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Roboter-"Stützskelett" soll Industriearbeitern die Arbeit erleichtern

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Roboter-"Stützskelett" soll Industriearbeitern die Arbeit erleichtern

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Das Exoskelett "Robo-Mate" soll das Heben schwerer Lasten erleichtern und so Rückenverletzungen vorbeugen

Auf den ersten Blick sieht es aus wie eine Rüstung, die einen Menschen in Superman verwandelt. Doch Robo-Mate ist ein Werkzeug, das Industriearbeitern die anstrengende Arbeit erleichtern soll: Es kann das Gewicht einer Last, die sie heben müssen, um bis zu zehnmal verringern, und die Wirbelsäule vor abrupten Bewegungen und extremem Kraftaufwand schützen.

Rückenverletzungen sind als Arbeitsunfall weit verbreitet: Mehr als 25 Prozent der Europäer ziehen sich laut Statistik eine Rückenverletzung bei der Arbeit zu. Ein Anstoß für das europäische Forschungsprojekt Robo-Mate, mit einem speziellen Roboter-Exoskelett, einer Stützstruktur, nachzuhelfen. Software-Spezialistin Maja Hadziselimovic: “Diese Technologie hilft uns, Rückenverletzungen vorzubeugen, und uns in verschiedenen Richtungen den ganzen Tag lang zu bewegen. Außerdem gibt sie Männern und Frauen die Möglichkeit, ebenbürtig körperlich schwere Arbeit zu bewältigen.”



Das Außenskelett besteht aus einem an die menschliche Körperform angepassten flexiben Rumpfteil und Arm- und Beinmodulen, die hinzugenommen werden können. Sie messen die Last und verringern die Druckbelastung zum Beispiel im Lendenbereich.



Einsatzmöglichkeiten in Industrie, Flughäfen, Pflege


Koordiniert wird das Forschungsprojekt von der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Zwölf Partner aus sieben europäischen Ländern, darunter MRK Systeme in Augsburg, arbeiten an dem Exoskelett, das auch anderen Branchen nützen könnte. Peter Heiligensetzer, MRK-Managing Director: “Zum Beispiel im Logistik-Bereich, auf Flughäfen, beim Koffer-Handling – da besteht großer Bedarf. Oder auch im medizinischen Bereich, bei der Pflege älterer Menschen. Auch Krankenschwestern, die schwere Patienten heben müssen, wären sehr froh über ein Robo-Mate-System.”


System selbst muss so leicht wie möglich sein


Drei verschiedene Prototypen sind geplant. Das Italienische Technologieinstitut Genua versucht, den Robo-Mate in drei Bereichen zu optimieren: Tragekomfort, Gewicht und Bewegungskontrolle. Denn was nützt dem Bediener Unterstützung für die Armmuskeln, wenn er dafür ein schweres Exoskelett schleppen muss? Um Gewicht einzusparen, haben die Forscher an verschiedenen Komponenten experimentiert – ob Hauptstruktur, Batterien, Motor – und auch auf bewährte Traditionen von Sherpa zurückgegriffen, erklärt Mechanical Designer Jorge Fernández García-Llera: “Die größte Herausforderung bei unserem Projekt war wirklich, das System so leicht wie möglich zu machen. Normalerweise verwenden wir Standard-Komponenten, zum Beispiel Rucksäcke, wie sie Lastenträger nutzen, die für schwere Lasten konzipiert, aber gleichzeitig bequem sind.”

Zu dem System soll auch ein Helm mit Bildschirm und Headset gehören, der dem Bediener in Echtzeit Informationen über die Arbeitsabläufe und Sicherheitsmaßnahmen liefert. Um die Kraft des Exoskeletts verlässlich messen und steuern zu können, nutzt man eine Methode aus der Medizin: “Wir nutzten die Oberflächen-Elektromyographie, die Messung der elektrischen Aktivität bestimmter Muskeln”, erklärt Biomedizin-Ingenieur Stefano Toxiri, “wir befestigen Elektroden auf der Haut, die die Aktivität der Muskeln darunter messen. Daraus ziehen wir dann die nötigen Informationen über die Intensität der Kraft, die in einem bestimmten Moment gebraucht wird, und die dann vom Exoskelett hinzugegeben wird.”



Noch ist weitere Feinarbeit an den Prototypen nötig, bis Robo-Mate in Europas Fabriken zum Standard werden kann. Bei Projektpartnern aus der Autoindustrie wird es zuerst getestet.

Mehr Informationen dazu:
Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation