Exodragter eller exoskeletter, der anvendes inden for byggebranchen, er modne til vækst, siger Dan Kara, der indtil december ledede forskning med fokus på robotteknologi hos ABI Research, et firma, der forsker i teknologibranchen.

ABI Research forudser, at alene markedet for exoskeletter med robotter vil nå op på 1,8 mia. dollar i 2025, hvilket er en stigning fra 68 mio. dollar i 2014. I år vil der blive solgt omkring 6.000 dragter, primært til rehabilitering. I 2025 forventer ABI, at der vil være omkring 2,6 millioner på markedet.

Selv om en række virksomheder fremstiller exoskelet-dragter til brug i byggeri og produktion, har de endnu kun gjort begrænset fremskridt på byggeområdet, og kun få, om nogen, byggevirksomheder har taget dem i brug. I mellemtiden kan bygherrerne holde øje med de producenter, der giver robotdragterne en prøvekørsel for at afgøre, hvordan de kan oversættes til brug inden for byggebranchen.

Exodragterne er metalrammer, der er udstyret med motoriserede muskler til at mangedoble bærerens styrke. Robotdragternes metalramme, som også kaldes exoskeletter, afspejler i nogen grad bærerens indre skeletstruktur.

Dragten får løftede genstande til at føles meget lettere og nogle gange endda vægtløse, hvilket reducerer skader og forbedrer overholdelsen af reglerne.

Se denne OSHA-vejledning om overholdelse af reglerne for at få mere at vide.

Og byggebranchen vil tage disse bærbare, motoriserede eller ikke-motoriserede robot-eksodragter i brug i stort antal, i hvert fald ifølge en analyse.

En af grundene til, at robotdragterne er modne til at blive taget i brug af bygherrerne, er deres faldende priser, siger Kara. For at tage et eksempel sælger to typer dragter, Chairless Chair og EksoWorks Vest, for omkring 5.000 dollars hver, hvilket er langt mindre end den type heldragter, der hjælper lammede med at gå.

Fra amerikansk militærprojekt til sundhedssektoren og videre

Først udviklet af militæret har exoskeletterne bevæget sig fra sundhedssektoren til fremstillings- og landbrugsindustrien, hvor de ansatte også bærer og flytter tunge byrder og bevæger sig på en gentagende måde. Inden for sundhedssektoren hjælper dragterne slagtilfældeofre med at genvinde styrken i lemmerne eller endda med at hjælpe lamme med at gå eller bruge deres arme.

Omkring 1965 begyndte General Electric at udvikle Hardiman, et stort exoskelet til hele kroppen, der er designet til at øge brugernes styrke med en faktor 25 for at hjælpe dem med at løfte tunge genstande. Projektet, der blev sponsoreret af den amerikanske hær og flåde, søgte en maskine, der kunne hjælpe med at flytte fragt eller udstyr. Exoskelettet vejede 1.500 pund og bestod af to dragter, en der var fastgjort til operatøren og en ekstern, der bar genstande.

Maskinens store vægt samt problemer med at tage den af og på fik udviklingen af exodragter til at gå i stå i et stykke tid.

Men omkring 2000 blev exoskelet-robotdragter i stigende grad tilgængelige for brugere i sundhedsvæsenet. En af de første anvendelser, Lokomat, bruges til gangrehabilitering hos patienter med slagtilfælde og rygmarvsskader, som bærer dragten, mens de går på et løbebånd.

Omkring 2015 fandt dragterne vej til industrielle anvendelser.

For eksempel annoncerede Ekso Bionics en udvidelse til både byggebranchen og andre industrier med Ekso Works Industrial Exoskeleton. Dragten gør det muligt for brugeren at kunne løfte elværktøj, som om det ikke vejer noget som helst, ifølge Ekso.

Image Credit: EksoBionics

Sørg for, at din byggeplads er så sikker som muligt.

Download 10 tips til en mere sikker byggeplads i dag!

Exoskeletter kan enten være passive – dvs. uden brug af aktuatorer, motorer eller batterier til at hjælpe med at løfte eller trække – eller aktive, som bruger aktuatorer til at hjælpe med disse aktiviteter.

Typisk til brug i bygge- og fremstillingsindustrien er passive systemer populære, da disse dragter er billigere, og det ikke er nødvendigt med aktuatorer for at aflaste exoskelet-brugeren af en nyttelast eller kropsvægt.

Dette Ekso Works Industrial Exoskeleton har f.eks. en ubemandet ramme, hvilket betyder, at det er en passiv dragt uden aktuatorer eller motorer. Den kan bruges hele dagen, ifølge Ekso.

“I modsætning til de tidligere byggede exoskeletter, der kun kunne bruges i begrænset tid på grund af batterilevetiden, kan dette være en game changer”, siger Ekso.

Mindre skader

I bygge- og anlægsbranchen, fremstillingsindustrien, landbruget og andre industrier, der indfører robotstrukturerne, øger eksodragterne den menneskelige bevægelse for at give mulighed for mere løftekraft og for forbedret produktion ved gentagne opgaver som at sidde på hug, bøje sig eller gå, siger Kara.

De, der bærer eksodragterne, vil også være mindre tilbøjelige til at få alvorlige skader som følge af ulykker eller overarbejde. Arbejdstageres overanstrengelse koster amerikanske arbejdsgivere omkring 15 milliarder dollars om året i erstatning, tilføjer Kara.

Se denne vejledning for at få mere at vide.

Og bygningsarbejdere får mere end deres andel af skader som følge af overanstrengelse. Faktisk har de nogle af de højeste satser for muskuloskeletale lidelser pr. indbygger ifølge Bureau of Labor Statistics. Den type skader reducerer antallet af år, som bygningsarbejdere kan udføre deres arbejde, og kan endda forårsage permanente skader.

Typer af exoskeletter til bygningsarbejdere

I de seneste år har udviklerne fokuseret på mindre, mere specialiserede exoskeletprojekter, der er rettet mod en bestemt kropsdel, selv om heldragter til hele kroppen også er i brug.

Med det in mente falder dagens exoskeletter i forskellige kategorier.

• Den monterede arm-exoskelet

Værktøjsholdende exoskeletter består af en fjederbelastet arm, der holder et tungt værktøj i den ene ende og er forbundet med et underkrops-eksoskelet og en modvægt. Værktøjets vægt overføres til jorden. Disse exoskeletter er normalt passive og indeholder undertiden kun et enkelt led, som er tilstrækkeligt til at bære vægten.

Eksempler herpå omfatter EksoZeoG, fra Ekso Bionics. Exoskelettet med monteret arm bæres ikke på kroppen, men arbejderne styrer armen ved at placere deres hånd ved enden af den. Exoskelettet hjælper arbejderne med at bruge tungt håndværktøj hurtigt, så de kan udføre arbejdet hurtigere, med mindre træthed og bedre håndværk, ifølge Ekso.

• Rygstøttende eksodragt

Billede: EksoBionics

Eksoskeletter, der giver rygstøtte, hjælper arbejderne, når de bøjer sig ned for at udføre et løft, og sikrer igen, at de løfter på den rigtige måde. De reducerer belastningen på rygmusklerne, mens de bøjer sig ned, og mindsker gentagne belastningsskader. De sikrer også, at brugerne opretholder den korrekte kropsholdning, mens de bøjer sig, for at reducere muskelskader.

• Armstøttelemmer

Image Credit: EksoBionics

Nogle dragter er simple arme, der hjælper arbejderne med at løfte tungt værktøj, mens mere fyldige exoskeletter, tilbyder skulder- eller armstøtte. EksoWorks Vest er et exoskelet med skulder- og armstøtte med en hovedstøtte, der er designet til at lindre den belastning, der er forbundet med kontinuerligt arbejde med tungt værktøj over taljehøjde. Den bruger ingen strøm, men giver ergonomisk overkrops- og armstøtte, der får genstande til at virke meget mindre tunge, end de er, og gør det muligt for en arbejder at arbejde i en stilling på en fabrikslinje uden træthed, ifølge dragtproducenterne.

• Støtte til at sidde på hug og stå

Stole uden stol er lette exoskeletter, der bæres, som låses på plads og støtter brugerne, når de sidder på hug eller står i samme stilling i længere perioder. De kaldes stolløse stole, fordi de kan støtte brugerne på samme måde, som stole gør det. De reducerer også gentagne belastninger og muskelskader.

Eksempler herpå er Chairless Chair fra den schweiziske virksomhed Noonee, som låses på plads, når en arbejdstager skal sidde på hug eller stå i længere tid. Det reducerer presset på knæet og resten af benet, siger Noonee.

• Helkropsdragter

Image Credit: EksoBionics

Helkropsdragter med motor giver støtte og ekstra styrke.

Når arbejdstagere, der bærer et exoskelet fra SuitX, f.eks. bøjer sig fremad, tager trykluftfjedre i dragtens bagside noget af løftebyrden fra bæreren. En skulderenhed bruger en lignende hjælpemekanisme til at løfte eller arbejde over hovedet, siger Homayoon Kazerooni, administrerende direktør hos SuitX i Berkeley, Californien, som fremstiller exoskeletsystemer til ben, ryg og skuldre samt en helkropsversion.

Test i den tidlige fase

Da exoskeletterne er relativt nye for bygge- og fremstillingsindustrien, vil bygherrerne se, hvordan de klarer sig på de produktionsanlæg, der tester dem. De to industrier har en stor del overlapning, når det drejer sig om at stå, gå på hug, løfte og flytte tunge genstande og udføre gentagne bevægelser.

Eleven exoskeletter til underkroppen er også allerede i brug på flere af BMW Groups bilfabrikker i Tyskland. Exoskelettet består af bevægelige skinner, der er fastgjort til benene eller overkroppen og låst i forskellige positioner. Benstøttestrukturen kan omdanne længerevarende stående arbejde til siddende arbejde for at forbedre komforten og fleksibiliteten i arbejdsforholdene, siger Christian Dunckern, leder af BMW Groups produktionssystem, planlægning, værktøjsfremstilling og anlægsteknik.

Den tyske bilproducent Audi bruger også Chairless Chair på produktionsgulvet, selv om Mathias Keil, leder af industritekniske metoder hos Audi AG, siger, at exoskeletterne ikke har været i brug længe nok til at vurdere resultaterne. Audi forventer også, at robotdragterne vil blive brugt senere hen af arbejdere med fysiske handicaps, selv om de ikke arbejder direkte på samlebåndet, tilføjer han.

Dragter opgaven

Nogle byggefirmaer arbejder tæt sammen med udviklere af exodragter for at sikre, at dragterne opfylder deres behov.

For eksempel meddelte Gammon, et byggefirma i Hongkong, i november, at det købte 10 Assist Suit Exoskeletons. Gammon vil foretage forsøg med dragten på sin byggeplads for udviklerne, Panasonics datterselskab Atoun Inc. og Shun Hing Systems Integration Co. Ltd. Byggefirmaet vil give feedback til udviklerne med henblik på at bidrage til yderligere at forbedre sikkerheden, effektiviteten og produktiviteten i byggeriet.

Kara hævder, at den voksende byggeindustri vil indføre disse typer exoskeletter i større omfang. De seneste teknologiske fremskridt vil bidrage til at gøre byggepladsen til et sikrere og mere effektivt sted.