к.т.н. Карлов Кирилл Рудольфович
Аннотация:
Современные экзоскелеты, такие как COMAU MATE (Muscular Aiding Tech Exoskeleton), открывают новые возможности для повышения производительности труда, снижения мышечного утомления и профилактики профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата. В статье рассматриваются особенности конструкции MATE, принципы его действия и практические примеры использования в промышленности, логистике, медицине и сельском хозяйстве. Также приведён обзор исследований, демонстрирующих эффективность технологии.
Введение
Физическая нагрузка, особенно в условиях повторяющихся движений, поднятия тяжестей и статических поз, остаётся ключевым фактором профессионального риска во многих отраслях. Для уменьшения таких нагрузок активно развиваются технологии экзоскелетной поддержки. Среди них выделяется экзоскелет MATE компании Comau, разработанный совместно с IUVO (стартапом при Scuola Superiore Sant’Anna) и компанией Össur.
1. Устройство и принцип действия экзоскелета COMAU MATE
Экзоскелет MATE:
- Пассивный тип, не требует внешнего питания.
- Весит около 3 кг.
- Повторяет и поддерживает движения плеч и рук.
- Использует механические пружины и кинематику для перенаправления веса от рук к туловищу.
Основная цель — поддержка дельтовидных мышц при поднятии и удержании рук в течение длительного времени.
2. Преимущества и доказанная эффективность
2.1 Уменьшение мышечного утомления
Исследования, проведённые в Fiat Chrysler Automobiles (FCA), показали:
- снижение активности дельтовидной мышцы до 30–50%,
- повышение выносливости при работе на линии сборки,
- сокращение микропауз и времени на отдых.
Пример:
На сборочных линиях FIAT работники, выполняющие операции над головой, отмечали заметное снижение боли в плечах уже после первой недели использования.
2.2 Повышение производительности
Экзоскелет позволяет работнику дольше удерживать руки в статическом положении, улучшая стабильность и точность, особенно при:
- закручивании винтов,
- покраске,
- монтажных работах в неудобных позах.
Пример:
На предприятии DHL Supply Chain в Германии при разгрузке и сортировке посылок операторы использовали MATE, что позволило сократить перерывы и ускорить обработку на 12%.
2.3 Снижение риска профессиональных заболеваний
- Снижается вероятность развития синдрома плечевого сустава, тендинита и других заболеваний.
- Возможность долгосрочной профилактики инвалидизирующих нарушений.
3. Применение в разных отраслях
3.1 Промышленность и машиностроение
Используется при сборке, сварке, покраске и тестировании:
- Автомобилестроение (FIAT, PSA)
- Авиастроение (Airbus)
Польза: Снижение брака при сборке, повышение удовлетворённости сотрудников.
3.2 Логистика и склады
Применяется при ручной погрузке и сортировке товаров:
- Складские центры Amazon, DHL
- Пищевые производства
Польза: Улучшение эргономики на поворотах и при сортировке тяжёлых ящиков.
3.3 Сельское хозяйство
Экзоскелеты используются при обрезке, сборе фруктов и работе с кустарниками (особенно на виноградниках):
- Италия, Франция (винодельческие регионы)
Польза: Поддержка при работе с секаторами, уменьшение усталости от многократного подъёма рук.
3.4 Медицина и уход за пациентами
Для санитаров и медработников, поднимающих пациентов или работающих в наклонённых позах.
Польза: Снижение нагрузки на поясницу и плечи, уменьшение числа травм у младшего медперсонала.
4. Ограничения и возможности развития
4.1 Ограничения
- Эффективность зависит от задач: не подходит для задач, требующих свободы вращения туловища.
- Требует адаптационного периода (1–2 недели).
- Не заменяет общее улучшение эргономики рабочего места.
4.2 Перспективы развития
- Интеграция с смарт-сенсорами и системами мониторинга усталости.
- Развитие активных экзоскелетов (на базе MATE) с приводами.
- Интеграция в цифровых двойников рабочих процессов (digital twin ergonomics).
Заключение
Экзоскелет COMAU MATE представляет собой эффективное решение для повышения производительности, уменьшения мышечной усталости и улучшения условий труда в различных отраслях. Его простота, надёжность и эффективность делают его привлекательным инструментом как для крупных производств, так и для локальных предприятий, особенно в условиях дефицита квалифицированных рабочих и необходимости снижения травматизма. Технология имеет серьёзный потенциал для интеграции в будущие гибкие и человеко-ориентированные производственные системы.
Ваш комментарий будет первым