19. 09. 2024
Verfasst von: Arndt F. Schilling, Viola Bartels

Exoskelette – Handschutz bei der Arbeit

Eine Hand steckt im Arbeitshandschuh. Daumen, Zeige- und Mittelfinger tragen zusätzliche Stützelemente. — Mehrmals kräftig gedrückt – und schon ist das Fingergelenk überstreckt. Um solche Verletzungen während der Arbeit zu vermeiden, schützen Exoskelette die Finger und Hände bei kraftvollen Tätigkeiten.

Hände sind unsere wichtigsten Werkzeuge. Entsprechend erstaunlich ist es, dass es für den Schutz dieses Körperteils seit Erfindung des Handschuhs kaum Innovationen gab. Die Spin-off-Firma Digity der Universitätsmedizin Göttingen bietet eine Lösung an: Ein Exoskelett, also eine außen sitzende Stützstruktur, schützt die Finger während kraftvoller Arbeiten vor Verletzungen. Die Exoskelette können individuell maßgefertigt werden, die Technologie ist marktreif und zum Patent angemeldet.

Individuelle Maßanfertigung und Firmengründung

Unsere Hände sind nicht nur elementar für nahezu alle Arbeiten, wir nutzen sie auch zum Sprechen und Berühren. Ein Funktionsverlust einer oder gar beider Hände ist daher für die Betroffenen eine Katastrophe. Doch außer Handschuhen gibt es kaum Schutzvorrichtungen. Als Konsequenz daraus betreffen zirka 30 Prozent aller Arbeitsverletzungen die Hände. Ein interdisziplinäres Team aus Ingenieurswissenschaft, Orthobionik, Medizin und Gründung an der Klinik für Unfallchirurgie, Orthopädie und Plastische Chirurgie der Universitätsmedizin Göttingen hat es sich zur Aufgabe gemacht, unsere Hände besser zu schützen.

Automatisches Design mit digitalen Messwerten

Um Handverletzungen besser zu behandeln, haben die Forscherinnen und Forscher zunächst auf parametrischer Biomechanik beruhende Rehabilitations-Exoskelette entwickelt. „Im Projektverlauf haben wir erkannt, wie wir perfekt passende Exoskelette für die Finger konstruieren können, damit Verletzungen erst gar nicht entstehen“, erläutert Prof. Dr. Arndt Schilling den riesigen Vorteil dieses Ansatzes. Bei der zugrundeliegenden, zum Patent angemeldeten Technologie werden die Finger digital vermessen und aus diesen Messwerten automatisch passende Exoskelette designt. Doch die Lösung des technischen Problems ist nur der erste Schritt. „Die neue Technologie dann tatsächlich an den Finger des Anwenders zu bringen ist fast noch schwieriger“, führt Arndt Schilling weiter aus. „Jede Hand ist anders, Fingerglieder sind unterschiedlich lang. Für eine gute Funktion ist entscheidend, dass die Exoskelett-Gelenke an der richtigen Stelle sitzen.“

Ein dreigliedriges Stützgelenk liegt auf der Seite, ein zweigliedriges Gelenk für den Daumen wird von oben gezeigt. — Mit digitaler Vermessung und Maßanfertigung lassen sich die Exoskelette individuell an die Finger der Anwender anpassen, um diese vor Verletzungen zu schützen.

Schutz vor Überstreckung des Fingergelenks

Die Technologie ist mittlerweile marktreif, die Spin-off-Firma Digity vertreibt sie in Kooperation mit lokalen und internationalen Wirtschaftspartnern bereits in mehrere Länder. „Die Exoskelette gibt es in 64 verschiedenen Größen und in individueller Maßanfertigung. Sie sollen Verletzungen in der Fertigung wie Überstreckung bei kraftvollen Tätigkeiten verhindern“, sagt der Mediziner. Ein starkes lokales Netzwerk unterstützt das Team: der Transfer und Start-up Hub der Universität Göttingen, die Life Science Factory, die MBM Science Bridge sowie das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz und der Projektträger Jülich.