Werken met exoskeletten: zo word jij Superman!

Tillen zonder last van je rug, boven je macht werken zonder lamme armen of moeiteloos zware voorwerpen verplaatsen? Na tientallen jaren onderzoek vinden exoskeletten hun weg naar de werkvloer. Ook in de installatiesector kunnen ze een uitkomst zijn. “Straks vinden we exoskeletten heel gewoon.”

Het is even friemelen bij het aantrekken. En het vastsjorren van de riemen die aan alle kanten uit het pak steken, is zeker de eerste paar keer een beetje een gedoe. Maar zodra de 2,5 kilo zware Skelex 360 eenmaal zit, merk je nog nauwelijks dat je hem aanhebt. Dat verandert zodra je je armen omhoogsteekt. Twee beugels die losjes om je armen zitten, houden vanaf dat moment je armen in de lucht. Daar blijven ze hangen, zonder dat je daar moeite voor hoeft te doen. Alsof ze gewichtloos zijn.  

“Met exoskeletten zoals deze wordt boven je macht werken veel minder zwaar. Het uitwendig skelet vangt als het ware het gewicht van je armen op. Daardoor worden je armen niet alleen minder snel moe, maar verklein je de kans op langdurige klachten”, zegt Albert Vullers. Als procesmanager bij SPIE Nederland was Vullers samen met ArboTechniek eerder dit jaar een van de drijvende krachten achter een test, waarbij installateurs van SPIE in totaal twee weken proefdraaiden met de Skelex 360. “Ik kwam het exoskelet tegen op een techniekbeurs en zag wel mogelijke toepassingen voor onze installateurs.”

Meteen enthousiast

Vullers wilde niet metéén investeren in zo’n prijzig hulpmiddel. “Je wil eerst weten dat installateurs er ook echt iets aan hebben. Daarom hebben we twee weken lang een Skelex 360 gehuurd.” SPIE gaf een exoskelet mee aan installateurs van SPIE Fire Protection & Security, die het pak om beurten droegen bij het aanleggen van sprinklerinstallaties.  

Tijdens de pilot werd de Skelex 360 gedragen door zowel jonge als oude monteurs. Een aantal van hen had al bestaande lichamelijke klachten. SPIE stuurde de installateurs in duo’s op pad en liet ze hetzelfde werk doen. De monteur die het pak aan kreeg, kon dat zelf afstellen naar zijn eigen lichaam. Na afloop gaven de installateurs op vragenformulieren aan of en waar ze pijn ervaarden. “Jonge, fitte monteurs hadden niet direct veel profijt van het pak”, aldus Vullers. “Maar monteurs met bestaande klachten hadden met het pak veel minder last van hun klachten waren heel enthousiast.”

‘Iron Man’

Anders dan exoskeletten die je bijvoorbeeld in de Iron Man-films ziet, wordt niets in de Skelex 360 door motoren of een computer aangestuurd. In plaats daarvan zit het pak vol met veren, die lijken op de gasveren in de laadklep van een auto. Steekt de drager van de Skelex 360 zijn arm omhoog, dan perst een zuiger een gas samen in een cilinder. De gasveer spant aan en houdt de beugels waarin de armen van de installateur rusten omhoog. Totdat hij zijn armen weer omlaag beweegt.  

“Wat je vooral merkt is dat je armen vanaf een bepaalde armhoogte worden ondersteund”, vertelt installateur Hans Weber. Hij is een van de SPIE-monteurs die met het exoskelet werkt en gebruikt het pak bij installatiewerk in ziekenhuizen. “Als ik lang boven mijn hoofd werk, krijg ik normaal gesproken last van mijn nek. Dat straalt uit naar mijn schouder. Met het exoskelet zijn die klachten behoorlijk minder.”

Full body suits zijn zwaar en langzaam; de trend is vooral exoskeletten die goed zijn in één taak.

Het lichaam volgen

Als Weber zijn arm tijdens het werk niet omhoog beweegt, gebeurt er niets. Dergelijke door het lichaam aangedreven pakken noem je ‘passieve exoskeletten’. Vooral op dat vlak vinden de laatste jaren veel ontwikkelingen plaats, weet Michiel de Looze, bijzonder hoogleraar productie-ergonomie aan de Vrije Universiteit. Sinds 2012 doet hij bij TNO onderzoek naar manieren waarop exoskeletten fysiek werk lichter kunnen maken. Makers van exoskeletten hebben zich volgens De Looze lang gericht op full body suits: exoskeletten die voor allerlei taken kunnen worden ingezet en die alles moeten kunnen. “Zulke pakken zijn echter zwaar en langzaam. In de praktijk heb je er weinig aan. Sinds een paar jaar wordt vooral ingezet op exoskeletten die goed zijn in één taak.”

Zoals de Skelex 360. Die is met name gericht op het verlichten van bovenhands werk. De ShoulderX doet hetzelfde, terwijl de Paexo je nek ondersteunt als je veel omhoog moet kijken voor je werk. De EksoWorks helpt je zware gereedschappen vasthouden. De Noone Chairless Chair werkt als een ‘handsfree stoel’ en is met name handig in situaties waarbij je veelvuldig moet zitten, knielen en opstaan. De in Nederland gebouwde Laevo V2 biedt extra steun tijdens het tillen. “Dat doet hij alleen als je je rug buigt”, aldus De Looze. “De rest van de tijd doet het pak niets; het volgt de bewegingen van je lichaam.”

Minder moe van het werk

De Skelex 360 die SPIE gebruikt, is ook voor De Looze geen onbekende. Begin 2020 deed hij met TNO een praktijktest met dit type, waarbij stukadoors het pak droegen tijdens het werken. Anders dan bij SPIE vond die pilot niet plaats in de werkpraktijk, maar in een trainingscentrum. Bij de tests werd met behulp van sensoren de spieractiviteit van de stukadoors gemeten. “Dragers van de exoskeletten hadden 30 tot 40 procent minder spieractiviteit dan stukadoors zonder het pak. En ze gaven aan dat ze een stuk minder moe werden van het werk.”

Volgens De Looze zijn passieve exoskeletten sinds een jaar of vijf daadwerkelijk goed genoeg om in de praktijk te worden gebruikt. Toch gebeurt dat in de installatiebranche nog weinig. SPIE is op dit moment een van de weinige installatiebedrijven met werknemers in dienst die een exoskelet in de bus hebben liggen, al keek ook de jongerentak van installatiebedrijf Breman in 2018 al naar de mogelijkheden van het exoskelet Laevo.  

Met de Skelex 360 kon hij alles weer doen. Voor hem is het gewoon een stuk gereedschap. 

Sinds de eerste pilot schaftte SPIE twee Skelex 360-pakken aan. “Een monteur die werkt in onze Health Care-tak werkt gemiddeld 25 procent van de tijd boven zijn hoofd”, aldus Vullers. “Een van onze monteurs, een man van in de vijftig, kon vanwege lichamelijke klachten al een tijd niet meer worden ingezet bij zulke klussen. We hebben hem drieënhalve week een Skelex 360 meegegeven. Daarmee kon hij wel weer alles doen. Voor hem is het exoskelet inmiddels gewoon een stuk gereedschap.” 

Stappenplan online

Binnen Nederland is SPIE een voorloper wat het gebruik van exoskeletten betreft. Niet gek ook: de techniek is nog hartstikke nieuw. “Er wordt wel mondjesmaat met de pakken geëxperimenteerd, maar ze worden niet nog breed ingezet”, weet Carin van den Bosch van Evente Ergonomie, die de pilot bij SPIE begeleidde namens Arbotechniek. Aan de hand daarvan ontwikkelt ze een stappenplan voor installatiebedrijven die een eigen test met een exoskelet overwegen. “Met dat stappenplan kunnen bedrijven in de branche straks aan de hand van taken van werknemers kijken of een exoskelet mogelijk nuttig voor ze is’, aldus Van den Bosch. ‘We geven daarbij voorbeelden van diverse typen hulpmiddelen en de taak waarvoor ze geschikt zijn en we laten zien welke andere oplossingen er zijn.”

Als een werknemer klachten heeft, kun je die volgens Van den Bosch beter bij de bron aanpakken. “Bijvoorbeeld door hem niet de hele dag sprinklers te laten installeren, maar die taak te combineren met andere werkzaamheden. Een exoskelet is een oplossing voor één persoon, maar het werk moet nog wel gedaan worden. Als je een manier vindt om het werk aan te passen, dan help je daar meerdere personen mee.”

Tillen en kruipen

Exoskeletten kunnen niet alleen helpen om werknemers beter inzetbaar te maken, maar kunnen er ook voor zorgen dat ze langer door kunnen werken. Dat concludeerde TNO in 2017 in zijn rapport Robotisering in de installatiebranche. Daarin noemen robotica-experts niet alleen passieve exoskeletten een optie, maar ook actieve pakken. Exoskeletten kunnen volgens hen onder meer worden ingezet als tilhulp. Of om het postuur van monteurs te verbeteren, wanneer zij zichzelf tijdens een klus bijvoorbeeld in kruipruimtes moeten wagen.  

Dertig kilo extra sjouwen

De Looze vermoedt dat er ook nog een tussenoplossing komt: een combinatie van passieve exoskeletten met elektronica. Bij de Vrije Universiteit doet hij momenteel onderzoek met zulke semi-actieve exoskeletten. Door bij de drager te meten hoeveel spierkracht die gebruikt, kan een computer in het pak berekenen hoeveel hulp hij moet bieden om de krachtsinspanning op zich te nemen. “Spieren die aan het werk zijn, wekken elektrische signalen op’, aldus De Looze. ‘Die kun je meten met elektroden die je op het lichaam plakt of in de kleding stopt. Zo’n sensor kan aan de hand van de hoeveelheid kracht die je zet bijvoorbeeld zien hoe hard je moet werken om een voorwerp te tillen.”

Volgens De Looze zijn semi-actieve exoskeletten veelzijdiger dan de pakken die op dit moment mondjesmaat worden gebruikt. Een van die pakken, de Cray X van German Bionic, kan tijdens het tillen tot dertig kilo gewicht opvangen. Het pak wordt onder meer gebruikt door werknemers van bouwbedrijf HENZ Construction en door medewerkers aan de bagageband van Stuttgart Airport. In de installatiebranche kunnen dergelijke pakken bijvoorbeeld uitkomst bieden bij klussen waar zwaar materiaal moet worden getild. 

Hun collega’s noemen ze soms grappend Robocop, maar uiteindelijk worden exoskeletten heel gewoon in de branche.

Straks heel gewoon

Hoewel SPIE momenteel twee monteurs in dienst heeft die standaard een exoskelet bij zich dragen, vermoedt Vullers dat het er in de toekomst meer zullen worden. “Hoe vaker monteurs iemand een exoskelet zien dragen, hoe gewoner het voor ze wordt. Werknemers die er nu een dragen moeten tegen een grapje kunnen: hun collega’s noemen ze soms grappend Robocop. Maar uiteindelijk gaan exoskeletten heel gewoon worden in de branche.”

Vullers is niet de enige die dat voorspelt. SCENARIO2040, een onderzoek dat vooruitblikt naar de techniekbranche in 2040, stelt dat de technische sector over twintig jaar nog slimmer gebruik maakt van technologie. De studie in opdracht van Techniek Nederland, Wij Techniek, ISSO en kennisplatform TVVL noemt exoskeletten als mogelijk voorbeeld

Bij SPIE werken er tegen die tijd vrijwel zeker veel meer ‘robo-monteurs’. Vullers: “Onze mensen kunnen exoskeletten onder meer gebruiken bij de installatie van sprinklers, verwarming en verlichting. Maar ook tijdens laswerk en het leeghalen van kabelgoten. We zijn nu bij verschillende afdelingen aan het inventariseren welke werknemers profijt kunnen hebben van een exoskelet. We willen de pakken vooralsnog vooral inzetten bij collega’s die vanwege lichamelijke klachten niet al hun taken meer kunnen uitvoeren. In de toekomst willen we onze monteurs ook preventief zo’n hulpmiddel aanbieden. Zo kunnen we ervoor zorgen dat ze langer gezond blijven.”