Kaum eine Branche ist so stark von körperlicher
Arbeit geprägt wie das Bauwesen. Das Heben und Tragen schwerer Materialien, Arbeiten in Zwangshaltungen sowie wiederkehrende Bewegungsabläufe gehören für viele Beschäftigte zum Arbeitsalltag. Insbesondere Rücken, Schultern und Knie sind dauerhaft hohen Belastungen ausgesetzt, was über kurz oder lang zu schweren Schäden oder Verletzungen führen kann. Vor diesem Hintergrund werden Exoskelette zunehmend interessanter für Unternehmen, Arbeitsschutzverantwortliche und Sicherheitsfachkräfte. Die am Körper getragenen Unterstützungssysteme sollen zum einen körperliche Belastungen reduzieren und Ermüdungserscheinungen reduzieren, zum anderen dienen sie auch der langfristigen Prävention von Muskel-Skelett-Erkrankungen (MSE), indem sie die natürlichen Bewegungen der Anwender durch mechanische oder motorische Hilfen unterstützen.
Aktive vs. passive Systeme
Grundsätzlich wird zwischen aktiven und passiven Exoskeletten unterschieden. Aktive Exoskelette verfügen über einen externen Antrieb, z. B. elektrische Motoren oder pneumatische Systeme. Sie erzeugen zusätzliche Kräfte und unterstützen Bewegungen aktiv. Die Unterstützungsleistung kann in der Regel individuell eingestellt werden. Zudem lassen sich unterschiedliche Kraftverläufe für verschiedene Tätigkeiten programmieren. Passive Exoskelette arbeiten dagegen ohne externe Energiequelle. Sie nutzen mechanische Elemente wie Federn, elastische Bänder oder spezielle Gelenkkonstruktionen, um Bewegungsenergie zu speichern und wieder abzugeben. Die Unterstützung ergibt sich aus der konstruktiven Auslegung des Systems. Anpassungen der Unterstützungsleistung sind daher meist nur durch Veränderungen an der Hardware möglich. Während aktive Systeme häufig höhere Unterstützungsleistungen bieten, zeichnen sich passive Lösungen durch geringeres Gewicht, einfachere Handhabung und niedrigeren Wartungsaufwand aus. Welche Technologie geeignet ist, hängt wesentlich von den jeweiligen Arbeitsprozessen ab.
Die meisten derzeit verfügbaren Exoskelette konzentrieren sich auf zentrale Belastungssituationen im Bauwesen. Zu den häufigsten Anwendungsfeldern gehören Hebe- und Tragearbeiten: Beim Transport von Baustoffen, Werkzeugen oder Bauelementen entstehen hohe Belastungen für Rücken und Gelenke. Hier können Exoskelette einen Teil der dabei auftretenden Kräfte aufnehmen und über ihre Konstruktion auf andere Körperbereiche ableiten. Besonders bei wiederkehrenden Bewegungsabläufen lässt sich so die Belastung der Lendenwirbelsäule merklich reduzieren. Auch Arbeiten über Schulterhöhe sind auf der Baustelle keine Seltenheit: Wer stundenlang Arbeiten wie Deckenmontagen, Schleifarbeiten, Verputzen oder Installationsarbeiten durchführt, klagt in der Folge häufig über Beschwerden im Schulter- und Nackenbereich. Schulter-Exoskelette unterstützen die Arme mechanisch oder motorisch und reduzieren so die statische Belastung der Muskulatur. Gleichzeitig müssen Anwender weniger Kraft aufbringen, um Werkzeuge oder die Arme über längere Zeit in erhöhter Position zu halten. Ebenso gibt es spezielle Rücken-Exoskelette, die das Aufrichten des Oberkörpers unterstützen und so die Belastung auf die untere Wirbelsäule reduzieren. Insbesondere bei Arbeiten, die eine vorgebeugte Haltung erfordern, kann das eine enorme Erleichterung für die Beschäftigten sein.
Potenziale für Sicherheit und Gesundheitsschutz
Der Nutzen von Exoskeletten ist in erster Linie im Bereich der Prävention anzusiedeln, denn MSE gehören branchenübergreifend zu den häufigsten Ursachen für Arbeitsunfähigkeit. Auf Baustellen sind insbesondere Rücken- und Schulterbeschwerden weit verbreitet. Durch die gezielte Unterstützung belasteter Körperregionen können Exoskelette dazu beitragen, physische Beanspruchungen zu reduzieren. Einige Systeme fördern zudem ergonomischere Bewegungsabläufe und erschweren bestimmte Fehlhaltungen oder ungünstige Bewegungen. Darüber hinaus kann die körperliche Ermüdung im Tagesverlauf verzögert werden. So wird nicht nur die individuelle Belastung gesenkt, sondern auch die Konzentrationsfähigkeit bei sicherheitsrelevanten Tätigkeiten unterstützt.
Grundsätzlich können Exoskelette trotz ihrer Vorteile jedoch keine ergonomische Arbeitsgestaltung ersetzen. Sie sind daher vielmehr als ergänzende Maßnahme zu verstehen – Faktoren wie technische Hilfsmittel, geeignete Arbeitsorganisation sowie ergonomische Arbeitsplätze bleiben zentrale Bestandteile eines wirksamen Arbeitsschutzkonzepts.
Neben dem Gesundheitsaspekt wird außerdem häufig über mögliche Produktivitätsgewinne diskutiert. Wenn Beschäftigte körperlich weniger stark ermüden, können bestimmte Tätigkeiten länger mit gleichbleibender Leistungsfähigkeit ausgeführt werden. Insbesondere bei Überkopfarbeiten berichten Unternehmen und Hersteller von längeren Arbeitsintervallen bis zum Auftreten von Ermüdungserscheinungen. Daraus können sich effizientere Abläufe ergeben. Gleichzeitig weisen Fachleute darauf hin, dass Produktivitätssteigerungen nicht pauschal angenommen werden können. Der tatsächliche Nutzen hängt von zahlreichen Faktoren ab, darunter Einsatzgebiet, Akzeptanz der Beschäftigten, Tragekomfort sowie die Integration in bestehende Arbeitsprozesse.
German Bionic: Vernetzte Exoskelette für industrielle Anwendungen
Zu den bekanntesten europäischen Herstellern aktiver Exoskelette zählt das Augsburger Unternehmen German Bionic. Hier werden motorisierte Unterstützungssysteme für körperlich belastende Tätigkeiten in Industrie, Logistik und Bauwirtschaft entwickelt. Zum Produktportfolio gehört u. a. das KI-basierte Exoskelett »Exia«, das Bewegungsmuster erkennen und die Unterstützung so an unterschiedliche Arbeitssituationen anpassen soll. Das System unterstützt u. a. beim Heben, Tragen sowie bei Arbeiten in vorgebeugter Haltung. Nach Angaben von German Bionic kann eine Gewichtskompensation von bis zu 38 kg pro Hebebewegung erreicht werden. Für besonders anspruchsvolle Einsatzbedingungen bietet German Bionic zudem die Modelle »Cray X« und »Apogee« an. Beide Systeme wurden für körperlich belastende Tätigkeiten entwickelt und unterstützen vor allem den unteren Rücken. Das »Cray X« ist vollständig staub- und wasserdicht ausgeführt und erreicht eine Gewichtskompensation von bis zu 30 kg pro Hebevorgang, während »Apogee« mit bis zu 36 kg pro Hebebewegung unterstützt und zusätzlich das Gehen erleichtern soll-.
Festool: Aktive Unterstützung für Überkopfarbeiten
Einen anderen Ansatz verfolgt Festool mit dem »ExoActive«. Das 2023 vorgestellte System richtet sich gezielt an Bauhandwerker, die regelmäßig über Schulterhöhe arbeiten. Das aktive Schulter-Exoskelett mit einem Eigengewicht von rund 7 kg wird wie ein Rucksack getragen und nutzt einen 18-V-Akku als Energiequelle. Ein Kompressor erzeugt Druckluft, die über Zylinder an den Armen des Systems die Bewegungen unterstützt. Sensoren erfassen die Armbewegungen und steuern die Unterstützungsleistung, die sich in mehreren Stufen einstellen lässt. Nach Angaben von Festool zeigte eine unternehmenseigene Teststudie mit rund 300 Anwendern, dass ein Großteil der Teilnehmenden bei Deckentätigkeiten weniger Pausen benötigte und sich körperlich weniger erschöpft fühlte.
Hunic: Passive Exoskelette aus Textilien
Die Exoskelette des baden-württembergischen Unternehmens Hunic bestehen überwiegend aus Stoffgurten, elastischen Bändern und leichten Strukturelementen. Dadurch wiegen einzelne Systeme weniger als 1 kg. Gerade im Innenausbau oder bei Tätigkeiten auf empfindlichen Oberflächen kann dies ein Vorteil sein, da textile Systeme – anders als starre Konstruktionen – weniger Gefahr bergen, Bauteile oder Oberflächen zu beschädigen.
Das Produktportfolio von Hunic umfasst verschiedene Modelle für unterschiedliche Belastungssituationen. Während das »SoftExo Lift« für Hebe- und Beugearbeiten entwickelt wurde, richtet sich das »SoftExo Hold« an Tätigkeiten in Vorbeugehaltung. Das »SoftExo Carry« soll insbesondere beim Tragen von Lasten unterstützen. Nach Angaben des Herstellers kann die Rückenmuskulatur je nach Tätigkeit um bis zu 25 Prozent entlastet werden. Das Herzstück der Systeme ist die sogenannte »CoreAssist«-Technologie, die die Rumpfmuskulatur bei Bewegungen unterstützt und Lasten gleichmäßiger verteilen soll. Ergänzt wird dies durch die gleitende Rückenschiene »BackSplint«: Diese soll die Belastung der Lendenwirbelsäule reduzieren und gleichzeitig eine hohe Bewegungsfreiheit ermöglichen.
hTrius: Leichtes Rücken-Exoskelett für wechselnde Tätigkeiten
Mit dem »BionicBack« bietet hTrius aus Baden-Württemberg ein passives Rücken-Exoskelett an, das insbesondere für Tätigkeiten mit häufigem Heben, Tragen und Arbeiten in Vorbeugehaltung konzipiert wurde. Das System kommt ohne elektrische Antriebe oder Batterien aus und nutzt stattdessen eine mechanische Unterstützungsstruktur zur Entlastung des unteren Rückens. Nach Angaben des Herstellers wiegt das Exoskelett rund 1,2 kg und basiert auf einer flexiblen Rückenstruktur aus Hochleistungskunststoffen. Diese soll Bewegungen wie Drehen, Beugen oder Aufrichten weitgehend ermöglichen und gleichzeitig entstehende Kräfte beim Heben und Tragen über das System verteilen. Das Exoskelett ist für den ganztägigen Einsatz ausgelegt und kommt mit zwei unterschiedlichen Unterstützungsmodi: Während die dynamische Einstellung für häufige Hebe- und Beugebewegungen vorgesehen ist, richtet sich die statische Unterstützung an Tätigkeiten, die über längere Zeit in vorgebeugter Haltung ausgeführt werden. Die Unterstützungsintensität kann dabei an den jeweiligen Arbeitsplatz angepasst werden. Mit seinem Fokus auf geringes Gewicht, Bewegungsfreiheit und einfache Handhabung eignet sich das »BionicBack« für Unternehmen, die ein passives Unterstützungssystem für wechselnde Tätigkeiten auf Baustellen und im Handwerk suchen.
Laevo: Mechanische Unterstützung für den unteren Rücken
Zu den etablierten Anbietern passiver Rücken-Exoskelette zählt außerdem das niederländische Unternehmen Laevo. Die Systeme wurden für Tätigkeiten entwickelt, die häufiges Vorbeugen und Heben erfordern. Typische Anwendungsbereiche finden sich u. a. beim Verlegen von Rohrleitungen, bei Fliesenarbeiten oder bei Montagearbeiten in Bodennähe. Das »Laevo V2« arbeitet mit einer mechanischen Federkonstruktion. Dabei werden Kräfte, die normalerweise von Rücken- und Rumpfmuskulatur aufgenommen werden müssten, teilweise auf die Oberschenkel übertragen. Da das System ohne Elektronik oder Batterien auskommt, sind Wartungsaufwand und technische Komplexität vergleichsweise gering. Gleichzeitig profitieren Anwender von einer robusten Konstruktion, die auch unter rauen Baustellenbedingungen eingesetzt werden kann. Wer ein Exoskelett für dynamischere Arbeitsabläufe und höhere Bewegungsfreiheit benötigt, wird beim »Laevo Flex« fündig.
Skelex: Bewegungsfreiheit trotz Unterstützung
Neben Rückenbeschwerden gehören Schulterprobleme zu den häufigsten körperlichen Belastungen im Baualltag. Das niederländische Unternehmen Skelex bietet mit dem »Skelex 360« ein Schulter-Exoskelett an, das ursprünglich aus einem Projekt zur Unterstützung von Beschäftigten in der Flugzeugfertigung resultierte. Im Mittelpunkt stand die Frage, wie sich körperlich belastende Überkopfarbeiten ergonomisch verbessern lassen. Inzwischen wird das System auch im Bauwesen eingesetzt, beispielsweise bei Deckeninstallationen, Montagearbeiten oder Verputzarbeiten. Das »Skelex 360« unterstützt die Arme mechanisch und reduziert dadurch die Belastung von Schultern und Nacken. Besonders hervorzuheben ist das modulare Design, das eine Anpassung an unterschiedliche Arbeitsanforderungen ermöglicht. Für Baustellen relevant ist zudem die hohe Bewegungsfreiheit. Anders als manche starreren Konstruktionen soll das System auch in engen Arbeitsbereichen eingesetzt werden können.
Comau: Industrieerfahrung für den Baustelleneinsatz
Das Unternehmen Comau entwickelte das »Mate«-Exoskelett ursprünglich für die Automobilindustrie. Ziel war die Unterstützung von Beschäftigten bei Überkopfarbeiten und anderen belastenden Armbewegungen. Das als Persönliche Schutzausrüstung der Kategorie II zertifizierte »Mate-XT Go« wird über ein Gurtsystem am Körper getragen und unterstützt die Armhaltung bei verschiedenen Arbeitspositionen. Es unterstützt sicherere, nachhaltigere Arbeitsbedingungen in der Fertigung, im Bauwesen, in der Logistik, Landwirtschaft, im Handwerk. Das »Mate-XT 4.0« geht einen Schritt weiter und kombiniert die Schulterunterstützung mit fortschrittlichen Sensoren, um IoT-Lösungen zu ermöglichen. Die über Wi-Fi verbundenen Sensoren liefern nach Angaben von Comau nahezu in Echtzeit Daten an ein intuitives, digitales Dashboard. Im Portfolio findet sich außerdem das »Mate-XB«: Das nicht angetriebene Exoskelett dient zur Reduzierung von Ermüdungserscheinungen im Lendenwirbelbereich und unterstützt den Benutzer bei der Arbeit in verschiedenen statischen Positionen oder beim wiederholten Heben von Lasten.
Grenzen und Herausforderungen im Blick behalten
Exoskelette entwickeln sich zunehmend von einer Nischentechnologie zu einem ernstzunehmenden Instrument der ergonomischen Arbeitsgestaltung. Besonders bei Hebe- und Tragearbeiten, Tätigkeiten in Vorbeugehaltung sowie bei Überkopfarbeiten zeigen aktuelle Systeme, welche Entlastungspotenziale technisch bereits möglich sind. Arbeitsschutzfachleute weisen jedoch regelmäßig darauf hin, dass Exoskelette bestehende Schutzmaßnahmen nicht ersetzen dürfen. Die Rangfolge der Schutzmaßnahmen bleibt unverändert: Zunächst sollten Belastungen durch technische oder organisatorische Lösungen reduziert werden. Exoskelette können diese Maßnahmen ergänzen, aber nicht ersetzen. Auch Gefährdungsbeurteilungen müssen mögliche neue Risiken berücksichtigen. Dazu gehören beispielsweise eingeschränkte Bewegungsfreiheit, Druckstellen oder veränderte Bewegungsmuster.
Abschließend bleibt zu sagen: Exoskelette sind keine universelle Lösung für alle ergonomischen Herausforderungen auf Baustellen. Ihr Nutzen hängt von der jeweiligen Tätigkeit, der Akzeptanz der Beschäftigten und der Einbindung in ein umfassendes Arbeitsschutzkonzept ab. Dort, wo diese Voraussetzungen erfüllt sind, können Exoskelette einen Beitrag dazu leisten, körperliche Belastungen zu reduzieren und die Arbeitsbedingungen auf Baustellen nachhaltig zu verbessern.jvb
