Mensch-Maschine-Interaktion 11.09.2013, 07:29 Uhr

Tragbares Exoskelett für Industriearbeiter

Die Industrie bietet zahlreiche Knochenjobs. Doch schon 44 Millionen Arbeiter leiden in der EU an Muskel-Skelett-Erkrankungen. Für das Bewegen von schweren Lasten entwickeln Wissenschaftler jetzt ein intelligentes Exoskelett. 

Der Siegeszug der Roboter in der Industrie scheint unaufhaltsam. Doch gibt es immer noch Produktionsschritte, die so komplex sind, dass sie sich kaum automatisieren lassen. Deswegen müssen Mitarbeiter aus Fleisch und Blut nach wie vor Knochenjobs übernehmen, etwa in der Demontage der Fahrzeugentsorgungsindustrie. Und das hat Folgen für ihre Gesundheit: EU-weit leiden rund 44 Millionen Arbeiter an arbeitsbedingten Muskel-Skelett-Erkrankungen, schätzt die Work Foundation Alliance, ein Forschungszweig der Universität Lancaster. Jetzt wollen Wissenschaftler Abhilfe schaffen und ein intelligentes Exoskelett für Industriearbeiter entwickeln. 

Exoskelett soll Arbeitsbedingungen in der Industrie verbessern

Der Startschuss für das Forschungsprojekt »Robo-Mate« fiel Anfang September. Und das Ziel der zwölf Partner aus sieben europäischen Ländern ist hochgesteckt: Arbeiter sollen zukünftig das computergestützte Außenskelett einfach anziehen und damit schwere Lasten spielend bewegen können. Auch die Unternehmen würden von dieser Technologie profitieren: Denn neben einer höheren Produktqualität könnten endlich Krankheitszeiten sinken, die bislang europaweit mit mehr als 240 Milliarden Euro pro Jahr zu Buche schlagen. 

Das Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) simuliert während des Projekts die Funktion des Skeletts in einer virtuellen Fabrikumgebung. Partner wie der rumänische Autozulieferer Compa S.A. entwickeln Szenarien aus der Automontage, die sie schließlich in eigenen Fertigungsanlagen realisieren wollen. Das Forschungszentrum des italienischen Autoherstellers Fiat (CRF) nimmt Labortests und Systembewertungen vor. Die Europäische Union bezuschusst das Projekt mit 4,5 Millionen Euro.

Wie funktioniert ein Exoskelett? 

Der Rahmen bisher entwickelter Exoskelette hat üblicherweise mehrere Gelenke, die denen des menschlichen Körpers entsprechen. Der Träger steuert sie mit einem Joystick, wie es beim Produkt Powered Jacket MK3 der japanischen Firma Sagawa Electronics der Fall ist. Einen Entwicklungsschritt weiter kommen Sensoren zum Einsatz, welche die physiologischen Impulse des Körpers registrieren. Der Computer-Controller berechnet mit diesen Informationen die gewünschte Bewegung des Trägers und koordiniert die verschiedenen Elektro- oder Hydraulikmotoren. 

Von einer solchen Technologie träumt auch das US-amerikanische Militär: Das Exoskelett Human Universal Load Carrier (HULC) des US-Rüstungskonzerns Lockheed Martin soll es Soldaten zukünftig ermöglichen, Lasten von rund 100 Kilogramm über längere Zeit zu tragen. 

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