Dr Karl Zelik, profesor nadzwyczajny medycyny fizycznej i rehabilitacji w Vanderbilt University Medical Center i współdyrektor Centrum Inżynierii Rehabilitacji i Technologii Wspomagających w Vanderbilt, spędził ostatnie pięć lat pracując nad systemem mającym na celu ograniczenie urazów kręgosłupa związanych z pracą fizyczną. Technologia, którą zapoczątkował w firmie Vanderbilt, doprowadziła do powstania egzoszkieletu HeroWear Apex – urządzenia wspomagającego podnoszenie i dźwiganie ciężkich elementów.

Głównym celem egzoszkieletów wspomagających plecy jest zapewnienie praktycznego, nadającego się do noszenia urządzenia, które zmniejsza ryzyko urazów kręgosłupa dla szerokiej gamy pracowników. Dla osób wykonujących pracę wymagającą długotrwałego schylania się lub wielokrotnego podnoszenia, egzoszkielety mają ekscytujący potencjał, aby zmniejszyć obciążenie pleców, zmęczenie mięśni i ryzyko kontuzji. „Naszą misją było stworzenie urządzenia, które jest lekkie, dopasowane do kształtu i łatwe w użyciu, które pracownicy mogą nosić wygodnie i korzystać z pomocy tylko wtedy, gdy potrzebują odciążenia pleców. W przeciwnym razie Apex po prostu się wtapia, jak kolejny element garderoby” – powiedział Zelik, który jest również współzałożycielem i dyrektorem naukowym HeroWear. 

Potrzeba lepszego urządzenia wspomagającego 

Urazy pleców stanowią około 20% wszystkich urazów w miejscu pracy. Wcześniejsze wysiłki mające na celu pomoc pracownikom przy użyciu urządzeń wspomagających postawę, takich jak chociażby pasy na plecy, poczyniły niewielkie postępy. Już w 1996 roku Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy ustalił, że stosowanie pasów lędźwiowych kręgosłupa nie ma dowodów naukowych. 

Innowacyjny Egzoszkielet 

Egzoszkielety to inny rodzaj urządzenia do noszenia, które znacznie zmniejsza siły mięśniowo-szkieletowe – kluczowy czynnik ryzyka obrażeń. Egzoszkielet HeroWear Apex to tekstylny kombinezon bez zasilania, który waży mniej niż dwa kilogramy. Umożliwia odciążenie 35 kilogramów obciążenia z pleców użytkownika za każdym razem, gdy się zgina lub podnosi. Przekłada się to na zmniejszenie zmęczenia mięśni pleców o 29% do 47%. 

Egzokombinezon działa dzięki zastosowaniu elastycznych taśm, które rozciągają się wzdłuż pleców, łącząc tekstylną uprząż naramienną z rękawami, które owijają się wokół każdego uda. „Kiedy osoba się pochyla, część siły jest kierowana przez elastyczne taśmy, a nie przez własne mięśnie pleców, odciążając mięśnie pleców i kręgosłup” – wyjaśnił Zelik. Podczas podnoszenia, gdy osoba wstaje, uwalniana jest potencjalna energia zmagazynowana w elastycznych taśmach, co pomaga osobie wstać. 

Sukces w miejscu pracy 

Zespół Vanderbilt opublikował podstawowe badania naukowe dotyczące egzoszkieletu, które wyjaśniają biomechanikę mięśniowo-szkieletową leżącą u podstaw urządzenia. 

Firma HeroWear opublikowała dane z rozszerzonych badań terenowych z dziesiątkami pracowników z różnych branż, z których każdy nosi egzoszkielet Apex codziennie przez 4-10 tygodni. Pracownicy zgłaszali średnie zmniejszenie wysiłku związanego z pracą o 28 % podczas noszenia egzokombinezonu Apex oraz zmniejszenie dyskomfortu związanego z pracą o 23-40%, nie tylko w plecach, ale także w barkach i kolanach. Podczas wywiadów z pracownikami użytkownicy dyskutowali o pozytywnym wpływie egzoszkieletu zarówno na pracę, jak i ogólne samopoczucie. 

W ostatnim czasie trwają także prace nad weryfikacją koncepcji rozszerzalnego egzokombinezonu o podwójnym trybie, który wspomaga plecy oraz inne segmenty ciała.

„Istnieją obiecujące możliwości zastosowania tego rozszerzalnego egzoszkieletu, aby wspomóc podnoszenie ciężkich ładunków, aby jeszcze bardziej zwiększyć komfort użytkownika i zaspokoić wyjątkowe potrzeby kierowców dostawczych na ostatniej mili” – podsumował dr Karl Zelik.

źródło: https://discover.vumc.org/2021/07/designing-exosuit-to-prevent-workplace-back-injury/