Exoskeletter forklaret enkelt: Fysisk støtte på arbejdet og i hverdagen

I september 2022 præsenterede Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA såkaldte exoskeletons på RehaCare-messen. De støtter mennesker i fysisk anstrengende arbejde, forebygger dårlige arbejdsstillinger og er designet til at aflaste muskler og led. I fremtiden kan de også i stigende grad blive et hjælpemiddel for mennesker med visse fysiske handicap, siger Urban Daub, gruppeleder for forskningsgruppen Applied Biomechanics på Fraunhofer Institute. Et interview.

Hr. Daub, udtrykket "exoskelet" lyder lidt teknisk for de uindviede. Hvad ligger der bag det?

Et exoskelet er et hjælpesystem, der bæres direkte på kroppen. Det aflaster bevægeapparatet ved at give ekstra kraftstøtte. Vores muskler og led er designet til dynamiske bevægelser som f.eks. gang. Men hvis man gentagne gange skal løfte tunge byrder eller holde bevægeapparatet i en næsten ubevægelig position i lang tid, kan musklerne hurtigt blive udmattede. Det kan udgøre en risiko for skader. Exoskeletter modvirker dette.

Hvor kommer denne kraft fra? Er exoskeletter drevet af en motor?

Nogle gange ja, andre gange nej, der findes passive og aktive systemer. De mest udbredte industrielle exoskeletter fungerer passivt. De har fjedre eller ekspandere, der er under mekanisk spænding og frigiver deres energi, når kroppen indtager bestemte stillinger. Som følge heraf tilfører de automatisk styrke under visse bevægelser, som ellers skulle leveres af musklerne i kroppen alene. Visse områder af kroppen bliver således specifikt støttet og aflastet. Der er yderligere forskelle i denne kategori: Nogle systemer har f.eks. hårde skaller, mens andre næsten udelukkende består af elastiske stropper og støtter. Sidstnævnte er kendt som bløde exoskeletter eller - for at bruge den internationale term - "exosuits". Men der er også et stigende antal aktive systemer, som er elektrisk styrede.  

Hvornår giver hvilket system mening?

Det kommer an på. Hvis tekniske foranstaltninger eller en ændring i arbejdsprocesserne ikke længere er tilstrækkelige til at aflaste en person tilstrækkeligt på arbejdspladsen, kan exoskeletter være en god ekstra mulighed, hvad enten de er aktive eller passive. Aktive exoskeletter kan dog være særligt nyttige, hvis en opgave kræver en større indsats, eller hvis det nødvendige støtteniveau varierer fra person til person. Exoskelettet kan justeres meget mere præcist til personens behov eller en bestemt aktivitet. Hvis vægten f.eks. varierer meget, som når pakker, der vejer mellem to og 25 kg, skal flyttes, kan støtten fra de aktive systemer tilpasses i overensstemmelse hermed. En del af vores forskning fokuserer i øvrigt også meget intensivt på sådanne krav.

Du siger, at exoskeletterne altid støtter bestemte områder af kroppen. Så der er forskellige varianter afhængigt af, om man for eksempel arbejder mere med armene eller mere med benene?

Ja, selvom de fleste exoskeletter er designet til at holde overkroppen lige og oprejst - det er "ryg-eksoskeletterne" - eller til at tage belastningen af armene under aktiviteter over hovedet - det er "skulder-eksoskeletterne". Der findes også systemer til nakke-, tommel- og håndstyrke.

Hvilken slags arbejde understøtter ryg- og skuldersystemerne?

Systemerne til ryggen bruges, når tunge komponenter eller beholdere skal løftes eller deponeres, eller når nogen skal arbejde i en fremadlænet stilling i lange perioder. Et typisk anvendelsesområde for ryg-eksoskeletter er f.eks. logistik, som allerede forklaret for de aktive systemer, hvor folk ofte skal løfte og bære tunge pakker. Skulder-eksoskeletter hjælper derimod med aktiviteter, hvor armene holdes oppe i lange perioder, f.eks. under montage- eller svejsearbejde. (→ se video).

Hvornår betragtes et exoskelet som "vellykket", og hvad skal det opfylde?

 Brugerne ville sige: Exoskelettet skal helst veje næsten ingenting, ikke kunne mærkes, når det bæres, ikke være begrænsende og stadig give så meget støtte som muligt. Det lyder som den legendariske "jack of all trades", der endnu ikke er opfundet. Af tekniske årsager er det naturligvis ikke muligt at realisere dette perfekt - så et par kompromiser er altid nødvendige. Det er grunden til, at der i dag findes mere end 100 forskellige exoskeletter på markedet: Ingen af dem er helt perfekte, men de løser hver især meget specifikke problemer og anvendelser meget godt for specifikke brugere. Det betyder igen, at man skal finde det bedst egnede exoskelet i hvert enkelt tilfælde.

Så exoskeletter findes allerede i mange forskellige versioner og til næsten alle formål. Kunne de ikke også være interessante for mennesker, for hvem fokus er mindre på at forebygge skader og mere på støttefunktionen - med andre ord, for mennesker med et fysisk handicap?

Det er en rigtig god idé. Exoskeletter kan faktisk støtte mennesker med handicap i deres arbejdsliv, nogle gange endda gøre det muligt for dem at deltage i det hele taget. Producenterne af exoskeletter har også erkendt dette, dvs. at systemerne tilbyder en helt anden mulighed uden for industrielle anvendelser. Efter min mening kunne mennesker med erhvervede eller medfødte fysiske handicap helt sikkert få stor gavn af dette i fremtiden - og i nogle tilfælde enten kunne arbejde igen overhovedet eller lettere.

Kender du til et eksempel, hvor det allerede er tilfældet?

Ja, på Rehacare-messen havde vi en præsentation i vores symposium "Teknisk assistance og arbejdsrehabilitering", som handlede om en museumsmedarbejder, der har en neurologisk lidelse. Hans job er at lave sakse på den traditionelle måde. På museet er der en liste over de maskiner, der bruges til dette. Tekniske ændringer for at gøre hans arbejde lettere er derfor udelukket. I over et år har han nu brugt et exoskelet i sit arbejde, som støtter hans hånd og hjælper ham med at kompensere for hans neurologiske mangel på styrke. Ifølge ham selv gør det ham i stand til at udføre sit arbejde bedre, i længere tid og frem for alt uden smerter. Museet beholder således en værdifuld medarbejder - og han selv kan fortsætte med at udføre sit arbejde.

Kilde: Exoskeletter forklaret enkelt: Fysisk støtte på arbejdspladsen og i hverdagen (med video) - Inkluderende arbejdsliv (lwl.org) (17.10.2022)