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Un nuovo esoscheletro per supportare i lavoratori nella manutenzione e nel rinnovamento delle ferrovie

Am Istituto Italiano di Tecnologia (Italienisches Institut für Technologie – IIT) wurde ein Exoskelett zur Rückenstütze entwickelt, um die Sicherheit der Eisenbahner und die Bedingungen für den schweren manuellen Materialumschlag während Wartungs- und Erneuerungsarbeiten zu verbessern.

Der Prototyp mit dem Namen StreamEXO wurde in etwa 100 Betriebsstunden von 15 Personen während einer 6-monatigen Testkampagne in Italien validiert, die eine Verringerung des ergonomischen Risikos einer körperlichen Überlastung um 50 % und eine 30-prozentige Verringerung der Muskelermüdung hervorhob. Das Exoskelett wurde kürzlich während einer Live-Demonstration mit Arbeitern mit StreamEXOs im Hafen von Tarragona in Spanien vorgestellt und ist bereit, einen Industrialisierungsprozess zu starten.

Das Exoskelett StreamEXO wurde im Rahmen des europäischen Projekts STREAM entwickelt, das von Christian Di Natali, Forscher am IIT, koordiniert wird – der ersten großen strategischen transnationalen Initiative, die darauf abzielt, Forschung und Innovation im Eisenbahnsektor zu fördern, um ihn wettbewerbsfähiger, effizienter und nachhaltiger zu machen.

Das STREAM-Projekt hat eine neue technologische Lösung aus der Industrie 5.0 eingeführt, bei der die Aktivitäten der Arbeitnehmer über das IoT mit tragbaren Technologien und verbesserten beruflichen Exoskeletten verbunden sind. STREAM entwickelte das Exoskelett StreamEXO und einen vollautomatischen Bagger für Aufgaben auf Bahnbaustellen, wie z. B. den Austausch von Schotter und Schwellen.

Am Istituto Italiano di Tecnologia (Italienisches Institut für Technologie – IIT) wurde ein Exoskelett zur Rückenstütze entwickelt, um die Sicherheit der Eisenbahner und die Bedingungen für den schweren manuellen Materialumschlag während Wartungs- und Erneuerungsarbeiten zu verbessern. Der Prototyp mit dem Namen STREAMEXO wurde in etwa 100 Betriebsstunden von 15 Personen während einer 6-monatigen Testkampagne in Italien validiert, die eine Verringerung des ergonomischen Risikos einer körperlichen Überlastung um 50 % und eine Verringerung der Muskelermüdung um 30 % hervorhob. Das Exoskelett StreamEXO wurde im Rahmen des europäischen Projekts STREAM (streams2r.eu/) entwickelt, das von Christian Di Natali, Forscher am IIT, koordiniert und von der Europäischen Union im Rahmen von Horizon 2020 und Shift2Rail Joint Undertaking finanziert wird. Quelle: IIT-Istituto Italiano di Tecnologia

Am 8. Juni zeigten Forscher das Exoskelett und den automatischen Bagger auf einer Bahnbaustelle, während sie die Zielaktivitäten des Projekts bei der Abschlussveranstaltung des STREAM in Tarragona, Spanien, simulierten. An der Veranstaltung, die im Hafen von Tarragona stattfand, nahmen das Shift2Rail-Projektbüro und die Hafenbehörden teil.

Das STREAM-Exoskelett (StreamEXO) erzeugt Kräfte, die auf die Schultern und Beine verteilt werden, um den Rücken des Arbeiters bei Handhabungstätigkeiten wie dem Heben und Tragen schwerer Lasten zu stützen. Die Ergonomie des Geräts wurde entwickelt, um den Komfort zu erhöhen und völlig freie Bewegungen zu ermöglichen, um eine perfekte Passform am Körper des Arbeiters bei der Ausführung dynamischer Aktivitäten zu gewährleisten.

Das System verfügt über eine innovative Einheitslösung, die sowohl Robustheit als auch Leistung garantiert, sowie ein leichtes Design (7 kg Gewicht mit einem Akku mit 6 Stunden Autonomie).

STREAMEXO: a new exoskeleton to support workers in railways maintenance and renewal operations
Der StreamEXO-Prototyp wurde während einer 100-monatigen Testkampagne in Italien in etwa 15 Betriebsstunden von 6 Personen validiert, wobei eine Verringerung des ergonomischen Risikos einer körperlichen Überlastung um 50 % und eine Verringerung der Muskelermüdung um 30 % hervorgehoben wurde. Das von IIT entwickelte Design des StreamEXO sollte eine komfortable Lösung für den Einsatz während der Arbeitsschichten für Arbeiter sein, die in der Schwerindustrie und im Bausektor, wie z. B. der Eisenbahn, beschäftigt sind. Quelle: IIT-Istituto Italiano di Tecnologia

Das Gerät besteht aus einer mechanischen Struktur, einigen elektrischen Aktuatoren und einem elektronischen System, das durch spezielle Algorithmen ergänzt wird, die die Arbeiter bei der Arbeit unterstützen, um das Verletzungsrisiko zu verringern. Dank der Steuerungsalgorithmen kann das Exoskelett daher die Bewegungen einer Person interpretieren, um die unterschiedlichen Arbeitsintensitäten zu bewältigen, und automatisch Assistenzstrategien umsetzen. Arbeiter können StreamEXO vielseitig einsetzen, auch beim Fahren von Fahrzeugen oder beim Gehen in unwegsamem Gelände.

Die Vorteile des Exoskeletts wurden während einer sechsmonatigen Versuchskampagne untersucht, die von RFI und MERMEC STE s.p.a. auf Eisenbahnbaustellen durchgeführt wurde, einschließlich einer letzten Phase in der Nähe von Mailand. Im Rahmen der Kampagne wurden mehrere Labortests und eine Validierung vor Ort mit Eisenbahnern durchgeführt.

An der abschließenden Demonstration nahmen 15 Arbeiter teil, die etwa 100 Stunden lang bei realen Arbeitstätigkeiten auf Bahnbaustellen eingesetzt wurden. Sie trugen StreamEXO zum Tragen und Positionieren von Betonrohren, deren Gewicht zwischen 20 kg und 30 kg lag.

Die Ergebnisse zeigten eine 50%ige Verringerung des ergonomischen Risikos einer körperlichen Überlastung des Bewegungsapparates, insbesondere im Lendenwirbelbereich. Die Ermüdung wurde um bis zu 30 % reduziert und auch die Muskelaktivität wurde um 25 % reduziert.

Die experimentelle Kampagne war von grundlegender Bedeutung, um einen fortgeschrittenen technologischen Reifegrad für den Prototyp zu erreichen, der für eine zukünftige Industrialisierung bereit ist. Das von IIT entwickelte Design des StreamEXO sollte eine komfortable Lösung für den Einsatz während der Arbeitsschichten für Arbeiter sein, die in der Schwerindustrie und im Bausektor, wie z. B. der Eisenbahn, beschäftigt sind.

Das Exoskelett StreamEXO wurde im Rahmen des europäischen Projekts STREAM (https://streams2r.eu/) entwickelt, das von Christian Di Natali, Forscher am IIT, koordiniert und von der Europäischen Union im Rahmen von Horizon 2020 und Shift2Rail Joint Undertaking finanziert wird – der ersten großen strategischen transnationalen Initiative zur Förderung von Forschung und Innovation im Eisenbahnsektor, um ihn wettbewerbsfähiger, effizienter und nachhaltiger zu machen. Das STREAM-Projekt hat eine neue technologische Lösung aus der Industrie 5.0 eingeführt, bei der die Aktivitäten der Arbeitnehmer über das IoT mit tragbaren Technologien und verbesserten beruflichen Exoskeletten verbunden sind. STREAM entwickelte das Exoskelett StreamEXO und einen vollautomatischen Bagger für Aufgaben auf Bahnbaustellen, wie z. B. den Austausch von Schotter und Schwellen.

Am 8. Juniheitzeigten die Forscher das Exoskelett und den automatischen Bagger auf einer Bahnbaustelle, während sie die Zielaktivitäten des Projekts bei der Abschlussveranstaltung des STREAM in Tarragona, Spanien, simulierten. An der Veranstaltung, die im Hafen von Tarragona stattfand, nahmen das Shift2Rail-Projektbüro und die Hafenbehörden teil.

Das STREAM-Exoskelett (StreamEXO) erzeugt Kräfte, die auf die Schultern und Beine verteilt werden, um den Rücken des Arbeiters bei Handhabungstätigkeiten wie dem Heben und Tragen schwerer Lasten zu stützen. Die Ergonomie des Geräts wurde entwickelt, um den Komfort zu erhöhen und völlig freie Bewegungen zu ermöglichen, um eine perfekte Passform am Körper des Arbeiters bei der Ausführung dynamischer Aktivitäten zu gewährleisten. Das System verfügt über eine innovative Einheitslösung, die sowohl Robustheit als auch Leistung garantiert, sowie ein leichtes Design (7 kg Gewicht mit einem Akku mit 6 Stunden Autonomie).

Das Gerät besteht aus einer mechanischen Struktur, einigen elektrischen Aktuatoren und einem elektronischen System, das durch spezielle Algorithmen ergänzt wird, die die Arbeiter bei der Arbeit unterstützen, um das Verletzungsrisiko zu verringern. Dank der Steuerungsalgorithmen kann das Exoskelett daher die Bewegungen einer Person interpretieren, um die unterschiedlichen Arbeitsintensitäten zu bewältigen, und automatisch Assistenzstrategien umsetzen. Arbeiter können StreamEXO vielseitig einsetzen, auch beim Fahren von Fahrzeugen oder beim Gehen in unwegsamem Gelände.

Die Vorteile des Exoskeletts wurden während einer sechsmonatigen Versuchskampagne untersucht, die von RFI und MERMEC STE s.p.a. auf Eisenbahnbaustellen durchgeführt wurde, einschließlich einer letzten Phase in der Nähe von Mailand. Im Rahmen der Kampagne wurden mehrere Labortests und eine Validierung vor Ort mit Eisenbahnern durchgeführt.

An der abschließenden Demonstration nahmen 15 Arbeiter teil, die etwa 100 Stunden lang bei realen Arbeitstätigkeiten auf Bahnbaustellen eingesetzt wurden. Sie trugen StreamEXO zum Tragen und Positionieren von Betonrohren, deren Gewicht zwischen 20 kg und 30 kg lag.

Die Ergebnisse zeigten eine 50%ige Verringerung des ergonomischen Risikos einer körperlichen Überlastung des Bewegungsapparates, insbesondere im Lendenwirbelbereich. Die Ermüdung wurde um bis zu 30 % reduziert und auch die Muskelaktivität wurde um 25 % reduziert.

Die experimentelle Kampagne war von grundlegender Bedeutung, um einen fortgeschrittenen technologischen Reifegrad für den Prototyp zu erreichen, der für eine zukünftige Industrialisierung bereit ist. Das von IIT entwickelte Design des StreamEXO sollte eine komfortable Lösung für den Einsatz während der Arbeitsschichten für Arbeiter sein, die in der Schwerindustrie und im Bausektor, wie z. B. der Eisenbahn, beschäftigt sind.

Hinweis Orthexo: Orthexo.de listet primär nur serienreife und kaufbare kommerzielle Exoskelette, sodass wir das StreamEXO noch nicht gelistet haben, gleichwohl darüber informieren wollen.

Tom Illauer

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