Arbeitsphysiologisch-biomechanische Analyse eines passiven Exoskeletts zur Unterstützung berufsbezogener Hebe- und Beugeprozesse (ADVANCE)

METHODEN Es werden verschiedene Experimente durchgeführt.

1. Die Forscher werden sechs verschiedene experimentelle Bedingungen im Labor testen, die eine Kombination aus Exoskelett (mit vs. ohne Laevo®), Aufgabe (statisch vs. dynamisch) und Kniewinkel nur für die dynamische Aufgabe (gebeugt vs. gestreckt) sind. Innerhalb jeder Kombination testen die Untersucher drei verschiedene Arbeitsrichtungen (vorne vs. links vs. rechts), die durch eine Änderung der Arbeitshaltung realisiert werden (Rumpfflexion vs. Rumpfrotation links vs. Rumpfrotation rechts). Unter Verwendung des einzelnen Williams-Designs für sechs Bedingungen schätzten die Forscher die Stichprobengröße auf 36 Probanden (d. h. ein Vielfaches von sechs). Unter Verwendung einer Kraftmessplatte, Beschleunigungs- und Haltungssensoren kann die Kniekompressionskraft unter Verwendung einer inversen 2D-Modellierung geschätzt werden. Mit einem elektromyographischen System kann die Muskelaktivität ausgewählter Zielmuskeln an verschiedenen Körperteilen (d. h. Beine, Rumpf und Schultern) aufgezeichnet werden. Die Herzfrequenz wird mittels Elektrokardiographie aufgezeichnet.
2. Die Forscher werden vier verschiedene Zustände testen, die eine Kombination aus Exoskelett (mit vs. ohne Laevo®) und Kniewinkel (gebeugt vs. gestreckt) sind. Innerhalb jeder Kombination testen die Ermittler drei verschiedene getragene Lasten (0 kg, 8 kg, 16 kg) und fünf verschiedene Rumpfflexionswinkel (0°, 30°, 60°, 60°, 30°). Muskelaktivität, Position, Herzfrequenz und Bodenreaktionskräfte werden aufgezeichnet.
3. Die Ermittler testen drei verschiedene Funktionstests. Die Ergebnisse für dieses Ziel sind die für die Durchführung der funktionalen oder industriellen Aufgabe aufgezeichnete Zeit und die wahrgenommene Schwierigkeit, die auf einer numerischen Bewertungsskala mit 11 Punkten bewertet wird.
4. Die Forscher werden das Lendenwirbelsäulenmodell verwenden, das von der Forschungsgruppe Biomechanik und Biorobotik des Forschungsclusters Simulationstechnik der Universität Stuttgart entwickelt wurde. Das Modell enthält eine detaillierte Holzwirbelsäule mit nichtlinearen Bandscheiben, Bändern und Muskeln. Anhand der Messungen des Experiments kann dieses Modell vorhersagen, wie sich innere Kräfte in der Lendenwirbelsäule durch äußere Kräfte (d. h. das Tragen und Verwenden des Laevo®-Exoskeletts) verändern.

ANALYSEN Je nach Outcome-Parameter werden unterschiedliche Analysen mit unterschiedlich vielen unabhängigen Variablen durchgeführt.

1. Die Auswirkungen von Exoskelett (mit vs. ohne), Aufgabe (statisch vs. dynamisch), Kniewinkel (gebeugt vs. gestreckt; nur für die dynamische Aufgabe) und Arbeitshaltung (Rumpfflexion vs. Rumpfrotation links vs. Rumpfrotation rechts). ) wird mithilfe einer Vier-Faktor-Varianzanalyse mit wiederholten Messungen (RM-ANOVA) oder einer robusteren verallgemeinerten Schätzungsgleichung (GEE) bewertet.
2. Die Auswirkungen von Exoskelett (mit vs. ohne), Kniewinkel (gebeugt vs. gestreckt), getragene Last (0 kg vs. 8 kg vs. 16 kg) und Rumpfflexionswinkel (0° vs. 30° vs. 60°) werden sein unter Verwendung einer RM-ANOVA oder GEE bewertet.
3. Die Auswirkung des Exoskeletts (mit vs. ohne) auf die Zeit und die wahrgenommene Schwierigkeit jedes funktionalen oder industriellen Tests wird mit einem gepaarten T-Test bewertet. Zusätzlich wird auch die Muskelbelastung mehrerer Muskeln bewertet.

DATENSCHUTZ Alle teilnehmenden Probanden erhalten nach Studienabschluss eine Rückerstattung von 45 €. Die Probanden unterzeichnen eine Einverständniserklärung und ihre Daten werden numerisch pseudonymisiert, um die Anonymität zu gewährleisten.

SIMULIERTE AUFGABEN

1. Statische Sortieraufgabe, Dauer 1,5 Minuten, bei der Probanden 6 Versuchsbedingungen ausgesetzt werden: Exoskelett (2 Ebenen: ohne vs. mit) X-Arbeitshaltung (3 Stufen: linke Rumpfrotation vs. frontale Ausrichtung vs. rechte Rumpfrotation).
2. Dynamische Hebeaufgabe, zwei Sätze mit jeweils fünf Wiederholungen, bei denen die Probanden 12 experimentellen Bedingungen ausgesetzt werden: Exoskelett (2 Stufen: ohne vs. mit) X Arbeitshaltung (3 Stufen: linke Rumpfrotation vs. frontale Ausrichtung vs. rechte Rumpfrotation) X Kniewinkel (2 Stufen: gestreckt/gebeugt vs. gebeugt/hocken).
3. Funktionale Aufgaben: Ein Kurs, in dem mehrere berufsrelevante Aufgaben (Pick & Place, Bohren) und standardisierte Tests (Sit-up-and-Stand, Treppengang) auf Leistung, subjektiv empfundene Belastung und Muskelbelastung bewertet werden.
4. Statische Halteaufgabe, bei der die Probanden 18 verschiedenen Bedingungen ausgesetzt wurden: Exoskelett (2 Stufen: ohne vs. mit) X Haltegewicht (3 Stufen: 0kg vs. 8kg vs. 16kg) X Rumpfflexionswinkel (3 Stufen: 0° vs. 30° vs. 60°).

WICHTIGER HINWEIS --- Auf dieser Plattform werden NUR Ergebnisse der statischen Sortieraufgabe gemeldet. Über Ergebnisse anderer Teile der Studie wird in der jeweiligen Publikation berichtet. Links zu diesen Veröffentlichungen werden hinzugefügt, sobald sie veröffentlicht und verfügbar sind. --- WICHTIGER HINWEIS