Einführung
Das Gebiet der Ergonomie beschäftigt sich mit der Optimierung der Interaktionen zwischen Mensch und Umwelt, um Sicherheit, Komfort und Effizienz am Arbeitsplatz zu verbessern. Dieses wissenschaftliche Fachgebiet umfasst die Gestaltung oder Anpassung von Arbeitsplätzen, Werkzeugen und Arbeitsabläufen, um sie an die körperlichen und kognitiven Fähigkeiten der Nutzenden anzupassen.
Prof. Dr. Gabriela Garcia, vom Fachbereich Industrial Engineering an der Universität San Francisco de Quito in Ecuador, ist eine Expertin auf diesem Gebiet. Gemeinsam mit ihrem Team widmet sie sich der Identifizierung ergonomischer Herausforderungen und der Entwicklung neuer Lösungen zur Verbesserung der Arbeitssicherheit.
Im Jahr 2023 leitete Prof. Dr. Garcia eine Studie zum CarrySuit-Exoskelett und untersuchte dessen Auswirkungen bei Tragearbeiten. Diese Forschung ist von grosser Bedeutung, da sie empirische Beweise dafür liefert, ob und inwieweit Exoskelette als Hilfsmittel zur Gestaltung sichererer Arbeitsplätze eingesetzt werden können.
Forschungsfrage
Die Studie hatte das Ziel, die Auswirkungen eines passiven Exoskeletts für den Oberkörper – des CarrySuit – auf die Reduktion der körperlichen Belastung bei manuellen Trageaufgaben zu untersuchen. Im Fokus der Forschung standen die Analyse der Muskelaktivität, der Herzfrequenz sowie des empfundenen Unbehagens der Nutzenden während einer kontrollierten Trageaufgabe. Diese Untersuchung befasst sich mit der praktischen Anwendung ergonomischer Prinzipien zur Verbesserung der Arbeitssicherheit und Produktivität.
Methoden
Die Studie verwendete ein Crossover-Design mit dreissig Teilnehmenden, die eine zehnminütige Trageaufgabe sowohl mit als auch ohne das CarrySuit-Exoskelett ausführten. Die Aufgabe bestand darin, eine 15 Kilogramm schwere Last über eine festgelegte Distanz zu transportieren, während systematisch Variablen wie Muskelaktivität, Herzfrequenz und Unbehagen erfasst wurden. Die Teilnehmenden wurden geschlechterparitätisch aufgeteilt, um mögliche geschlechtsspezifische Unterschiede in der Wirkung des Exoskeletts zu untersuchen.
Ergebnisse
Die Ergebnisse zeigten, dass die Nutzung des CarrySuit-Exoskeletts die Muskelaktivität in zentralen Bereichen – wie dem Deltamuskel und den Musculi erector spinae – signifikant reduzierte, die Herzfrequenz senkte und das empfundene Unbehagen im Vergleich zur Trageaufgabe ohne Exoskelett verringerte. Diese Effekte waren sowohl bei männlichen als auch bei weiblichen Teilnehmenden konsistent, wenngleich einige Unterschiede in der Symmetrie der Muskelaktivität festgestellt wurden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das CarrySuit die körperliche Belastung effektiv reduzieren und die Ausdauer bei Trageaufgaben verbessern kann.
"Es ist wirklich spannend, fortschrittliche Lösungen wie Exoskelette und ihr Potenzial zur Verbesserung des Wohlbefindens und der Effizienz von Arbeitskräften zu erforschen. Unsere Arbeit hat zu mehreren Veröffentlichungen in internationalen Fachzeitschriften geführt und trägt zur globalen Verständigung über diese aufstrebende Technologie bei."
Prof. Dr. Gabriela Garcia, Fachbereich Industrial Engineering, Universität San Francisco de Quito, Ecuador
Veröffentlichung
Die Studie wurde als begutachteter Fachartikel in der wissenschaftlichen Zeitschrift PLOS ONE veröffentlicht. Der Artikel konzentriert sich auf die Auswirkungen des CarrySuit-Exoskeletts zur Reduzierung der körperlichen Belastung bei manuellen Tätigkeiten. Der vollständige Artikel ist über den untenstehenden Link abrufbar. Die Ergebnisse leisten einen Beitrag zur ergonomischen Forschung, indem sie Daten zur Nutzung von Exoskeletten für die Arbeitssicherheit liefern.
Referenz: Garcia G, Arauz PG, Alvarez I, Encalada N, Vega S, Martin BJ (2023). Impact of a passive upper-body exoskeleton on muscle activity, heart rate and discomfort during a carrying task. PLoS ONE 18(6): e0287588. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0287588