Yläraaja-eksoskeletonien vaikutusten vertailu kädet koholla työskentelyssä

Tiivistelmä

Kädet koholla työskentely lisää merkittävästi niska-hartiaseudun kuormittumista ja siitä johtuvia TULES-ongelmia. Uudet eksoskeletonit tarjoavat potentiaalisen keinon vähentää kädet koholla työskentelyn kuormitusta. Tähän käyttötarkoitukseen on nykyisin saatavilla jo useiden eri valmistajien laitteita, mutta tutkimustietoa on olemassa vain vähän ja ainoastaan yksittäisten laitteiden vaikutuksista. Hankkeessa vertaillaan neljän yleisimmän yläraajaeksoskeletonin vaikutuksia työkuormitukseen.

Hankkeen vastuuhenkilö

Juha-Pekka Kulmala

Tiedote

Yläraaja-eksoskeletonien vaikutusten vertailu kädet koholla työskentelyssä.

Tiivistelmä

Tässä hankkeessa vertailtiin neljän (Skelex, Hilti, Comau, Hapo) Suomesta saatavan yläraajaeksoskeletonin vaikutuksia yläkätisen työskentelyn kuormitukseen. Testejä suoritettiin sekä laboratorioympäristössä että autenttisissa tehtävissä työpaikoilla. Laboratoriossa kaikilla neljällä tutkitulla eksoskeletonilla havaittiin olevan yläraajan kannattelua keventävä vaikutus, mikä näkyi etenkin etummaisessa ja keskimmäisessä hartialihaksissa. Näiden lihasten aktiivisuus väheni laitteilla parhammillaan kolmasosalla. Laitekohtaiset erot olivat kuitenkin huomattavia niin lihasaktiivisuuden kuin käytettävyyden osalta. Työpaikkamittauksissa eksoskeletonien vaikutus lihasaktiivisuuteen vaihteli suuresti sen mukaan, millainen työtehtävä oli kyseessä.

Lähtökohdat

Tuhannet suomalaiset työskentelevät päivittäin kädet koholla. Käsien ylös nostaminen ja kannattelu edellyttää erityisesti niska- ja hartialihasten voimakasta supistumista ja fyysisellä ylikuormituksella on keskeinen rooli työhön liittyvien TULES-vaivojen kehittymisessä. Lisääntyneestä kuormituksesta ja erityisesti staattisesta lihasjännityksestä johtuen kädet yläasennossa työskentely lisää myös työn epämukavuutta. Eksoskeletonit saattavat tuoda uusia keinoja työn työkuormituksen vähentämiseen.

Aineisto

Liikelaboratoriotutkimukseen rekrytoitiin 13 henkilöä, jotka suorittivat kolme työtehtävää kädet koholla sekä yhden tehtävän kädet alhaalla. Eri laitteiden ja normaalitilanteen tutkimusjärjestys satunnaistettiin. Lisäksi laitteiden käyttöä tutkittiin työpaikkamittauksissa viidellä eri työpaikalla yhteensä kahdeksalla henkilöllä.

Menetelmät

Laboratoriotutkimuksessa lihaskuormitusta arvioitiin määrittämällä lihasaktiivisuden määrä suoritusten ajalta, kun työskenneltiin eksoskeletoneilla ja ilman. Lihasaktiivisuus mitattiin yhteensä 11 ylävartalon lihaksesta. Työpaikkamittausten menetelmänä käytettiin niin ikään lihasaktiivisuusmittauksia sekä lisäksi käytettävyyskyselyä.

Tulokset ja johtopäätökset

Kaikilla neljällä tutkitulla eksoskeletoneilla oli yläraajan kannattelua keventävä vaikutus. Hartialihaksen aktiivisuus kädet koholla työskentelyssä väheni eksoskeletonien käytöllä parhaimmillaan noin kolmasosalla normaalitilanteeseen verrattuna. Skelex, Hilti ja Comau suoriutuivat tehtävistä melko yhdenmukaisesti. Sen sijaan Hapo-laiteen kevennys ilmeni selvästi muita laitteita alemmalla tasolla. Työpaikkamittauksissa eksoskeletonien vaikutukset vaihtelivat suuresti työn luonteen mukaan.

Uutuusarvo ja sovellettavuus

Kaikki tutkitut eksoskeletonit kykenevät vähentämään kädet koholla työskentelyn kuormitusta. Laitteiden väliset erot lihasaktiivisuustuloksissa ja käytettävyydessä olivat merkittäviä, mikä on hyvä huomioida pohdittaessa eksoskeletonien soveltuvuutta työtehtävään. Hankkeen pohjalta saatiin uutta tietoa siitä, miten eksosokeletonit ovat hyödynnettävissä erilaisissa ympäristöissä kädet koholla tehtävän työn keventämiseksi.

Aineisto

Julkaisuluettelo Avaa

Juha-Pekka Kulmala, Toni Pekkola, Kari Vehmaskoski, Anja Tanttu, Katariina Korniloff. Yläraaja-eksoskeletonien vaikutusten vertailu kädet koholla työskentelyssä. Loppuraportti. Jyväskylän ammattikorkeakoulu. 2023.
ISBN 978-951-830-748-1 Avaa