ExoFitStyria - Exoskelette zur Vermeidung von körperlicher Überlastung von Arbeitnehmer*innen in der steirischen Industrie

Forscher*innen des Instituts für Innovation und Industrie Management an der TU Graz untersuchen im Rahmen des Projekts ExoFitStyria, wie Arbeitnehmer*innen in der steirischen Industrie durch innovative Technologien länger und gesünder in Beschäftigung gehalten werden können. Insbesondere die Technologie der Exoskelette könnte hier einen bedeutenden Beitrag liefern, wenn Arbeitnehmer*innen mit dieser vertraut sind und diese regelmäßig und zielgerichtet nutzen. Gefördert wird das Forschungsprojekt durch die Arbeiterkammer Steiermark.

Die volkswirtschaftliche Belastung durch Muskel-Skelett-Erkrankungen

Muskel-Skelett-Erkrankungen (MSE) verursachen in Österreich mehr als ein Drittel aller arbeitsbedingten Krankheitskosten.

Gemäß einschlägigen Studien sind MSE oft auf körperlich schwere Arbeit, repetitive Tätigkeiten oder Zwangshaltungen zurückzuführen. Diese Belastungsfaktoren treten häufig in Klein- und Mittelunternehmen (KMUs) des Produktionssektors auf. In der Steiermark sind nahezu alle Arbeitnehmer*innen des Produktionssektors in KMUs beschäftigt, weshalb die Prävention von MSE in diesem Sektor von besonderer Bedeutung ist.

Exoskelette als individuelle Assistenztechnologie

Bei Exoskeletten handelt es sich um am Körper getragene Stützstrukturen, die Bewegungen, Haltung oder körperliche Aktivitäten verstärken, ermöglichen, unterstützen oder verbessern. Ursprünglich für die medizinische Rehabilitation und den militärischen Bereich entwickelt, gewinnen Exoskelette zunehmend an Bedeutung für industrielle Arbeitsplätze.

Insbesondere wenn technische und organisatorische Gestaltungsmaßnahmen ausgeschöpft, oder andere präventive Maßnahmen nicht umsetzbar oder effektiv sind, kann der gezielte Einsatz von Exoskeletten als Präventionsmaßnahme für muskuloskelettale Erkrankungen dienen und zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen beitragen.

Bedarf an Anwendungsstudien im realen Arbeitsumfeld

Obwohl es bereits mehrere Studien gibt, welche die Entlastungswirkung von Exoskeletten in Laborsituationen belegen, fehlen noch aussagekräftige Anwendungsstudien im realen Kontext.

Das fehlende Verständnis der biomechanischen Effekte bei Exoskelett-gestützten Arbeitsaufgaben und fehlende ergonomische Bewertungswerkzeuge, die speziell auf die betroffenen Risikofaktoren eingehen, stellen Barrieren für die Umsetzung solcher Systeme in Unternehmen dar. Im Allgemeinen fehlen außerdem noch (1) die Evaluierung in spezifischen Industrien, besonders in KMUs, (2) das Wissen von Unternehmen und Beschäftigten über Wirkung und Nutzen von Exoskeletten, (3) methodisches Wissen zur Implementierung in bestehende Prozesse und (4) einfache, für den Praktiker anwendbare Werkzeuge und Vorgehen.

Projektziele und Vorgehensweise

Die drei primären Ziele des Projekts ExoFitStyria sind (1) die Ermittlung der Eignung sowie Entlastungswirkung von verschiedenen Exoskeletten für die steirische Industrie (mit Fokus auf KMUs); (2) der Aufbau einer Schulungsinfrastruktur (ExoLab) und Erarbeitung eines Konzeptes zur Messung der Entlastungswirkung durch Exoskelette; und (3) die Entwicklung von Schulungskonzepten zu einer ergonomischen und altersgerechten Arbeitsgestaltung und Unterstützung mittels physischer Assistenzsysteme und die pilotartige Umsetzung des Schulungskonzeptes mit steirischen AK-Mitgliedern.

Dazu werden im ersten Schritt verschiedene Unterstützungstechnologien in betrieblichen Fallstudien mit mehreren Unternehmen bezüglich ihrer Praxistauglichkeit untersucht. Eine Evaluierung der Wirkung ist mittels qualitativer Befragungen und quantitativer Messverfahren geplant.

In weiterer Folge werden die in den Fallstudien erkannten Problemstellungen und Anwendungsanforderungen in beispielhafte Use-Cases übertragen und im ExoLab als Schulungsumgebung umgesetzt. Das ExoLab, als isolierte Testumgebung für die erreichbaren Entlastungen je Use-Case, soll aufzeigen, wie die Technologien unter idealen Laborbedingungen eingesetzt werden können und welcher Nutzen in dieser idealisierten Umgebung erreicht werden kann.

Abschließend wird ein modulares Schulungskonzept, bestehend aus theoretischen und praktischen Teilen, erstellt und an die bestehende Infrastruktur angepasst.