Exoskelette machen schwere Jobs leicht

Branchen wie Logistik, Handel, Automobil und Luftfahrt stehen zunehmend unter Druck: Durch krankheitsbedingte Arbeitsausfälle und den demografischen Wandel entwickelt sich der Fachkräftemangel europaweit zu einem Problem. In der Logistik zum Beispiel kommen auf jeden Beschäftigten in Deutschland 25 Fehltage pro Jahr aufgrund von krankheitsbedingter Arbeitsunfähigkeit.

Ein großer Teil davon ist auf Muskel-Skelett-Erkrankungen (MSE) zurückzuführen wie Rückenbeschwerden durch das Heben und Tragen von Lasten. MSE verursachen allein in Deutschland 17,2 Milliarden Euro Produktionsausfall beziehungsweise 30,5 Milliarden Euro Ausfall an Bruttowertschöpfung pro Jahr, wie die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin im Bericht „Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit“ 2017 mitteilte.

Exoskelette tragen dazu bei, krankheitsbedingte Ausfälle signifikant zu verringern. Dadurch können Unternehmen nicht nur ihre Produktivität verbessern, sie machen auch ihre Arbeitsplätze attraktiver. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil, wie Martin Böhm, Chief Experience Officer bei Ottobock, erklärt: „Die Transformation der Arbeitswelt im Sinn von New Work macht nicht Halt vor den so genannten Blue-Collar-Mitarbeitern. Auch die Kollegen in der Produktion, im Handwerk oder Handel wünschen sich mehr Gestaltungsspielraum für ihre Arbeit. Der Einsatz von Exoskeletten, auf freiwilliger Basis, kann hierfür ein echter Meilenstein sein. Die Assistenzsysteme sind buchstäblich eine Stütze für hart arbeitende Menschen und dabei noch sehr komfortabel.“

Leicht und flexibel

Ottobock stellte seine wachsende Produktfamilie von Exoskeletten vor. Die Lösungen unterstützen den ganzen Körper (Rücken, Schulter, Nacken, Handgelenk oder Daumen). Highlights sind die neuesten Exoskelette Ottobock BackX und Ottobock Shoulder.

Das Modell BackX richtet sich spezifisch an Mitarbeiter in der Logistik, die manuell Lasten bewegen und dabei gleichzeitig flexibel sein müssen. Das Exoskelett reduziert die Belastung des unteren Rückens beim Heben von Gegenständen um durchschnittlich 60 Prozent. Gleichzeitig ermöglicht es ein hohes Maß an Bewegungsfreiheit, um etwa ein Flurförderfahrzeug zu bedienen und Treppen zu steigen. Das Modell ist zum Beispiel an mehreren Logistikstandorten von DB Schenker im Einsatz.

Das Modell Ottobock Shoulder unterstützt Menschen bei anstrengenden Überschulter-Tätigkeiten. Die Exoskelette kommen bei der Automobilfertigung, der Instandsetzung von Zügen oder dem Flugzeugbau zum Einsatz. Zu den Unternehmen, die das Gerät einsetzen, gehören Airbus, Deutsche Bahn und Toyota Nordamerika. Auch die staatliche Eisenbahngesellschaft Frankreichs SNCF nutzt das Exoskelett, um die Wartung ihrer TGV-Züge effizienter zu gestalten.

„Wir verstehen unsere Exoskelette als natürliche Erweiterung des Körpers“, sagt David Duwe, Vizepräsident Ottobock Bionic Exoskeletons Europe. „Sie funktionieren nach einem biomechanischen Prinzip, indem sie Kräfte im Körper umleiten und zwischenspeichern. Diese Technologie bezeichnet man als Energy Harvesting. Ganz ohne den Einsatz von Batterien sind unsere Exoskelette besonders leicht und lassen sich in weniger als 30 Sekunden an- und ablegen.“

Sensorbasierende Bionic Analytics

Mehr als 200 Studien belegen die positive Wirkung von Exoskeletten in der Arbeitswelt. Wie groß die Verbesserungen durch Exoskelette an konkreten Arbeitsplätzen sind, lässt sich mit sensorbasierenden Untersuchungen nachweisen. Dafür hat Ottobock das so genannte „Bionic-Analytics“-Verfahren entwickelt.

Mit Hilfe von drei Mess-Sensoren werden Arbeitsprozesse der Mitarbeitenden sowohl mit als auch ohne Exoskelett täglich für bis zu acht Stunden über einen Zeitraum von mehreren Wochen exakt analysiert. Anschließend findet eine KI-basierende Auswertung der anonym erhobenen Daten statt. Ergänzend erfolgt eine qualitative Befragung der teilnehmenden Mitarbeiter. Die aufbereiteten Daten zeigen, wie sich das Tragen von Exoskeletten auf die Arbeit auswirkt.

Zum Beispiel bei DB Schenker: Durch eine mehrwöchige Testreihe konnten die positiven Effekte von Exoskeletten beim Entladen von Containern sowie der anschließenden Palettierung der Waren nachgewiesen werden. Die Gesamtlast bei der Handhabung von Waren wurde für die Mitarbeitenden signifikant reduziert und gleichzeitig wurde die Dauer der Lastenhandhabung um 20 Prozent gesteigert. Die Umfrageergebnisse zeigten, dass die Verbesserung der Arbeitssituation auch für die Teilnehmenden selbst deutlich spürbar war. DB Schenker setzt daher auch auf Exoskelette von Ottobock in den Bereichen Lager und Warenumschlag.

„Dank Bionic Analytics können wir die Wirkweise von Exoskeletten für Unternehmen wie Angestellte gleichermaßen sichtbar machen“, erklärt Duwe. „Damit schaffen wir die ideale Grundlage für fundierte Management-Entscheidungen. Mit diesen Daten können wir noch zielgerichteter Arbeitsplätze identifizieren, an denen unsere Produkte die Ergonomie verbessern. Das führt zu einer hohen Akzeptanz und schafft eine wichtige Voraussetzung für die flächendeckende Nutzung von Exoskeletten.“

Darüber hinaus hat Ottobock einen Kosten-Nutzen-Kalkulator für Exoskelette entwickelt. Dieser berücksichtigt Fehltage, Fluktuation, Produktivität und Qualitätsverbesserung. Dieser „ROI-Rechner“ zeigt, dass sich die Anschaffung von Exoskeletten bereits meist schon nach einem Jahr amortisiert hat.

Arbeit von morgen

Bionic Exoskeletons ist seit 2018 ein Geschäftsbereich des globalen Healthtech-Unternehmens Ottobock. Ende 2021 wurde der Bereich durch den Zukauf von SuitX aus Emeryville in Kalifornien (USA) vergrößert. An diesem innovativen Forschungs- und Entwicklungsstandort, dem SuitX Innovation Hub, entwickelt das Unternehmen kontinuierlich Produkte, um die Arbeit von morgen zu gestalten – unter der Leitung von Prof. Dr. Kazerooni, Chief Scientist von Ottobock Bionic Exoskeletons und Professor für Maschinenbau an der Universiy of Californa, Berkeley.

Neu ist das Exoskelett IX BACK AIR. Das Rücken-Exoskelett vereint die Kraft von rigiden Systemen mit dem Komfort von soften Modellen. Damit ist es das passende Exoskelett für den flächendeckenden Einsatz in der Logistikbranche.

Mit dem IX BACK AIR hat sich die Geschäftseinheit „SUITX by Ottobock“ erstmals vorgestellt. „Wir verbinden die Innovationskraft beider Unternehmen, sowohl strukturell als auch markenspezifisch, um unsere Marktführerschaft weiter auszubauen“, sagt Martin Böhm, Chief Experience Officer bei Ottobock. „Wir stärken mit diesem Schritt unser Exoskelett-Geschäft weltweit, insbesondere auch im Kernmarkt USA. Schon jetzt nutzen mehr als 2000 Kunden die Lösungen von ‚SUITX by Ottobock‘. Die Zukunft der Arbeitswelt werden wir aktiv gestalten und Menschen mit körperlich anstrengenden Berufen nachhaltig entlasten.“

Gesünder und effizienter

In der Logistikbranche sind Mitarbeiter besonders hohen körperlichen Belastungen ausgesetzt, zum Beispiel beim Heben und Tragen von sperrigen oder schweren Lasten.

„Mit dem IX BACK AIR schaffen wir den Durchbruch für den flächendeckenden Einsatz von Exoskeletten in der Logistik“, sagt Duwe. „Einige Unternehmen der Branche nutzen Exoskelette bereits, die meisten befinden sich noch in der Testphase. Die tägliche Anwendung unter wechselnden Arbeitsbedingungen ist für Unternehmen noch eine Herausforderung, für die wir jetzt – zusammen mit den Beteiligten – eine Lösung entwickelt haben.“

Entlastung für den Rücken

Gemeinsam mit Logistikpartnern hat „SUITX by Ottobock“ das erfolgreiche Exoskelett BackX weiterentwickelt. Das Nachfolgemodell IX BACK AIR ist effektiver, komfortabler und leichter. Es reduziert die Belastung des unteren Rückens um bis zu 56 Prozent; gleichzeitig wird die Wirbelsäule nicht zusätzlich komprimiert, wie Studien mit dem BackX zeigen.

Das Rücken-Exoskelett richtet sich speziell an Menschen mit dynamischen Arbeitsprozessen in der Logistik, die zum Beispiel manuell Lasten bewegen und dabei Flurförderfahrzeuge bedienen müssen. Ein integrierter Modus erkennt automatisch, wann die Unterstützung und wann die Bewegungsfreiheit benötigt wird. Auch für die Arbeit auf engem Raum ist das Modell perfekt geeignet, zum Beispiel im Container, aufgrund seiner reduzierten und ergonomischen Gestaltung.

Kraftvoll und komfortabel

Mit knapp drei Kilogramm Gewicht ist das neue Rücken-Exoskelett besonders leicht und angenehm zu tragen. Die innovative Technik leitet Kräfte im Körper um, speichert sie zwischen und setzt sie gezielt wieder frei. Durch die Nutzung der körpereigenen Energie, kann das Exoskelett ohne den Einsatz von Batterien den ganzen Tag über getragen werden.

Das IX BACK AIR lässt sich in weniger als 20 Sekunden an- und ablegen. Es kann einfach auf unterschiedliche Körpergrößen angepasst werden. Das Exoskelett verfügt über intuitiv anwendbare Verschlüsse und abnehmbare Polster sowie Reflektoren für bessere Sichtbarkeit der Nutzer. Durch das schlanke und körpernahe Design kann es auch unter Schutzwesten getragen werden.