Orientierungshilfen bei der Auswahl und dem Einsatz von Exoskeletten

Exoskelette werden zunehmend als ergonomische Unterstützung im Betrieb eingesetzt. Es bestehen noch offene Fragen zu Funktion, Nutzen, Einsatzbereichen und Arbeitsschutz. Die DGUV Information 208-062 bietet eine leicht verständliche, praxisnahe Orientierung und unterstützt Verantwortliche bei der Auswahl geeigneter Exoskelette.

Exoskelette können als personenbezogene Präventionsmaßnahme körperliche Belastungen an Arbeitsplätzen reduzieren und so Muskel-Skelett-Erkrankungen vorbeugen. Ob und welches Exoskelett sinnvoll ist, muss jedoch für jeden Arbeitsplatz individuell geprüft werden. Einheitliche Bewertungsstandards fehlen bislang, was die Auswahl angesichts der großen Produktvielfalt erschwert. Exoskelette unterscheiden sich erheblich, unter anderem in Bauweise, Funktionsprinzip, Einsatzbereich und der unterstützten Körperregion.

Die DGUV Information 208-062 „Auswahl und Einsatz von Exoskeletten“ ^[1] bietet hierfür eine praxisnahe, systematische Bewertungsgrundlage mit Checklisten und Handlungsempfehlungen. Sie richtet sich an Verantwortliche für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz, die den Einsatz von Exoskeletten im Betrieb planen oder begleiten. Dabei ist wichtig, dass betroffene Beschäftigte frühzeitig in die Planung und Erprobung einbezogen werden. Grundsätzlich ist der Einsatz von Exoskeletten an gewerblichen Arbeitsplätzen bereits vor der Erprobung in der Gefährdungsbeurteilung zu berücksichtigen und diese entsprechend zu erweitern.

Grundlagen zu Exoskeletten

Exoskelette sind technische Systeme, die am Körper getragen werden und durch mechanische Kopplung auf ihn einwirken. Am Arbeitsplatz sollen sie die Funktionen des Muskel-Skelett-Systems bei körperlicher Arbeit unterstützen.

Exoskelette lassen sich nach ihrem Antriebsprinzip (aktiv oder passiv), der unterstützten Körperregion, der Bauform, den verwendeten Materialien sowie ihrer mechanischen Wirkungsweise unterscheiden. Passive Systeme nutzen die von der tragenden Person erzeugte Energie, speichern sie beispielsweise in Federn oder elastischen Elementen und geben sie mechanisch wieder ab. Aktive Exoskelette verfügen dagegen über eine externe Energiequelle, etwa elektrische oder pneumatische Antriebe. Für gewerbliche Anwendungen gibt es Exoskelette zur Unterstützung des Rückens sowie der oberen und unteren Extremitäten, wobei Systeme zur Entlastung von Schultern und Rücken am häufigsten eingesetzt werden.

Die Wirkungsweise von Exoskeletten variiert je nach Antrieb, unterstützter Körperregion, Bauform und Material. Durch das Aufnehmen oder Umlenken von Kräften können sie Ermüdung und Überlastung beanspruchter Körperbereiche verringern und die Körperhaltung unterstützen. Die meisten aktuell verfügbaren Exoskelette bieten jedoch nur eine begrenzte Entlastung und können unergonomische Belastungen an ungünstigen Arbeitsplätzen nicht vollständig vermeiden, sondern lediglich reduzieren.

In der gewerblichen Praxis können Exoskelette belastende Bewegungen und Zwangshaltungen, etwa Rumpfbeugungen oder Überkopfarbeiten, erleichtern. Aktive Systeme ermöglichen eine anpassbare Unterstützung und eignen sich besonders für wechselnde Bewegungen und Lasten, während passive Exoskelette vor allem bei gleichförmigen Tätigkeiten mit konstanten Gewichten sinnvoll sind.

Rückenexoskelette entlasten vor allem beim starken Vorbeugen, beispielsweise beim Aufnehmen von Lasten, während Schulterexoskelette insbesondere bei Arbeiten mit angehobenen Armen unterstützen, ohne dabei die Kraftleistung wesentlich zu erhöhen. Der Einsatz von Exoskeletten ist jedoch nur dann sinnvoll, wenn andere ergonomische Maßnahmen oder technische Hilfsmittel nicht möglich oder bereits ausgeschöpft sind.

Auswahl des richtigen Exoskeletts

Für die Auswahl eines passenden Exoskeletts ist ein strukturiertes Vorgehen erforderlich. Zunächst wird eine Vorbereitungsphase durchgeführt, in der die auszuführenden Tätigkeiten, das Arbeitsumfeld sowie die organisatorischen und kulturellen Rahmenbedingungen des Unternehmens analysiert werden. Dabei werden auch relevante Einflussfaktoren und konkrete Ziele für den Einsatz des Systems festgelegt. Darauf aufbauend folgen begleitete Test- und Erprobungsphasen, in denen die Eignung des Exoskeletts am jeweiligen Arbeitsplatz sowohl aus subjektiver Sicht der Beschäftigten als auch aus objektiver Sicht bewertet wird. In einem letzten Schritt werden die Ergebnisse ausgewertet und als Grundlage für die Auswahl und Einführung des Exoskeletts herangezogen.

Im Rahmen der Vorbereitung wird zunächst mindestens ein Exoskelett für die spätere Erprobung ausgewählt. Die Systemauswahl basiert auf einer Analyse der Tätigkeiten, bei denen ein Exoskelett aktiv unterstützen soll, sowie jener Aufgaben, die es nicht einschränken darf. Ebenso entscheidend ist die Kompatibilität mit eingesetzten Werkzeugen und Hilfsmitteln. Anhand der zu unterstützenden Tätigkeiten und Bewegungsabläufe ist zu bestimmen, welche Körperregion besonders stark belastet wird und daher gezielt Unterstützung benötigt. Entsprechend sollte das Exoskelett genau für diesen Belastungsschwerpunkt ausgelegt sein, etwa zur Entlastung des unteren Rückens bei überwiegender Beanspruchung dieses Bereichs.

Für die Erprobung eines Exoskeletts sollten geeignete Bewertungsmethoden festgelegt werden. Eine Kriterien-Methoden-Matrix unterstützt die Auswahl objektiver Verfahren (zum Beispiel Belastungsmessungen) und subjektiver Methoden (zum Beispiel Befragungen), die idealerweise kombiniert werden. Testphasen mit einem einheitlichen, systematischen Vorgehen – möglichst am realen Arbeitsplatz – ermöglichen belastbare Ergebnisse. Eine arbeitsmedizinische Begleitung hilft, mögliche Beschwerden frühzeitig zu erkennen.

Die Auswertung der Test- und Erprobungsphase bildet die Grundlage für die erfolgreiche Auswahl und Einführung eines geeigneten Exoskeletts. Die Ergebnisse einer standardisierten und systematischen Erprobung liefern die erforderlichen Erkenntnisse, um anhand der im Voraus definierten Anforderungen an die Tätigkeit eine fundierte Auswahl eines geeigneten Exoskeletts zu treffen. Neben der Betrachtung der objektiven Eignung eines Exoskeletts sollte die subjektive Einschätzung der Beschäftigten immer miteinbezogen werden.