Недавнее исследование убедительно доказывает, что использование экзоскелетов, предназначенных для поддержки спины, не только повышает физическую выносливость при подъеме тяжестей, но и существенно снижает риск получения травм. Результаты научной работы, опубликованные в рецензируемом журнале Wearable Technologies, имеют важное значение для формирования новых стандартов безопасности труда как в гражданском секторе, так и в оборонной промышленности. В основе перспективной разработки лежит экзоскелет, созданный в стенах Университета Вандербильта, а впоследствии вышедший на коммерческий рынок благодаря усилиям компании HeroWear, выделившейся из университета.
Проведенное с участием военнослужащих армии США, исследование возглавлялось Кэтрин Родзак, научным сотрудником Вандербильта в области биомедицины, и Полом Слотером, аспирантом инженерно-механического факультета. Руководство междисциплинарной командой осуществлял Карл Зелик, профессор, специализирующийся на механической и биомедицинской инженерии, а также физической и реабилитационной медицине.
Основной задачей исследователей было подтвердить способность нового запатентованного экзоскелета увеличивать выносливость человека при подъеме тяжелых предметов. Не менее важным было установить, не сводит ли увеличение количества подъемов грузов на нет защитный эффект экзоскелета в отношении риска травм. Результаты оказались весьма показательными: у подавляющего большинства участников (88%) количество подъемов с использованием экзоскелета возросло, причем прирост выносливости варьировался от 28% до впечатляющих 75%. В рамках исследования тестировалась модель экзоскелета под названием SABER, разработанная в тесном сотрудничестве с военнослужащими для обеспечения поддержки при выполнении задач полевой артиллерии и других логистических операций в армии.
Собранные в ходе исследования данные были проанализированы с помощью эргономичной модели оценки, что позволило прогнозировать влияние использования экзоскелета при увеличении рабочих нагрузок на накопленный вред, наносимый спине – ключевой показатель риска развития заболеваний поясничного отдела. Анализ показал значительное снижение (от 27% до 93%) вероятности кумулятивного повреждения спины при работе в экзоскелете.
Для оценки выносливости при подъеме применялись различные методики. В первом сценарии (A, B-тест) участники выполняли подъемы 45-килограммового груза до полного утомления сначала без экзоскелета, а затем, надев его. Во втором сценарии (A1, B1, A2 - тест) испытуемые поднимали 55 кг, последовательно меняя условия: без экзоскелета, затем с ним, и снова без него. Иллюстрации, сопровождающие исследование, демонстрируют участников, использующих экзоскелет в обоих сценариях, а также типичные рабочие грузы. (Источник: Wearable Technologies (2024). DOI: 10.1017/wtc.2024.8)
Стоит отметить, что боли в спине являются главной причиной потери трудоспособности в 160 странах мира. В 2024 году целый ряд авторитетных организаций, включая Управление подотчётности правительства США, Комитет Сената США по здравоохранению, образованию, труду и пенсиям, а также Национальный проект трудового права, выступили с призывами к активизации усилий по борьбе с высокими и экономически обременительными показателями производственного травматизма, особенно в таких секторах, как логистика и складское хозяйство.
«Полученные результаты однозначно подтверждают, что использование экзоскелета позволяет работникам поднимать больше, не увеличивая при этом риск получения травмы», — подчеркнул Зелик, являющийся также одним из основателей HeroWear. «Это научное исследование подтверждает наши наблюдения за сотрудниками, применяющими экзоскелеты на складах и в распределительных центрах. Сейчас мы видим убедительные доказательства того, что экзоскелеты для поддержки спины способны одновременно повышать производительность труда и снижать риск развития заболеваний опорно-двигательного аппарата. Это чрезвычайно важно как для людей, занятых тяжелым физическим трудом, так и для компаний, которые их нанимают».
Важно отметить, что Карл Зелик, совместно с двумя выпускниками Вандербильта, Мэтью Янделлом и Марком Харрисом, основал компанию HeroWear, базирующуюся в Нэшвилле и специализирующуюся на разработке носимых технологий для повышения безопасности труда. Инновационные исследования и запатентованная технология экзоскелетов, разработанные в Университете Вандербильта, послужили отправной точкой для создания компании, целью которой является снижение распространенности болей в спине во всем мире. Сегодня экзоскелет HeroWear является одним из наиболее широко используемых и научно обоснованных решений в своей области, обеспечивая поддержку спины тысячам работников в более чем 30 странах. В прошлом году компания представила новейшую гражданскую версию устройства – Apex 2. Ранее в 2024 году Королевские военно-воздушные силы Австралии (RAAF) заказали дополнительно 470 экзоскелетов Apex 2, после успешного опыта предыдущих закупок и пилотных испытаний, проведенных в 2023 году, чтобы обеспечить своим военнослужащим дополнительное преимущество при выполнении служебных задач.