Druckluft-Exoskelett entlastet die Muskeln

UTA-Innovation soll Verletzungen reduzieren und die Sicherheit am Arbeitsplatz stark erhöhen

Exoskelett: Druckluft unterstützt die Armbewegung (Foto: uta.edu)

Arlington (pte004/28.10.2025/06:15)

Ingenieure der University of Texas in Arlington (UTA) haben mit dem "Pneumatically Actuated Soft Elbow Exoskeleton" ein weiches, pressluftbetriebenes Exoskelett zur Befestigung am Arm entwickelt, das die Ermüdung der Muskeln verringert, Verletzungen reduziert und die Sicherheit am Arbeitsplatz erhöht.

Das Gerät ist aufgrund seines geringen Gewichts keine zusätzliche Belastung für die Armmuskulatur. Es unterstützt sie vielmehr, indem sie einen Teil der Kraft übernimmt, die zur Manipulation von Gegenständen nötig ist, heißt es.

Heben, montieren, bohren

Selbst bei kleinen Objekten ist es laut den Forschern von Vorteil, das Exoskelett zu nutzen, wenn immer wiederkehrende Bewegungen absolviert werden müssen, etwa bei Beschicken einer Maschine.

Das Gerät nutzt einen leichten pneumatischen Aktuator aus Silikon, ein weicher Schlauch, der mit Pressluft gefüllt wird, um die die Bewegung des Arms zu unterstützen - beispielsweise beim Heben, Montieren und Bohren.

Ziel ist es, das Risiko für arbeitsbedingte Muskel-Skelett-Erkrankungen zu senken, die etwa 30 Prozent aller arbeitsbedingten Erkrankungen in den USA ausmachen. Diese verursachen allein dort Schäden von jährlich 45 bis 54 Mrd. Dollar durch Arbeitnehmerentschädigungen und Genesungskosten.

Druckluft in Firmen vorhanden

"Wir wollten ein präventives Hilfsmittel entwickeln, das Muskelbelastungen reduziert, bevor es zu Verletzungen kommt. Durch die Verwendung von Druckluft, die in den meisten Produktionsstätten vorhanden sind, lässt sich dieses Exoskelett leicht in der Praxis einsetzen", so Maschinenbauer Eshwara Prasad Sridhar.

In einer Studie mit 19 Teilnehmern im Alter von 18 bis 45 Jahren haben die Forscher das Exoskelett bei drei Aufgaben getestet: manuelles Gewichtheben, einfache Montage und Arbeiten mit einer Bohrmaschine. Bei aktivierter Exoskelett-Unterstützung sank die Muskelaktivität in Bizeps und Trizeps während der Hebeaufgaben um bis zu 22 Prozent.

"Selbst die Verzögerung oder Verhinderung einer einzigen Verletzung hat enorme Auswirkungen. Projekte wie dieses zeigen, wie Technik die Lebensqualität der Menschen direkt verbessern kann, indem sie Ermüdungserscheinungen reduziert, Belastungen verhindert und sicherere Arbeitsumgebungen schafft", ergänzt UTA-Forschungsleiter Veysel Erel.

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