Exoskeleton

Bir exoskeletonun zıttı, iç iskelettir — insanlar da dahil olmak üzere omurgalılarda bulunan iç iskelet. İç iskelet vücudu içeriden desteklerken, teknik bir dış iskelet vücudun dışına takılır ve vücudu destekleme ve dengeleme işinin bir bölümünü üstlenir. Bir exoskeleton, kelimenin tam anlamıyla bir robot değildir: Aktif exoskeletonlar motorlar ve Enerji Depolama sistemleriyle donatılmış olup kendi güçleriyle hareket etseler de, kullanıcının hareketlerini ve niyetlerini takip ederler ve kendi hareketlerini dayatmadan hedefe yönelik destek sağlarlar.

Temel prensip tüm şekillerde benzerdir: Bir exoskeleton, belirli bir gerilime maruz kalan vücut yapılarından yükleri uzaklaştırarak bunları daha sağlam alanlara dağıtır ya da mekanik olarak emer. Bu sayede, aksi takdirde duruşu korumak ve kaldırma hareketlerini gerçekleştirmek için tüm işi yapmak zorunda kalacak olan aktif kasların yükü hafifler.

Teknik olarak bu, gerilimleri emebilen yük taşıyıcı elemanlar aracılığıyla çeşitli şekillerde başarmak mümkündür; bu elemanlar örneğin yay elemanları, gaz basınçlı amortisörler veya motorlu modellerde tahrik sistemleri ve sensörler tarafından desteklenir. Hangi çözümün hangi uygulama için uygun olduğu, tahrik tipine (pasif veya aktif) ve dizaynına (rijit veya yumuşak) bağlıdır.

Desteklenen Vücut Bölgesine Göre

Seçim yaparken en önemli faktör genellikle exoskeletonun hangi vücut bölgesindeki yükü hafifletmeyi amaçladığıdır:

• Sırt ve gövde exoskeletonları, kaldırma işlemleri sırasında ve öne eğildiğinde bel omurgası üzerindeki baskıyı hafifletir. Bu tür exoskeletonlar en çok lojistik, endüstriler ve vasıflı mesleklerde kullanılır.
• Bacak, diz ve kalça exoskeletonları, çömelme, diz çökme ve ayağa kalkma hareketlerine yardımcı olur ve dik işler sırasında denge sağlar.
• Omuz ve baş üstü exoskeletonlar , montaj, kurulum veya alçıpan inşaatı gibi göğüs hizasında ve baş üstünde yapılan manuel işler sırasınd kollarahedefli desteksağlar .
• El ve parmak exoskeletonları , uzun süreli veya kuvvet gerektiren kavrama görevleri sırasındakavrama gücünütakviye eder .
• Tüm vücut exoskeletonları, birden fazla destek alanını bir araya getirir ve öncelikle özel veya askeri uygulamalarda kullanılır.

Tahrik Sistemi ve Dizayn

Desteklenen vücut bölgesi ne olursa olsun, exoskeletonlar tahrik sistemi ve dizaynlarına göre sınıflandırılabilir. Tahrik sistemleri açısından, motorsuz pasif sistemler ile motor ve batarya (ör. batarya) bulunan aktif sistemler arasında bir ayrım yapılır. Dizayn açısından ise, sabit çerçeveli rijit dış iskeletler ile esnek tekstil malzemelerden oluşan ve "yumuşak dış iskeletler" olarak adlandırılan sistemler arasında bir ayrım yapılır.

Schmalz'ın NEXO Pro öne eğilmeyi destekleyen Exoskeleton’ları

Schmalz'ın NEXO Pro ürünü, rijit bir öne eğilmeyi destekleyen Exoskeleton'dur: Kaldırma ve bükme sırasında bel bölgesindeki lomber omurga üzerindeki baskıyı azaltır. Bu, pasif bir sistemdir; motor veya batarya olmadan, tamamen mekanik olarak çalışır.

Endüstriyel exoskeletonlar, fiziksel olarak zorlu hareketlerin otomatikleştirilemediği — ya da yalnızca kısmen otomatikleştirilebildiği — her yerde kullanılır; örneğin:

• Lojistik ve depolama: sipariş toplama, paletleme ve palet açma, yükleme ve boşaltma — sık sık kaldırma gerektiren görevler.
• Ticaret ve inşaat: baş üstü işler, alçıpan montajı, fayans döşeme ve boyama ile malzemelerin tekrarlı olarak kaldırılması.
• Üretim ve montaj: Malzeme taşıma, montaj hattı ve montaj işleri, üretim.
• Bakım ve sağlık hizmetleri: Hastaların pozisyon değiştirilmesi ve hareket ettirilmesi.
• Askeriye ve acil durum hizmetleri: Ağır teçhizatın uzun mesafelerde taşınması.

Faydaları

• Kas ve bağlantı gerginliklerini hafifletir ve böylece fiziksel yorgunluğu azaltır
• Gerginlikle ilgili şikayetlerin ve devamsızlıkların azalma potansiyeli
• Vardiya boyunca daha tutarlı performans
• Özellikle yaşlanan personel ve vasıflı işçi eksikliği göz önüne alındığında, iş sağlığı ve iş verenin cazibesine somut bir katkı

Dezavantajlar ve Sınırlamalar

• Doğru kaldırma tekniklerinin, teknik yardımcı araçların ve ergonomik olarak dizayn edilmiş iş organizasyonunun yerini almaz
• Bir uyum süreci ve çalışanların kabulü gereklidir
• Her görev veya vücut bölümü eşit derecede iyi desteklenemez
• Çok dar alanlarda hareket özgürlüğü kısıtlanabilir
• Aktif sistemler ekstra ağırlık ekler ve ek bakım gerekliliği vardır

Exoskeletonlar, ağır yükleri kaldırırken, baş üstü çalışırken veya eğik pozisyondayken fiziksel zorlanmayı tam da oluştuğu yerde azaltır. İş güvenliği alanında, bunlar belirli bir zorlanma durumuna özel olarak uyarlanmış bir hizalamaye sahip olması gereken ek bir alet olarak sınıflandırılır.

Bu nedenle, işyerinde kullanıma sunulmadan önce göreve özel bir risk değerlendirmesi yapılması gerekir: Bu değerlendirme, ilgili iş istasyonu için hangi sistemin uygun olduğunu, uyum ve konforun yeterli olup olmadığını ve exoskeletonun ek ağırlık veya hareket özgürlüğünün kısıtlanması gibi yeni zorlanmalara yol açıp açmadığını belirler. İş kazaları sigorta birlikleri ve DGUV bu konuda rehberlik sağlar.