Reduktion körperlicher Belastungen in Handwerksberufen durch optimierte Exoskelette (ReHOpE)

Problemstellung
Durch gesellschaftliche Veränderungen, insbesondere den demografischen Wandel, sind Handwerksbetriebe zunehmend mit einem Fachkräftemangel konfrontiert. Um diesem zu begegnen, ist für die Betriebe der Erhalt der Arbeits- und Beschäftigungsfähigkeit ihrer Fachkräfte immer wichtiger. Gleichzeitig ist die Attraktivität der Berufsbilder im Handwerk für junge, digitalaffine Menschen zu steigern. Diese Herausforderungen könnten teilweise durch Exoskelette adressiert werden. Allerdings zeichnen sich die zu unterstützenden Aufgaben im Handwerk, wie Treppensteigen mit Last, Laufen über unebene Flächen oder Überkopfarbeit auf Leitern, durch eine hohe Komplexität aus. Hinzu kommt, dass im Verlauf des Arbeitstages meist viele verschiedene Tätigkeiten verrichtet werden. Daher muss das Exoskelett ergonomisch sitzen und gleichzeitig einfach und sicher anwendbar sein. Derzeit gibt es noch keine Systeme, die diese Anforderungen befriedigend erfüllen.

Ziel
Ziel des Forschungsprojekts ReHOpE ist es, Exoskelette für das Handwerk zugänglich zu machen. Neben der Optimierung von aktiven Exoskeletten in Bezug auf die Unterstützungsbedarfe im Handwerk wird ihre Nutzung im Betrieb durch digitale Einsatzplanungswerkzeuge vereinfacht. Außerdem werden für das Orthopädietechnik-Handwerk neue Geschäftsmodelle im Bereich individuellen Anpassung von Exoskeletten entwickelt.

Vorgehensweise
Konkret werden die Bewegungsabläufe bei typischen handwerklichen Arbeiten mit Hilfe von Sensorik analysiert. Fehlhaltungen können so proaktiv identifiziert und Methoden evaluiert werden, um diese zu vermeiden. Darauf aufbauend sind aktive Exoskelette auf die Bedürfnisse der Handwerker anzupassen. Angelernte tätigkeitssensitive Regelungsmethoden für die Exoskelette ermöglichen dabei eine optimale Entlastung. Neben der Ergonomie werden psychische sowie soziale Aspekte der Akzeptanz bei der Entwicklung berücksichtigt. Für die individuelle Anpassung an die Mitarbeiter werden neue Geschäftsmodelle für Orthopädietechniker an der Schnittstelle zwischen Exoskelettherstellern und Handwerk untersucht. Zusätzlich ist ein digitales Werkzeug für die Einsatzplanung von Exoskeletten im Betrieb zu erarbeiten. Alle Projektergebnisse werden in den beteiligten Handwerksbetrieben evaluiert.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die Arbeiten in diesem Projekt erlauben erstmals die Nutzung von aktiven Exoskeletten in wenig standardisierten Umgebungen, wie einer Baustelle. Durch die möglichst einfache, individualisierte Nutzung von Exoskeletten im Handwerk werden die Voraussetzungen geschaffen, Muskel-Skelett Erkrankungen vorzubeugen und das Berufsfeld digitaler und insgesamt attraktiver zu gestalten. Die erarbeiteten Lösungen sind skalierbar und auf andere Gewerke, wie das Bauhandwerk oder den Metallbau übertragbar.

• Auxsys GmbH
• Friedrich Ahlers GmbH Zimmerei, Tischlerei, Ladenbau und Bauelementevertrieb
• Hans Thormählen GmbH & Co. KG
• OFFIS e. V.
• Osterhues Haustechnik GmbH
• Uber GmbH