„Die Wirksamkeit von Exoskeletten wurde in dem EU-Forschungsprojekt Andy evaluiert: Die körper­liche Belastung der Probanden konnte um 55 Prozent gesenkt werden, und auch die Herzfrequenz während der Arbeiten sank um 21 Prozent“, so Wolfgang ­Baumann, CEO der AWB Schraubtechnik- und Industriebedarf GmbH, die Exoskelette verschiedenster Hersteller vertreibt. Dennoch sei von keinem Allheilmittel zu sprechen, es komme darauf an, das richtige Produkt für den richtigen Einsatz zu wählen.

Das sieht man auch aufseiten der AUVA so, die von vielen Arbeitgeber*innen erwartete eierlegende Wollmilchsau seien Exoskelette (noch) nicht. „Man muss festhalten, dass sie nicht die einfache Lösung aller Probleme sind“, stellen Anne Mück und Markus ­Lombardini, Expert*innen der Fachgruppe Ergonomie der AUVA-Landesstelle Wien, fest. „Viele Probleme lassen sich anhand einfacher gestalterischer Anpassungen am Arbeitsplatz oder durch Änderung von Abläufen lösen.“ Dennoch beobachte man die aktuellen Entwicklungen sehr genau und sehe auch Potenzial.

Über Kopf: Bei Hartl Haus werden die Exoskelette im gesamten Produktionsbetrieb und im Montagebereich eingesetzt.

© Hartl Haus

Welche Arten von Exoskeletten gibt es?

Grundsätzlich kann man drei Typen von Exoskeletten unterscheiden: aktive, passive und softe. „Aktive Exoskelette enthalten einen Motor, der für mich die Bewegung ausführt oder diese sehr stark unterstützt. Das kennt man vor allem aus der Rehabilitation“, erklärt Baumann. „Die passiven setzten auf mechanische Hilfsmittel wie z. B. Feder- oder Seilzugsysteme, um Bewegungsabläufe zu unterstützen sowie Entlastung zu bieten. Softe Varianten sind eher unterstützend bzw. stabilisierend zu betrachten.“ Vor allem Letztere bieten für die Baubranche auch schon jetzt alltagstaugliche Lösungen an.

Wachsendes Repertoire

Das aktuell verfügbare Repertoire an Exoskeletten lässt erahnen, wohin es in den nächsten Jahren gehen kann, und auch die Zahl der Exoskelett-Hersteller wächst stetig an. Aktuell gibt es rund 30 Unternehmen, die Produkte in diesem Segment anbieten und entwickeln. Eine der Firmen, die beispielsweise offensichtlich mit der Baubranche liebäugelt, ist Ottobock SE. Der Hersteller von Prothetik und Orthesen entdeckte das Segment Exoskelette und deren Anwendung im Arbeitsalltag vor einiger Zeit für sich sowie die Möglichkeiten, die die Branche bietet. Folglich stellte Ottobock vor zwei Jahren das Exoskelett Paexo vor, das eigens entwickelt wurde, um Arbeiter*innen zu entlasten.

Paexo ist ein passives Exoskelett, das keine Energie­zufuhr benötigt und mit 1,9 Kilogramm Eigengewicht leicht ist. Im Überkopf-Einsatz wird dabei das Gewicht der erhobenen Arme des Trägers über die Armschalen mithilfe einer mechanischen Seilzugtechnik auf die Hüfte abgeleitet. Das schont laut dem Hersteller die Muskeln und Gelenke im Schulterbereich, so lassen sich Tätigkeiten über Kopf komfortabler ausführen. Konzipiert wurde Paexo für diese Arbeiten im Aus- und Trockenbau, in der Bauelektrik sowie im Hochbau.

Um die Entwicklung von Exoskelett-Systemen voranzutreiben, vereinbarten letzten Sommer Ottobock SE und die Hilti-Gruppe eine Technologie-Partnerschaft. Die Lösungen sollen neue Angebote bezüglich Gesundheitsschutzes und Produktivität bieten und den Zukunftsmarkt Bauindustrie erschließen.

42 Prozent glauben laut einer Leserumfrage daran, dass man Exoskelette definitiv zukünftig in der Baubranche als völlig normal erachten wird. Rund ein Drittel erachtet sie als Puzzelstein, 21 Prozent sehen sie eher in der Fertigung und acht Prozent glauben nicht an den langfristigen Erfolg.

 

© Österreichische Bauzeitung

Sitzen ohne Sessel

Für ein anderes Segment entwickelt Noonee seine Produkte. Der Chairless Chair, mittlerweile in der Version 2.0 verfügbar, soll es Arbeiter*innen ermöglichen, fließend zwischen sitzen, stehen und gehen zu wechseln. Somit kann er vor allem für Arbeiten, die einen häufigen Wechsel der Positionen verlangen und in einem sehr begrenzten, eigenen Arbeitsplatz auszuführen sind, genutzt werden. Legt man dies nun auf die Baubranche um, bieten sich vor allem industrielle Arbeiten sowie beispielsweise die Baumaschinenproduktion sowie -reparatur als Einsatzszenarien an.

So unterschiedlich die einzelnen Lösungen der Hersteller sein mögen, eines haben sie alle gemeinsam: Sie sollten alle nur nach einer ausführlichen Einschulung genutzt werden.

"Sit down": Der Chairless Chair 2.0 von Noonee könnte auch in der Baumaschinen­produktion sowie -reparatur Anwendung finden.

© Flex/Noonee

Wenn man Exoskelette nutzt, dann richtig

„Entscheidet man sich für ein Exoskelett, ist es unabdingbar, die Nutzer für Verwendung sowie Einstellung auszubilden und für Risiken zu sensibilisieren“, stellt Lombardini fest. Die Produkte nur zu überreichen und es den Menschen ausprobieren zu lassen funktioniere nicht. Dies führt im schlechtesten Fall zu neuen Problemen oder verstärkt bestehende. „Man muss sich das ein wenig wie mit den Geräten in einem Fitnesscenter vorstellen: Wenn man weiß, wie man sie nutzt, helfen sie einem, wenn nicht, können sie Verletzungen verursachen“, ergänzt Mück. Ebenso dürfe man nicht vergessen, den Arbeitsplatz und die Fluchtwege im Bedarfsfall zu adaptieren, da die Exoskelette die Körperfläche teilweise vergrößern.

Dies sieht auch Baumann so, der bestätigt, dass Einschulungen ein wesentlicher Teil des Alltags sind. „Man darf nicht vergessen, dass jeder Körper anders ist, dementsprechend muss auch das Exoskelett richtig angepasst werden“, bestätigt der Experte. Die Praxis würde zeigen, dass dies von den meisten Arbeiter*innen nach einer ausführlichen Einschulung meist im Arbeitsalltag selbstständig möglich ist. Diese Meinung spiegeln auch die Erkenntnisse eines aktuellen White Papers des Fraunhofer-Instituts wider.

Im Praxiseinsatz bei Baufirmen

Zwei Unternehmen der heimischen Baubranche, die im Rahmen eines White Papers von Fraunhofer Austria Exoskelette testen konnten, sind Wacker Neuson Linz sowie Hartl Haus. Bei dem Baumaschinenhersteller Wacker Neuson wurden die Exoskelette in den Bereichen „Ein- und Auslagerung“ sowie „Maskieren“ getestet. Dabei wurde das Produkt als einfach zu benutzen bewertet, und auch die Funktionen wurden gelobt.

Ausführlicher widmete man sich bei Hartl Haus jenem Thema, das die Geschäftsleitung schon über Jahre beobachtete: der Entwicklung von Exoskeletten sowie deren Einsatzmöglichkeiten. „Uns ging es immer um die Mitarbeiter*innen und darum, in welchem körperlichen Zustand sie am Abend nach Hause gehen“, erzählt Sonja Ableitinger, Forschung und Entwicklung bei Hartl Haus. „Es wurde dezidiert keine Mehrleistung erwartet.“ Getestet wurde der Einsatz in den Bereichen Hausmontage, Fertighausproduktion, Möbeltischlerei und Bautischlerei sowie über eine Partnerfirma bei Elektronikarbeiten – die Resonanz von allen Baustellen war positiv.

„Mittlerweile haben wir fünf Exoskelette im täglichen Gebrauch, wobei unsere Arbeitsmedizinerin den Einsatz koordiniert und für alle Fragen bereitsteht“, so Ableitinger weiter. Gerade am Ende der Werktage würden diese sehr gerne genutzt, da einerseits die Bewegungsabläufe nicht mehr so konzentriert ausgeführt würden und andererseits die Kräfte einfach nachließen. 30.000 Euro flossen in die Beschaffung der Exoskelette inklusive Service und Wartung – für Hartl Haus ein Investment, das sich gelohnt hat.

79 Prozent der Bauzeitungs-Leser haben noch keine Erfahrungen mit Exoskeletten, 16 Prozent testen gerade Varianten und fünf Prozent haben schon Exoskelette in den Alltag integriert.

© Österreichische Bauzeitung

Und was kostet so ein Exoskelett?

Eine Hürde für die weite Verbreitung von Exoskelet­ten könnten die Kosten von zweitausend bis sechstausend Euro darstellen, die nicht nur für den Arbeitsplatz, sondern für jede*n dort beschäftigte*n Mitarbeiter*in anfallen. Förderungen gibt es – aus unterschiedlichen Gründen – aktuell keine.

Arten von Exoskeletten

  • Aktive Aktive Exoskelette bieten den Anwender*innen eine aktive mechatronische Kraftunterstützung bei einzelnen oder kombinierten physischen Belastungen. Sie weisen eine hohe Komplexität sowie ein höheres Eigengewicht auf, da sie pneumatisch oder von Motoren betrieben werden, eine Stromversorgung benötigen sowie meist modular aufgebaut und erweiterbar sind.
  • Passive Passive Exoskelette unterstützen den Träger durch mechanische Hilfsmittel. Auftretende Belastungen werden aufgefangen, infolgedessen werden Bewegungen in der Belastungsrichtung erleichtert. Die Assistenzsysteme kommen ohne den Einsatz von Motoren, Sensorik sowie deren Stromversorgung aus.
  • Softe Softe Varianten unterstützen, stabilisieren oder verstärken einen bestimmten Bereich des Körpers und wirken so entlastend.
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