Zacht of rigide exoskelet op het werk

Twee assen: constructie en energie

Dit zijn twee afzonderlijke assen. Zacht of rigide beschrijft hoe het apparaat is gebouwd. Passief of actief beschrijft waar de ondersteunende kracht vandaan komt. Een apparaat kan rigide en passief zijn, zacht en actief, of elke andere combinatie. Wie ze als één schaal behandelt, komt uit bij uitspraken als "zacht betekent licht en aangedreven" of "rigide betekent passief", en geen van beide klopt in het algemeen.

Er is een praktische reden om ze uit elkaar te houden. Als u een apparaat voor een taak selecteert, vertelt de constructie-as u iets over pasvorm, comfort, hoe de belasting het lichaam bereikt en hoeveel bewegingsvrijheid u behoudt. De energie-as vertelt u iets over gewicht, kosten, instelling en hoe de ondersteuning zich gedurende de beweging gedraagt. U hebt op beide een antwoord nodig, en ze beïnvloeden elkaar: een keuze aan de ene kant kan uw opties aan de andere kant beperken.

De rest van dit artikel richt zich op de constructie en betrekt de energie-as waar die de beslissing verandert. Voor het bredere beeld van passieve en actieve apparaten is de Exoskelet Advisor een goed startpunt om een apparaat op een bedrijfsproces af te stemmen.

Wat zachte en rigide constructies in de praktijk betekenen

Een klassiek exoskelet heeft een rigide frame. Harde verbindingen lopen langs de ledematen of de romp, geven krachten op vaste contactpunten door aan het lichaam en geven het apparaat een stabiel referentiepunt. Zachte exoskeletten en exosuits laten de harde, rigide frames van dat klassieke ontwerp daarentegen volledig weg. Ze werken met textiele en flexibele onderdelen die dicht op het lichaam worden gedragen.

Dat verschil heeft een vast patroon van gevolgen. Dezelfde bron voegt toe dat zachte apparaten meegevend, lichter en mogelijk goedkoper zijn. Hun belangrijkste nadeel is de keerzijde van hun grootste sterkte: zonder extern rigide frame is er niets stijfs om tegen af te zetten, dus het verankeren van de kracht en het overbrengen ervan op het lichaam wordt de centrale technische uitdaging.

Voor een koper komt dat neer op een paar punten die u op de werkvloer moet controleren.

• Krachtpad. Waar komt de ondersteunende kracht terecht? Een rigide frame kan die via een vaste constructie naar de heupen of de grond leiden. Een zacht apparaat leidt die via banden en stof, dus contactvlakken en aanspanning spelen een grotere rol.
• Bewegingsvrijheid. Een zacht apparaat volgt het lichaam doorgaans nauwer. Een rigide frame kan sommige bewegingen beperken, afhankelijk van hoe goed de scharnieren aansluiten op de gewrichten van de drager.
• Pasvormbereik. Rigide frames hebben meestal verstelbare lengtes en maten. Zachte kledingstukken zijn afhankelijk van maatvoering en het afstellen van de banden. Beide kunnen slecht passen, en een slechte pasvorm is een veelvoorkomende reden waarom medewerkers een apparaat niet meer dragen.
• Aan- en uittrekken. Hoe snel een medewerker het apparaat kan aan- en uitdoen, bepaalt mede of het tussen taken door wordt gebruikt.

Het helpt ook om na te gaan wat er werkelijk beschikbaar is voor uw lichaamsregio. Bekijk de apparaten in de exoskeletcatalogus en vergelijk hoe elk apparaat is gebouwd voordat u besluit welke constructie u gaat testen.

Kracht, comfort en de stand van het bewijs

De best onderbouwde bewering in de literatuur gaat over kracht. Een vergelijking van een zachte exosuit en een rigide exoskelet stelt dat rigide exoskeletten sneller hogere krachten kunnen leveren. Als een taak zware lasten omvat of sterke ondersteuning in specifieke houdingen vraagt, is dat vermogen van belang. Een frame dat stevig verankerd is, kan grote momenten opvangen die een stoffen constructie moeilijk op zijn plaats kan houden.

Comfort wijst de andere kant op, althans in principe. Zachte, meegevende constructies zijn lichter en volgen het lichaam, en daarom trekken ze belangstelling voor taken waarbij de drager tijdens een dienst veel verschillende houdingen aanneemt. Maar dat "in principe" weegt zwaar. Comfort hangt af van de druk van de banden, warmte, pasvorm en de specifieke beweging, en een licht apparaat dat in de schouders snijdt, is niet comfortabel alleen omdat het zacht is.

Direct vergelijkend bewijs is schaars. Zie elke vergelijking tussen de twee constructies als laboratoriumbewijs voor een specifieke taak, niet als praktijkbewijs uit uw eigen bedrijf. Een paar kanttekeningen:

• Bevindingen uit één taak, zoals symmetrisch tillen, gelden niet automatisch voor asymmetrisch hanteren, bovenhands werk of gemengde diensten.
• Een vergelijking die constructie en energiebron in één test combineert, kan niet aangeven hoeveel van een resultaat door de constructie komt en hoeveel door de aandrijving.
• Resultaten voor spieractiviteit in het lab garanderen niet dat medewerkers minder belasting ervaren of het apparaat willen blijven dragen.

De energie-as kent zijn eigen afwegingen. Passieve apparaten zijn lichter en goedkoper dan actieve en zijn betrouwbaar en intuïtief in gebruik, maar door hun permanente opwaartse ondersteuningsmoment werkt de gebruiker bij neerwaartse bewegingen tegen het systeem in. Dat is een eigenschap van de energiebron, niet van de constructie, en het kan zich zowel bij rigide als bij zachte ontwerpen voordoen. Door de assen gescheiden te houden, voorkomt u dat u een effect toeschrijft aan "rigide" of "zacht" dat eigenlijk bij "passief" of "actief" hoort.

De constructie afstemmen op de taak en de medewerkers

Omdat het bewijs de vraag niet voor u beantwoordt, begint u bij de taak en werkt u terug. Een paar vragen maken de keuze snel kleiner.

Welke lichaamsregio en beweging overheersen in het werk? Bovenhandse assemblage, boren of installatiewerk wijzen op schouderondersteuning. Herhaald tillen en voorovergebogen houdingen wijzen op rugondersteuning. Uw antwoord bepaalt welke apparaten, en dus welke constructies, überhaupt in aanmerking komen.

Hoeveel kracht is er nodig, en wanneer? Vraagt de taak om sterke ondersteuning in ongunstige houdingen, dan is het vermogen van rigide frames om sneller hogere krachten te leveren een relevant voordeel. Is de belasting lichter en is het belangrijkste doel de opgebouwde belasting over een lange dienst te verminderen, dan past een lichtere, meer meegevende constructie mogelijk beter, mits die voor de betreffende lichaamsregio bestaat.

Wie gaat het dragen? De spreiding in lichaamsmaten, hoeveel mensen een apparaat delen en of medewerkers lange mouwen, beschermende kleding of gereedschapsgordels dragen, beïnvloeden allemaal de pasvorm. Een apparaat dat de ene medewerker goed past, kan een ander slecht passen, en juist op dit punt loopt de acceptatie vaak spaak. Comfort en draagvlak bij medewerkers bepalen vaak of een technisch goed apparaat in gebruik blijft.

Wat is de omgeving? Hitte, krappe ruimtes, ladders en voertuigen veranderen hoe een omvangrijk frame of een nauwsluitend kledingstuk zich gedraagt. Een rigide frame dat achter apparatuur blijft haken, is in de ene omgeving een probleem en in de andere irrelevant.

Hoe vaak wordt het apparaat aan- en uitgedaan? Wisselen medewerkers tussen taken die ondersteuning vragen en taken die dat niet doen, dan telt snel aan- en uittrekken zwaarder dan een klein verschil in ondersteuning.

Wees hier duidelijk over de grenzen. Gepubliceerde vergelijkingen zijn meestal laboratoriumstudies, en openbare prijsvergelijkingen per constructietype zijn schaars. U kunt er dus niet van uitgaan dat een zacht apparaat in uw situatie goedkoper is, of dat een rigide apparaat duurzamer is. Dat zijn redelijke verwachtingen op basis van de ontwerplogica, geen geverifieerde bevindingen voor de producten die u gaat beoordelen.

Voor een gestructureerde manier om deze factoren af te wegen tegen uw eigen taken beveelt de Exoskelet Advisor rug- of schouderapparaten aan op basis van het bedrijfsproces, en de gratis ergonomieanalyse kan laten zien welke houdingen en taken de meeste belasting geven, nog voordat u een constructie kiest.

Regelgeving, tests en meten wat telt

Wat regelgeving betreft, bestaat er nog altijd geen uniforme EU-regelgeving of certificering specifiek voor exoskeletten. Een discussiestuk van EU-OSHA over exoskeletten en veiligheid en gezondheid op het werk beschrijft dit gat, en de Federation of the European Ergonomics Societies legt uit dat de classificatie afhangt van het beoogde gebruik. Dat stuk dateert uit 2021, dus controleer de actuele stand van zaken met uw complianceteam voordat u erop vertrouwt. In de praktijk plaatst het constructietype een apparaat niet vanzelf in één regelgevingscategorie. Vraag elke leverancier hoe het apparaat voor het beoogde gebruik is geclassificeerd en welke documentatie dat onderbouwt, en betrek uw eigen risicobeoordeling erbij.

Het betere antwoord op onzeker bewijs is testen. Gepubliceerde vergelijkingen zijn lab-gebaseerd en beperkt, dus de enige betrouwbare manier om te ontdekken welke constructie bij uw medewerkers past, is kandidaten uitproberen op uw eigen taken met uw eigen mensen. Een test op uw werkplek beantwoordt vragen die geen brochure kan beantwoorden: of medewerkers het apparaat blijven dragen, of het andere apparatuur hindert en of de ondersteuning helpt in de houdingen die de belasting echt veroorzaken. De gids over exoskeletten testen vóór aankoop legt uit waarom dat belangrijk is, en zo werkt een bestelling bij Ryggo laat zien hoe een Deploy & Decide-test is opgebouwd, zodat u een rigide en een zachte kandidaat onder dezelfde omstandigheden kunt vergelijken als beide voor uw taak bestaan.

Om een test zinvol te maken, bepaalt u vooraf wat u gaat meten. Een korte lijst werkt meestal beter dan een lange:

• Door medewerkers gerapporteerd comfort en ervaren belasting, verzameld bij dezelfde mensen vóór en tijdens de test, omdat een lagere spierbelasting in het lab niet altijd een lagere ervaren werkbelasting betekent.
• Acceptatie in de praktijk: hoeveel mensen het apparaat dragen, hoe lang, en of ze het afdoen op momenten waarop dat niet nodig zou moeten zijn.
• Problemen met pasvorm en aantrekken, vastgelegd zodra ze zich voordoen, omdat die voorspellen of het gebruik doorgaat.
• Taakprestaties en eventuele nieuwe klachten, inclusief belasting in lichaamsdelen die het apparaat niet ondersteunt.
• Operationele inpassing, zoals hinder bij gereedschap, voertuigen of beschermingsmiddelen.

Zet deze gegevens af tegen een nulmeting die vóór de start van de test is vastgelegd, en spreek vooraf af welk resultaat als succes telt. Die discipline beschermt u ook tegen het omgekeerde risico: een pilot die nooit tot een beslissing leidt. Moet de test een businesscase onderbouwen, dan legt de gids over de terugverdientijd uit hoe u testresultaten omzet in een ROI-schatting.

De vraag zacht exoskelet of rigide exoskelet heeft zelden een universeel antwoord. Er is een antwoord voor een specifieke taak, een specifieke groep medewerkers en een specifieke locatie, en een gestructureerde test is de meest directe manier om dat te vinden.