Weiches oder starres Exoskelett bei der Arbeit

Zwei Achsen: Struktur und Energie

Das sind getrennte Achsen. Weich oder starr beschreibt, wie das Gerät gebaut ist. Passiv oder aktiv beschreibt, woher die Unterstützungskraft kommt. Ein Gerät kann starr und passiv sein, weich und aktiv oder jede andere Kombination. Wer beides auf eine Skala legt, landet bei Aussagen wie „weich heißt sanft und motorisiert“ oder „starr heißt passiv“, und keine davon gilt allgemein.

Es gibt einen praktischen Grund, die beiden auseinanderzuhalten. Wenn Sie ein Gerät für eine Tätigkeit in die engere Wahl nehmen, sagt Ihnen die Strukturachse etwas über Passform, Komfort, die Kraftübertragung auf den Körper und die verbleibende Bewegungsfreiheit. Die Energieachse sagt Ihnen etwas über Gewicht, Kosten, Einrichtung und darüber, wie sich die Unterstützung im Bewegungsablauf verhält. Sie brauchen auf beiden Achsen eine Antwort, und sie beeinflussen sich gegenseitig: Eine Entscheidung auf der einen Seite kann Ihre Optionen auf der anderen einschränken.

Der Rest dieses Artikels konzentriert sich auf die Struktur und zieht die Energieachse dort hinzu, wo sie die Entscheidung verändert. Für den Gesamtüberblick über passive und aktive Geräte ist der Exoskelett-Berater ein guter Ausgangspunkt, um ein Gerät einem Arbeitsbereich zuzuordnen.

Was weiche und starre Strukturen in der Praxis bedeuten

Ein klassisches Exoskelett hat einen starren Rahmen. Harte Glieder verlaufen entlang der Gliedmaßen oder des Rumpfes, übertragen Kräfte an definierten Kontaktpunkten auf den Körper und geben dem Gerät einen stabilen Bezugspunkt. Weiche Exoskelette und Exosuits hingegen verzichten vollständig auf die harten, starren Rahmen dieser klassischen Bauweise. Sie setzen auf textile und flexible Komponenten, die eng am Körper getragen werden.

Der Unterschied hat eine Reihe gleichbleibender Folgen. Dieselbe Quelle ergänzt, dass weiche Geräte nachgiebig, leichter und potenziell günstiger sind. Ihr größter Nachteil ist die Kehrseite ihrer größten Stärke: Ohne starren äußeren Rahmen gibt es nichts Steifes, an dem sich die Kraft abstützen kann, und so wird die Verankerung der Kraft und ihre Übertragung auf den Körper zur zentralen technischen Herausforderung.

Für Einkäufer ergeben sich daraus einige Punkte, die sich in der Produktion zu prüfen lohnen.

• Lastpfad. Wo landet die Unterstützungskraft? Ein starrer Rahmen kann sie über eine definierte Struktur zur Hüfte oder zum Boden ableiten. Ein weiches Gerät leitet sie über Gurte und Gewebe, deshalb spielen Kontaktflächen und Spannung eine größere Rolle.
• Bewegungsfreiheit. Ein weiches Gerät folgt dem Körper meist enger. Ein starrer Rahmen kann manche Bewegungen einschränken, je nachdem, wie gut seine Gelenke mit denen des Trägers übereinstimmen.
• Passbereich. Starre Rahmen haben meist verstellbare Längen und Größen. Weiche Ausführungen hängen von der Konfektionsgröße und der Gurteinstellung ab. Beide können schlecht sitzen, und eine schlechte Passform ist ein häufiger Grund, warum Beschäftigte ein Gerät nicht mehr tragen.
• An- und Ablegen. Wie schnell Beschäftigte das Gerät an- und ablegen können, entscheidet mit darüber, ob es zwischen den Tätigkeiten genutzt wird.

Es hilft auch zu prüfen, was für Ihre Körperregion tatsächlich angeboten wird. Sehen Sie sich die Geräte im Exoskelett-Katalog an und vergleichen Sie, wie jedes gebaut ist, bevor Sie entscheiden, welche Struktur Sie testen.

Kraft, Komfort und der Stand der Studienlage

Die belastbarste Aussage in der Literatur betrifft die Kraft. Ein Vergleich eines weichen Exosuits mit einem starren Exoskelett stellt fest, dass starre Exoskelette höhere Kräfte schneller aufbringen können. Wenn eine Tätigkeit schwere Lasten umfasst oder in bestimmten Haltungen starke Unterstützung erfordert, ist diese Fähigkeit wichtig. Ein fest verankerter Rahmen kann großen Drehmomenten standhalten, die eine Gewebestruktur nur schwer an Ort und Stelle halten kann.

Beim Komfort ist es umgekehrt, zumindest im Prinzip. Weiche, nachgiebige Strukturen sind leichter und passen sich dem Körper an, weshalb sie für Tätigkeiten interessant sind, bei denen der Träger im Lauf einer Schicht viele Haltungen einnimmt. Doch „im Prinzip“ ist hier eine wichtige Einschränkung. Komfort hängt von Gurtdruck, Wärme, Passform und der konkreten Bewegung ab, und ein leichtes Gerät, das an den Schultern drückt, ist nicht schon deshalb bequem, weil es weich ist.

Direkte Vergleichsstudien sind rar. Betrachten Sie jeden Vergleich der beiden Strukturen als Laborbefund zu einer bestimmten Tätigkeit, nicht als Praxisbefund aus Ihrem eigenen Betrieb. Daraus folgen einige Vorbehalte:

• Ergebnisse aus einer Tätigkeit, etwa symmetrischem Heben, lassen sich nicht automatisch auf asymmetrisches Handhaben, Überkopfarbeit oder gemischte Schichten übertragen.
• Ein Vergleich, der Struktur und Energiequelle in einem Test vermischt, kann nicht sagen, wie viel eines Ergebnisses auf die Struktur und wie viel auf den Antrieb zurückgeht.
• Labormessungen der Muskelaktivität garantieren nicht, dass sich Beschäftigte weniger belastet fühlen oder das Gerät weiter tragen wollen.

Die Energieachse hat ihre eigenen Zielkonflikte. Passive Geräte sind leichter und günstiger als aktive und zuverlässig sowie intuitiv zu bedienen, doch ihr dauerhaftes, nach oben wirkendes Unterstützungsmoment bedeutet, dass der Nutzer bei Abwärtsbewegungen gegen das System arbeitet. Das ist eine Eigenschaft der Energiequelle, nicht der Struktur, und sie kann bei starren wie bei weichen Bauweisen auftreten. Wer die Achsen getrennt hält, schreibt einen Effekt nicht „starr“ oder „weich“ zu, der eigentlich zu „passiv“ oder „aktiv“ gehört.

Die Struktur auf Tätigkeit und Belegschaft abstimmen

Da die Studienlage die Frage nicht für Sie entscheiden kann, beginnen Sie bei der Tätigkeit und arbeiten Sie sich rückwärts vor. Einige Fragen grenzen die Auswahl schnell ein.

Welche Körperregion und welche Bewegung prägen die Arbeit? Überkopfmontage, Bohren oder Installation sprechen für Schulterunterstützung. Wiederholtes Heben und vorgebeugte Haltungen sprechen für Rückenunterstützung. Ihre Antwort entscheidet, welche Geräte und damit welche Strukturen überhaupt infrage kommen.

Wie viel Kraft wird gebraucht, und wann? Erfordert die Tätigkeit starke Unterstützung in ungünstigen Haltungen, ist die Fähigkeit starrer Rahmen, höhere Kräfte schneller aufzubringen, ein relevanter Vorteil. Ist die Anforderung geringer und das Hauptziel, die über eine lange Schicht angesammelte Belastung zu senken, passt eine leichtere, nachgiebigere Struktur womöglich besser, sofern es eine für die betreffende Körperregion gibt.

Wer wird es tragen? Die Bandbreite der Körpergrößen, wie viele Personen sich ein Gerät teilen und ob Beschäftigte lange Ärmel, Schutzkleidung oder Werkzeuggürtel tragen, beeinflussen die Passform. Ein Gerät, das einer Person gut passt, kann einer anderen schlecht passen, und genau an diesem Punkt scheitert die Akzeptanz oft. Komfort und Zustimmung der Beschäftigten entscheiden häufig darüber, ob ein technisch solides Gerät im Einsatz bleibt.

Wie sieht die Umgebung aus? Hitze, enge Räume, Leitern und Fahrzeuge verändern, wie sich ein sperriger Rahmen oder ein eng anliegendes Kleidungsstück verhält. Ein starrer Rahmen, der an Ausrüstung hängen bleibt, ist in einer Umgebung ein Problem und in einer anderen bedeutungslos.

Wie oft wird das Gerät an- und abgelegt? Wechseln Beschäftigte zwischen Tätigkeiten mit und ohne Unterstützungsbedarf, zählt schnelles An- und Ablegen mehr als ein geringfügiger Unterschied in der Unterstützung.

Seien Sie sich der Grenzen bewusst. Veröffentlichte Vergleiche sind überwiegend Laborstudien, und öffentlich zugängliche Preisvergleiche nach Strukturtyp sind selten. Sie können also nicht davon ausgehen, dass ein weiches Gerät in Ihrer Situation günstiger oder ein starres langlebiger ist. Das sind plausible Erwartungen aus der Konstruktionslogik, keine belegten Befunde für die Produkte, die Sie bewerten werden.

Für eine strukturierte Abwägung dieser Faktoren gegen Ihre eigenen Tätigkeiten empfiehlt der Exoskelett-Berater Rücken- oder Schultergeräte passend zum Arbeitsbereich, und die kostenlose Ergonomie-Analyse zeigt, welche Haltungen und Tätigkeiten am stärksten belasten, noch bevor Sie sich überhaupt für eine Struktur entscheiden.

Regulierung, Tests und das Messen des Wesentlichen

Bei der Regulierung gibt es nach wie vor keine einheitliche EU-Verordnung oder Zertifizierung speziell für Exoskelette. Ein Diskussionspapier der EU-OSHA zu Exoskeletten und Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit beschreibt diese Lücke, und die Federation of the European Ergonomics Societies erläutert, dass die Einstufung von der Zweckbestimmung abhängt. Das Papier stammt aus dem Jahr 2021, prüfen Sie den aktuellen Stand daher mit Ihrem Compliance-Team, bevor Sie sich darauf stützen. In der Praxis ordnet der Strukturtyp ein Gerät nicht von sich aus einer bestimmten regulatorischen Kategorie zu. Fragen Sie jeden Anbieter, wie das Gerät für seine Zweckbestimmung eingestuft ist und welche Unterlagen das belegen, und beziehen Sie Ihre eigene Gefährdungsbeurteilung mit ein.

Die bessere Antwort auf eine unsichere Studienlage ist der Test. Veröffentlichte Vergleiche sind laborbasiert und eng gefasst, daher ist der einzige verlässliche Weg herauszufinden, welche Struktur zu Ihrer Belegschaft passt, die Kandidaten an Ihren eigenen Tätigkeiten mit Ihren eigenen Leuten auszuprobieren. Ein Test an Ihrem Arbeitsplatz beantwortet Fragen, die keine Broschüre beantworten kann: ob die Beschäftigten das Gerät weiter tragen, ob es andere Ausrüstung behindert und ob die Unterstützung in den Haltungen hilft, die tatsächlich belasten. Der Leitfaden zum Testen vor dem Kauf erklärt, warum das wichtig ist, und so funktioniert eine Ryggo-Bestellung zeigt, wie ein Deploy & Decide-Test aufgebaut ist, damit Sie einen starren und einen weichen Kandidaten unter gleichen Bedingungen vergleichen können, wo es für Ihre Tätigkeit beide gibt.

Damit sich ein Test lohnt, legen Sie vorab fest, was Sie messen. Eine kurze Liste funktioniert meist besser als eine lange:

• Von den Beschäftigten selbst angegebener Komfort und Belastung, erhoben bei denselben Personen vor und während des Tests, denn eine geringere Muskelbelastung im Labor bedeutet nicht immer eine geringere empfundene Arbeitsbelastung.
• Akzeptanz in der Praxis: wie viele das Gerät tragen, wie lange und ob sie es ablegen, obwohl das nicht nötig sein sollte.
• Probleme mit Passform und Anlegen, sobald sie auftreten protokolliert, denn sie sagen voraus, ob die Nutzung anhält.
• Arbeitsleistung und neu auftretende Beschwerden, einschließlich Belastung in Bereichen, die das Gerät nicht unterstützt.
• Betriebliche Eignung, etwa Behinderungen bei Werkzeugen, Fahrzeugen oder Schutzausrüstung.

Vergleichen Sie diese Werte mit einer Ausgangsbasis, die vor Testbeginn erfasst wird, und vereinbaren Sie im Voraus, welches Ergebnis als Erfolg gilt. Diese Disziplin schützt Sie auch vor dem umgekehrten Risiko: einem Pilotprojekt, das nie in eine Entscheidung mündet. Soll der Test in einen Business Case einfließen, erklärt der Leitfaden zur Amortisationsdauer, wie Sie Testergebnisse in eine ROI-Schätzung übersetzen.

Die Frage weiches Exoskelett oder starres Exoskelett hat selten eine allgemeingültige Antwort. Sie hat eine Antwort für eine bestimmte Tätigkeit, eine bestimmte Gruppe von Beschäftigten und einen bestimmten Standort, und ein strukturierter Test ist der direkteste Weg, sie zu finden.