Eksoskeleton tuo apua raskaaseen työhön

– Tuotekehitys on mennyt nopeasti eteenpäin. Alussa kömpelöiltä tuntuvien laitteiden käyttömukavuus on parantunut koko ajan, kertoo johtava tutkija Satu Mänttäri Työterveyslaitokselta.

– Tutkimusten mukaan ylävartalon ulkoinen tukiranka kevensi kädet koholla tehtävää työtä, kun teimme tutkimusta rakennusalan työpaikoissa. Lisäksi siitä oli hyötyä logistiikan alalla, jossa työntekijät joutuvat tekemään paljon nostoja.

Parhaillaan Työterveyslaitos tutkii LUT-yliopiston kanssa ulkoisen tukirangan hyödyntämistä vanhusten hoitokodeissa, missä hoitajia kuormittaa potilaiden nostaminen hoito- ja pesutilanteissa.

– Ulkoinen tukiranka voi vähentää niskan, hartian, olkapäiden, käsien tai selän lihaskuormitusta, mutta emme kuitenkaan suosittele apuvälineiden käyttöä varmuuden vuoksi. Niitä suositellaan aina tarveperusteisesti ja tapauskohtaisesti, Mänttäri toteaa.

– Joku ehti jo esittää, tuleeko rakentajista kyborgeja, ihmiskoneita, mutta ei suinkaan. Ihmisen työpanosta tarvitaan edelleen. Ulkoisen tukirangan tarkoituksena on keventää työtä ja olla apuvälineenä kuormitushuippujen tasaamisessa. Tavoitteena ei ole lisätä työntekijän suorituskykyä tai mahdollistaa raskaamman työn tekemistä.

Mänttärin mukaan ulkoinen tukiranka edistää työntekijän terveyttä ja työkykyä, jos fyysinen kuormitus saadaan riskirajan alapuolelle. Näin voidaan ehkäistä ennakolta muun muassa selkäongelmia.

Ensimmäiset kaupallisesti valmistetut eksoskeletonit tulivat Suomen markkinoille vuonna 2019. Nykyään tarjolla on monenlaisia malleja, joista suurin osa on valmistettu Euroopassa. Omaa tuotantoa Suomessa ei vielä ole.

– Mikäli yrityksessä harkitaan ulkoisen tukirangan käyttöönottoa, pitäisi työpaikalla teettää ensin riskiarvio. Työterveyslaitoksen sivuilla voi tehdä testin, joka antaa alustavan arvion siitä, voisiko työntekijä hyötyä apuvälineestä.

Pietarilainen insinööri patentoi keksintönsä

Eksoskeleton-sana viittaa ulkoiseen tukirankaan. Sellainen on esimerkiksi koppakuoriaisella tai kilpikonnalla.

Ihmiselle ulkoista tukirankaa on suunniteltu avuksi ensimmäisen kerran vuonna 1890, kun, pietarilainen insinööri Nicholas Yagn sai keksinnölleen patentin Yhdysvalloista. Kyse oli kävelemistä, juoksemista ja hyppäämistä tukevasta apuvälineestä. Sotilaskäyttöön suunniteltu keksintö jäi kuitenkin piirustuspöydälle.

Ensimmäistä aktiivista eksoskeletonia suunnitteli amerikkalainen General Electric 1960–1970-luvun vaihteessa. Lopputuloksena oli kuitenkin satoja kiloja painava laite, joka liikkui hallitsemattomasti.

Aktiivisia apuvälineitä ja passiivisia laitteita

Eksoskeletonit voidaan jakaa karkeasti aktiivisiin ja passiivisiin, joista on olemassa suuri määrä erilaisia sovelluksia.

Aktiiviset laitteet toimivat yleensä sähkömoottorilla, joka liikuttaa pneumaattisia tai hydraulisia järjestelmiä. Passiiviset laitteet taas toimivat mekaanisesti esimerkiksi jousen avulla, joka saa energian liikkeestä.

Moottoroidut ulkoiset tukirangat voivat tukea koko kehoa tai raajoja tai niiden osia. Tukirankojen valmistuksessa käytetään erilaisia materiaaleja, kuten metallia, hiilikuitua ja tekstiilejä. Laitteita kehitetään nykyään hyvin monenlaisiin tarkoituksiin.

Tieteiselokuvista arjen apuvoimaksi

Erilaisia eksoskeletoneja on nähty viime vuosikymmeninä tieteiselokuvissa tai sellaisissa supersankaritarinoissa, kuten Batman, Spider-Man ja Ironman. Sovelluksia on kehitelty edelleen myös sotilaskäyttöön.

Viime vuosina tukirangat ovat tulleet vauhdilla työelämään ja kuntoutukseen. Tukirankoja voidaan hyödyntää arjessa esimerkiksi potilailla, joiden lihakset ovat heikentyneet ja joilla on neurologisia sairauksia. Tukiranka mahdollistaa potilaan itsenäisen liikkumisen ja harjoittelun.