Tragbare Robotik: Bewährte Lösung gegen den Fachkräftemangel in der Fabrik

Angesichts eines Mangels an jungen Arbeitskräften, die bereit und in der Lage sind, heutige Fabrikjobs zu übernehmen, ergreifen Hersteller Maßnahmen, um die bereits arbeitende ältere Belegschaft zu halten. Dazu gehört der Einsatz tragbarer Robotik – auch "Exoskelette" genannt –, die den Körper bei Überkopfarbeiten oder beim Heben aus der Hocke unterstützen, so Tom Sugar, Professor für Ingenieurwesen an der Arizona State University, Gründer von SpringActive und Direktor für Wissenschaft und Technologie der Wearable Robotics Association.

"Man dachte früher, der Militärsektor sei der große Markt, aber jetzt können industrielle Exoskelette vielversprechende Fortschritte machen, indem sie Menschen bei ihrer Arbeit helfen", sagte Sugar. "Diese Geräte geben typischerweise 20-30 % der benötigten Hebekraft und sollen Ermüdung reduzieren."

Was genau ist ein tragbarer Roboter oder Exoskelett? "Eine Möglichkeit, diese Geräte zu klassifizieren, ist ihr Verwendungszweck [z. B. industriell, militärisch, medizinisch, Rehabilitation] und eine andere wäre passiv [federkraftbetrieben], quasi-aktiv [mit minimaler Motorunterstützung] und dann gibt es die vollwertigen Exoskelette, die aktiv angetrieben sind", erklärte Sugar.

Schwere Industriehersteller, darunter Comau, Ford und GM, setzen tragbare Robotiksysteme ein, um Arbeiter bei Aufgaben wie Schrauben und Überkopfarbeiten zu unterstützen. Sugar zufolge sind sie auch bei Toyota und BMW im Einsatz.

Die Geräte von Comau und Ford sollen die körperliche Belastung des Oberkörpers verringern. Im August stellte Ford sein EksoVest weltweit in seinen Werken zur Verfügung, nachdem es an zwei Standorten getestet wurde. Es bietet Hebeunterstützung von 5-15 lb (2,27-6,8 kg) pro Arm. Durch den Einsatz von Comaus MATE wird die Aktivierung einiger Muskeln im Schulterblatt-Schulter-Bereich des Trägers laut Unternehmen um die Hälfte reduziert.

GMs RoboGlove verstärkt Handkraft und Griff durch Sensoren, Aktuatoren und Sehnen, die den Nerven, Muskeln und Sehnen einer menschlichen Hand nachempfunden sind.

Solche Geräte können Verletzungsrisiken senken, die langfristige Gesundheit der Mitarbeiter fördern und deren Berufslaufbahn verlängern. Das ist wichtig, weil laut einem Bericht des Manufacturing Institute von 2018 bis 2028 4,6 Millionen Fertigungsjobs besetzt werden müssen, aber nur 2,2 Millionen voraussichtlich besetzt werden können.

Die Vermeidung von Verletzungen in der Fertigung (insbesondere bei älteren Arbeitnehmern) kann Geld sparen und zur Lebensqualität der Belegschaft beitragen. Überanstrengung durch Aufgaben kostet Unternehmen 13,67 Milliarden Dollar an direkten Kosten und macht 23,4 % der gesamten nationalen Belastung aus, laut dem Liberty Mutual Workplace Injury Index 2018.

Während das Ziel, die Berufslaufbahn von Mitarbeitern zu verlängern, lobenswert ist, bleiben Fragen zum Einsatz der Exoskelette, schrieben Brian Lowe und Kollegen in einem NIOSH-Blog: Verlagern einige Geräte die Last zwischen muskuloskelettalen Regionen (z. B. von Armen und Schultern auf Wirbelsäule und Beine), was den Arbeiter weiterhin gefährdet? Beeinträchtigen sie das Gleichgewicht? Erzeugen sie ein trügerisches Sicherheitsgefühl beim Umgang mit schweren Lasten?

Einige dieser Fragen könnten beantwortet werden, sobald Richtlinien vom ASTM-Komitee F48 formuliert sind, dem Spring angehört, zusammen mit Vertretern aus Industrie, Wissenschaft und dem National Institute for Occupational Safety and Health. Auch die ISO arbeitet an Standards, so Sugar.