Een exoskelet biedt verlichting bij zwaar werk

Print
Arbeidsmiddelen
Nieuw exoskelet ondersteunt medewerkers in industriële omgevingen
De ontwikkelingen van exoskeletten gaan snel. Steeds meer bedrijven testen ze uit om te onderzoeken of (werk)handelingen die een verhoogd risico op gezondheidsschade hebben, minder belastend worden als deze hulpmiddelen worden ingezet. Maar wat kun je nu precies met een exoskelet? Hoe zet je dit hulpmiddel in zodat medewerkers hun werkzaamheden gezonder en veiliger kunnen uitvoeren? In dit artikel lees je hierover meer.

 

We leven in een industriële revolutie. Toch zien we dat veel zware werkzaamheden nog door de mens worden uitgevoerd, met werk-gerelateerde musculoskeletale aandoeningen tot gevolg. Een manier om deze aandoeningen te doen afnemen, is het inzetten van exoskeletten.

 

Een exoskelet geeft bescherming

Een exoskelet (of uitwendig skelet) is een omhulling die dient ter bescherming van het lichaam van een organisme (bron: Wikipedia). In dit artikel spreken wij over exoskeletten voor de mens.

Exoskeletten spelen in op werkgerelateerde musculoskeletale aandoeningen, ofwel problemen in je lichaam/spieren die door het werken ontstaan. Om deze problemen te verlagen, kun je robots inzetten, maar je kunt er ook voor zorgen dat de krachten op je lichaam worden verlaagd. Dat laatste is de functie van een exoskelet.

Vroeger dachten mensen bij een exoskelet aan een hulpmiddel bij revalidatie. Als je tegenwoordig op internet exoskelet intypt in een zoekmachine, zie je naast plaatjes van revalidatie exoskeletten ook foto’s van mensen die ze dragen tijdens hun werk.

Exoskeletten worden overal gebruikt waar menselijk werk niet zinvol kan worden vervangen door volledige automatiserings- of roboticasystemen, om de mens te ondersteunen tijdens belastende werkzaamheden.

Veel mensen denken bij een exoskelet aan een soort robot, iets wat groot en zwaar is. Maar tegenwoordig zijn veel exoskeletten zo klein dat ze gemakkelijk mee te dragen (en soms nauwelijks zichtbaar) zijn.

 

Zorgt een exoskelet voor spierverslapping?

Het algemene doel van alle exoskeletten is het minimaliseren van blessures en vermoeidheid en daarmee het verhogen van de kwaliteit en de efficiëntie. Een exoskelet richt zich op (werk)houdingen die veel voorkomen en kunnen leiden tot werkgerelateerde spier- en skeletaandoeningen (SSA’s).

Deze aandoeningen manifesteren zich voornamelijk in de rug, nek, schouders en ledematen. De gezondheidsproblemen variëren van lichte pijnklachten tot ernstige medische aandoeningen waarvoor ziekteverlof of medische behandeling nodig is. (https://osha.europa.eu/nl/themes/musculoskeletal-disorders).

Wist je dat, naast griep en verkoudheid, rugklachten de meest voorkomende reden voor verzuim zijn?  (Human Factors, March 2015).

Aan de hand van een risico-inventarisatie en -evaluatie (RI&E), een middel ter bevordering van veilig en gezond werken, komen (werk)houdingen aan het licht die kunnen leiden tot gezondheidsschade. Medewerkers zien dit risico zelf vaak niet. Zij beschouwen het fysiek zware werk als een training voor het lichaam en vinden dit positief. Maar als het werk fysiek té zwaar is leidt dit onherroepelijk op de lange termijn tot problemen.

Het grote voordeel van een exoskelet is dat het ondersteuning biedt tijdens fysiek zware (werk)houdingen. Door de ondersteuning heb je minder spierkracht nodig. Je spieractiviteit (en daarmee je vermoeidheid) neemt hierdoor af waardoor je aan het einde van de werkdag nog steeds energiek bent.

De verlaging van de spierkracht heeft automatisch een positief effect op de belasting van verschillende lichaamsdelen (afhankelijk van het soort exoskelet). Werkzaamheden worden hierdoor gezonder en veiliger uitgevoerd. Preventief zorgt dit voor een vermindering van de fysieke belasting en wordt uitval en ziekteverzuim op de lange termijn voorkomen.

Een exoskelet is niet te vergelijken met een brace. Braces verzwakken je spieren en worden daarom ook afgeraden. Braces immobiliseren een beweging, terwijl een exoskelet ervoor zorgt dat de normale bewegingen worden uitgevoerd en tegelijkertijd ondersteund worden. (https://www.ergonomiesite.be/exoskeleton/)

Het is wel goed om te beseffen dat een exoskelet geen wondermiddel is. Aan arbeidsongeschiktheid vanwege een hernia gaat een exoskelet niets kunnen veranderen. Iemand met een prothese zal met een exoskelet dezelfde beperkingen ervaren als zonder dit hulpmiddel. Maar ook deze werknemers zullen bij het uitvoeren van zware werkzaamheden een verlaging van de krachten op hun lichaam ervaren door het dragen van een exoskelet.

 

Is een exoskelet altijd inzetbaar?

Exoskeletten zijn er in verschillende soorten en maten. Ze worden gebruikt in de industrie (automotive, bouw, logistiek, infrastructuur) en in de zorg (operatiekamers, IC afdelingen). De acceptatie van de exoskeletten ligt wat hoger in de industrie omdat het inzetten van persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) daar al meer is geaccepteerd.

Exoskeletten kunnen binnen en buiten worden gebruikt. Het is belangrijk om per type exoskelet te checken of deze getest zijn onder alle weersomstandigheden. Als deze omstandigheden niet zijn onderzocht is het meestal mogelijk om over het exoskelet je eigen beschermende kleding te dragen. Daarnaast is het ook verstandig om goed uit te vragen of het exoskelet is getest in ATEX zones.

Het is essentieel dat het exoskelet goed aansluit op je werkhouding. Daarmee bedoelen we dat het je niet hindert in het totaal van de werkbewegingen (range).

Een exoskelet is werkzaam in een bepaald gebied. Het plaatje hieronder geeft het werkgebied weer van de Skelex 360. In alle andere richtingen werkt het exoskelet niet en dus mag het jou in die richtingen niet hinderen. De enige manier om dit goed te ervaren, is door het uit te proberen en te ervaren of het exoskelet inzetbaar is voor jouw type werkzaamheden

Let op: als een exoskelet gebruikt wordt door een medewerker met een pacemaker dan dient vastgelegd te zijn dat het skelet onder deze omstandigheden getest is.

 

Ben je verplicht om een exoskelet in te zetten?

Vanuit de wet- en regelgeving wordt bepaald dat elk bedrijf zich aan de Arbowet dient te houden. Dat betekent dat elk bedrijf verplicht is een preventiemedewerker en een arbo-arts aan te stellen. Daarnaast dienen er oplossingen gevonden te worden als bepaalde handelingen een verhoogd risico geven op gezondheidsschade.

Als er sprake is van veel staand, voorovergebogen of ‘boven het hoofd’ werk dat niet verbeterd kan worden met een arbeid-hygiënische strategie, dan zouden exoskeletten de uitkomst kunnen bieden.

Over een risico op gezondheidsschade wordt gesproken indien er sprake is van het overtreden van normen en grenswaarden waardoor op korte termijn fysieke klachten kunnen ontstaan. De wettelijk vastgestelde grenswaarden / praktijkrichtlijnen van de Inspectie SZW worden dan niet in acht worden genomen en dus zijn  maatregelen noodzakelijk uit oogpunt van de wettelijk vastgestelde zorgplicht van de werkgever.

Het kan ook zijn dat er mogelijk risico op gezondheidsschade aanwezig is. In dat geval is er geen sprake van het overtreden van wettelijk vastgestelde grenswaarden / praktijkrichtlijnen van de Inspectie SZW. Maatregelen worden aanbevolen, maar zijn niet verplicht.

In de normen voor werken en veiligheid is vastgelegd wat het maximale gewicht mag zijn en hoe men de belastende werksituatie moet bekijken in relatie tot frequentie en duur.

Bij het bepalen van het gezondheidsschade wordt er onderscheid gemaakt tussen (1) tillen en dragen, (2) duwen en trekken, (3) trillen en schokken, (4) repeterende bewegingen, (5) statische werkhoudingen, (6) energetische belasting. Exoskeletten kunnen inspelen op tillen en dragen, repeterende bewegingen, statische werkhoudingen en energetische belasting.

In de Arbowet staan voor de fysieke belasting geen gezondheidskundige grenswaarden. Wel geeft artikel 5.2 in het Arbobesluit aan dat:

“De arbeid wordt zodanig georganiseerd, de arbeidsplaats wordt zodanig ingericht, een zodanige productie- en werkmethode wordt toegepast of zodanige hulpmiddelen en persoonlijke beschermingsmiddelen, worden gebruikt, dat de fysieke belasting geen gevaren met zich kan brengen voor de veiligheid en de gezondheid van de werknemer.”

De artikelen 5.3 t/m 5.5 geven vervolgens aan dat de risico’s geïnventariseerd en geëvalueerd dienen te worden, dat de werkplek ergonomisch ingericht moet worden en dat er voorlichting gegeven dient te worden.

Daarbij verwijst het Arbobesluit naar de Europese richtlijn 90/269/EEG, betreffende de minimum veiligheids- en gezondheidsvoorschriften voor het handmatig hanteren van lasten (tillen, dragen, duwen en trekken). Deze richtlijn zegt onder meer dat gevaar van met name rugletsel voor de werknemer door passende maatregelen wordt vermeden of verminderd, waarbij met name wordt gelet op de kenmerken van de werkomgeving en de eisen van de taak, met inachtneming van diverse nader omschreven kenmerken van de tilsituatie.

De Arbowet kent geen specifieke eisen over hoeveel een werknemer mag tillen. Wel staat in het Arbobesluit (art 5.2) beschreven dat fysieke belasting (en dus ook tillen) geen gevaren met zich mee mag brengen voor de veiligheid en de gezondheid van de werknemer.

Om toch wat richting te geven aan veilig tillen is op basis van onderzoek bepaald dat 23 kilo het maximum toegestane gewicht is dat door één persoon getild mag worden. Dit maximum geldt echter alleen in de meest ideale tilomstandigheden.

Het is goed om te beseffen dat een exoskelet hieraan niets verandert. Een exoskelet dient niet als hulpmiddel om de belasting te kunnen verhogen of om onaanvaardbare situaties acceptabel te maken. Een passief exoskelet dient om de mens te ondersteunen, niet om productiviteit op te drijven. Het is dus echt een PBM (persoonlijk beschermingsmiddel).

En daarnaast zijn exoskeletten uitstekende preventieve oplossingen voor fysiek belastende werkprocessen. Preventie zal in de toekomst steeds meer een centrale rol in gaan nemen in de wet en regelgeving.

 

Welke exoskelet is geschikt voor mijn werkzaamheden?

Er zijn verschillende merken exoskeletten op de markt. Grofweg zijn deze in te delen in:

  1. Powered exoskeletten: deze werken met motoren en hebben sensoren. De sensoren registreren wat de motoren moeten ‘weten’ om de juiste kracht op het juiste tijdstip te leveren. Passieve exoskeletten hebben geen motoren, maar maken gebruik van verend materiaal. Eenmaal uitgerekt wil dat materiaal terug naar de beginpositie. Dit leidt tot krachten in het exoskelet die de gewenste ondersteuning geven, bijvoorbeeld bij een voorovergebogen werkhouding. Powered exoskeletten zijn adaptief: de ondersteuning kan zich steeds aan de behoefte aanpassen. Hoewel in potentie breed toepasbaar zijn er op dit moment nog maar weinig op de markt.
  2. Non-powered exoskeletten: hierbij wordt de ondersteuning geboden door de materialen zelf (geen extra stroombron nodig). Deze zijn lichter en eenvoudiger toepasbaar. Ze kunnen zich echter niet aanpassen aan de omstandigheden (denk aan verschillende gewichten tillen). Deze exoskeletten worden op kleine schaal toegepast.

 

Naast powered en non-powered wordt er ook onderscheid gemaakt in de doelgebieden van de ondersteuning. Zie de vijf tabellen hieronder; elke tabel benoemt een specifiek doelgebied van ondersteuning incl. een aantal verschillende soorten exoskeletten die daar op inspelen.

 

1. Exoskeletten voor werken in een voorovergebogen houding (rug)

Naam

Laevo

Back X S

German Bionic

 

Soort

non-powered

non-powered

powered

Doel

Ondersteunen van de voorovergebogen houding

Ondersteuning vooroverbuigen

Actief ondersteunen van het heffen/tillen van zware lasten

Ondersteuning voor

Rug

Rug

Rug

Toepassingen

(Zware) industriële omgevingen

Zorg

Tuinbouw

Defensie

Infra

(Zware) industriële omgevingen

 

Fabrieken

Industrie

Voordelen

Verlaagt de rugbelasting tot 40%

Verlaagt de belasting op de onderrug bij draaiingen en tillen met gemiddeld 60% terwijl de gebruiker buigt, voorwerpen optilt of reikt.

Kan tot een gewicht van 28 kg ondersteuning bieden.

Bron

Laevo-exoskeletons.com

suitx.com

germanbionic.com

 

 

 

2. Exoskeletten voor het ondersteunen van werken boven het hoofd (armen en schouders)

Naam

Skelex 360

Paexo shoulder

Eksoworks

ShoulderX

 

Soort

Non-powered

Non-powered

Non-powered

Non-powered

Doel

Gewichtloos maken van de armen

Onverminderde steun voor de schouder- en bovenarmregio tijdens bovenhands werk

Ondersteunen bij het heffen van de armen; taken variërend van borsthoogte tot overhead

 

Vermindering van de krachten op het schoudercomplex

Ondersteuning voor

bovenlichaam; verlichten van werkzaamheden waarbij armen intensief (vanaf buik- tot boven schouderhoogte) gebruikt worden

bovenhandse werkzaamheden

bovenlichaam; verlichten van werkzaamheden waarbij armen intensief (vanaf buik- tot boven schouderhoogte) gebruikt worden

schouder-complex

Toepassingen

Montage- en onderhouds-werkzaamheden

Las-en slijpwerk

Schuur- en polijstwerk

Bovenhandse werkzaamheden aan een productielijn of in de bouw

Bovenhandse werkzaamheden aan een productielijn of in de bouw

Auto-, bouw- en scheepsbouwbranche

Voordelen

79% minder vermoeidheid

36% minder spieractiviteit tijdens schuren

21% minder spieractiviteit tijdens langdurig optillen van een boormachine

Vermindering van de belasting van het schoudergewricht en bovenarmen

Vermindering van de belasting van de rug en het schoudergewricht

Verlichten van de schouder- belasting

Bron

Skelex.com

Paexo.com

eksobionics.com

suitx.com

 

 

3. Exoskeletten voor het ondersteunen van werken in een staande houding (benen en rug)

Naam

Chairless Chair

 

Soort

Non-powered

Doel

Op elk willekeurig moment kunnen zitten

Ondersteuning voor

Benen en rug

Toepassingen

Magazijnwerkzaamheden

Staand productiewerk

Onderhoudswerkzaamheden

Las- en slijpwerkzaamheden

Voordelen

Flexibiliteit tijdens het werken

Voorkomen van klachten

Geen beperkingen in mobiliteit

Individueel aan te passen

 

Bron

noonee.com

 

 

4. Exoskeletten die extra grip aan de handen geven

Naam

Iron Hand

 

Soort

Aangedreven

Doel

versterkt je grip tijdens handmatige taken

Ondersteund

Linker en of rechter hand

Toepassingen

Productievloer

Bouwsector

warehousing

Voordelen

Geeft je volledige controle en ondersteund het mogelijke gebrek aan uithoudingsvermogen

Bron

Health2work.nl

 

 

5. Hybride exoskeletten (rug, armen en/of benen)

De hybride-vormen ondersteunen rug, armen en/of benen.

Naam

MAX

 

Soort

Non-powered

Doel

Optimale support bieden in verschillende varianten. Full body, modulair

Ondersteuning voor

schouders, rug, knieën

Toepassingen

bouw-, materiaaloverslag-, scheepsbouw-, gieterij- en luchthaven afhandelingslocaties

 

Voordelen

Full body en modulair te gebruiken

Bron

Suitx.com

 

Hoe maak je de juiste keuze?

Zoals al eerder benoemd is het essentieel dat het exoskelet goed aansluit op je werkhouding. Maar hoe weet je of dit het geval is? Hieronder worden 5 stappen beschreven

Stap 1: onderzoek of de medewerker er open voor staat en kies het juiste doelgebied

Het is essentieel dat de veiligheidskundige eerst de werkvloer grondig onder de loep neemt en de medewerkers toetst op de beleving van hun werkzaamheden en eventuele fysieke klachten.

Een vaak gehoorde uitspraak is “mijn werk is zwaar maar voor mij is het sport, op deze manier houd ik mijn lichaam actief”. Voor die medewerker roept een exoskelet dan een negatief beeld op terwijl het op de langere termijn juist veel positieve resultaten kan opleveren. Het wel of niet inzetten van exoskeletten moet een gezamenlijke keuze zijn en niet een opgelegde verplichting van bovenaf.

Als de medewerker er open voor staat, onderzoek dan samen welke werkzaamheden belastend zijn en kijk vervolgens of er sprake is van doelgebieden die door exoskeletten ondersteund worden.

Stap 2: kies non-powered of powered

Afhankelijk van het doelgebied heb je de keuze uit powered of non-powered. Onderzoek goed de voor- en nadelen van deze twee opties en bepaal welke het beste geïntegreerd kan worden in het werkproces.

Stap 3: kies de juiste leveranciers en bespreek/toets jouw situatie. 

Stap 4: probeer het exoskelet uit

Een exoskelet is geen product dat je even snel online besteld. Je dient een exoskelet echt zelf uit te proberen in de praktijk om erachter te komen of je echt ondersteuning ervaart.

Daarnaast moet de exoskelet je ook niet teveel hinderen. Een exoskelet ondersteunt een bepaalde beweging; deze beweging moet goed aansluiten bij je werkzaamheden. Zo ondersteunen de Laevo en de Back XS tijdens voorovergebogen werkzaamheden, maar indien er ook wordt gelopen tijdens de werkzaamheden kunnen deze als storend worden ervaren.

Hetzelfde geldt voor de Chairless chair; deze is prettig tijdens staande werkzaamheden en korte stukjes lopen maar bij een langere loopafstand wordt het als belemmerend ervaren. De enige manier om hier achter te komen is uitproberen en ervaren, minimaal gedurende een hele dag maar meerdere dagen is beter. Vaak is het mogelijk om het exoskelet op proef te bestellen; houd er rekening mee dat hieraan kosten verbonden kunnen zijn.

Stap 5: wees de eerste weken geduldig en flexibel als je het exoskelet gebruikt

Het dragen van een exoskelet is een gewenningsproces omdat het op het lichaam gedragen wordt. Vergelijk het met een horloge om je pols; op een gegeven moment voel je dit niet meer. Je zult een exoskelet ook niet direct de hele dag kunnen dragen.

Het exoskelet steunt op je lichaam en oefent daar druk op uit. Deze druk kan, zeker in het begin, als hinderlijk worden ervaren. Je dient dit dus zorgvuldig op te bouwen. Hierbij kan de leverancier of een implementatie-adviseur helpen.

Daarnaast is het mogelijk dat het dragen van een exoskelet vraagt om een verandering in je manier van werken. Zo zou je bijvoorbeeld de werkzaamheden waarbij veel gelopen moet worden, kunnen bundelen zodat je tijdens die periode het exoskelet uit kunt doen. Als de voordelen duidelijk merkbaar zijn en je wordt voelbaar ondersteund in je werkzaamheden dan is het de moeite waard om daar je werkschema en werkroutines op aan te passen.

 

Conclusie

Exoskeletten zijn zeer goede preventieve hulpmiddelen die bepaalde specifieke houdingen kunnen ondersteunen. Indien deze houdingen passen bij de fysiek belastende werkzaamheden die je dagelijks uitvoert dan is een exoskelet zeker het proberen waard.

Werken mag geen uitputtingsslag zijn. Aan het einde van je werkdag zou je genoeg energie over moeten hebben om je favoriete sport te beoefenen. Met een exoskelet zorg je beter voor je lichaam waardoor je minder last hebt van slijtage en langer van een gezond leven kan genieten.

Daar staat tegenover dat een exoskelet goed moet passen bij je werkzaamheden. Het is af te raden om een exoskelet te kopen zonder het uit te proberen. Om een succesvolle toepassing van een exoskelet te garanderen is het belangrijk dat er bij de aanschaf en bij eventuele pilots goede begeleiding aanwezig is. Dit houdt enerzijds in dat er een gedegen introductie en implementatie op de werkvloer plaats moet vinden. Anderzijds dient er samen met de medewerkers een protocol te worden geschreven rond het gebruik van het exoskelet.

 

Bronnen:

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02301922/document

https://paexo.com/wp-content/uploads/2019/11/OT-Study-Paexo-Shoulder-EN.pdf

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021929018308686

https://www.ergonomiesite.be/exoskeleton/