Die Kraft in der Weste

Forschung Kompakt / 2.3.2015

Das Heben schwerer Lasten, einseitige Bewegungen – jedes Jahr bekommen Millionen EU-Bürger ernsthafte gesundheitliche Beschwerden durch ihre Tätigkeit. Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie entwickeln Fraunhofer-Forscher eine Weste, die Pflegekräfte und andere Menschen mit körperlich anstrengenden Berufen entlasten soll.

Oberkörperweste stützt den Rücken
© Foto Fraunhofer IPK/IZM

Die Oberkörperweste »Care-Jack« stützt den Rücken, ohne die Bewegungsfreiheit einzuschränken.

Rückenschmerzen sind ein Volksleiden. Knapp zehn Prozent der Arbeitsausfälle in Deutschland sind auf Kreuzprobleme zurückzuführen. Das geht aus dem Gesundheitsbericht 2014 der Techniker Krankenkasse hervor. Nach Angaben der Studie beeinflusst der Beruf die Dauer und Häufigkeit der Krankschreibungen entscheidend. Besonders betroffen sind etwa Pflegekräfte. Im Krankenhaus oder Altenheim ist großer körperlicher Einsatz nötig. Patienten umlagern, sie mobilisieren, ihnen beim Aufstehen helfen – all das belastet den Bewegungsapparat. Doch moderne Technik kann Pflegekräften den Rücken stärken. Im Projekt »CareJack« entwickeln Forscher der beiden Berliner Fraunhofer-Institute für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK sowie für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM zusammen mit Partnern aus der Industrie eine aktive Weste für diese Berufsgruppe. Der Clou: Diese Orthese (kurz für: orthopädische Prothese) trägt kaum auf, ist leicht, weich und bequem zu tragen. Sie lässt sich so einfach überstreifen wie ein Mantel. Experten sprechen von Softrobotik.

»Bisher gibt es keine effizienten Unterstützungssysteme, um die schwere Arbeit im sehr vielfältigen Pflegealltag zu erleichtern«, sagt IPK-Experte Henning Schmidt, der das Projekt betreut. Wer in Krankenhäusern, Altenheimen oder der ambulanten Pflege zupackt, braucht vor allem einen kräftigen Rücken. Aber wie kann man die Wirbelsäule unterstützen, ohne ihre vielfältigen Bewegungsmöglichkeiten einzuschränken? Das Team um Schmidt und Firmenpartner hat dabei einen ganz neuen Weg eingeschlagen. Vor allem wird auf die häufig bei Orthesen genutzten, harten Schalen verzichtet und stattdessen auf ein flexibles und angenehm zu tragendes Material gesetzt. Die gesamte Elektronik ist darin eingearbeitet.

Die nötige Energie erzeugt der Träger selbst durch seine Bewegungen. Beugt sich etwa ein Pfleger herunter, um einen Patienten anzuheben, speichert die intelligente medizinische Hilfe diese Bewegungsenergie und gibt sie bei Bedarf wieder frei.

Orthese hilft, falsche Bewegungsabläufe zu vermeiden

Vor allem aber sorgt die Orthese dafür, dass sich die Pflegekräfte »richtig« bewegen. Denn viele orthopädische Probleme entstehen durch falsche Bewegungsabläufe. Klassisches Beispiel: Wer eine schwere Last vom Boden anhebt, sollte nicht mit gestreckten Beinen den Oberkörper vorbeugen, sondern mit geradem Oberkörper in die Knie gehen. In der smarten Weste stecken eine Vielzahl von Sensoren, die ständig überwachen, wie sich der Träger bewegt. Ein Prozessor vergleicht diese Daten mit dem optimalen Bewegungsablauf. Registriert er einen Fehler, leuchtet eine Warnlampe auf. Und nicht nur das: Neuartige Aktoren aus Kunststoff mit einstellbarer Steifigkeit helfen, falsche Bewegungsabläufe zu vermeiden und korrekte zu unterstützen. »Der Träger kann selbst festlegen, welchen Grad der Unterstützung er haben möchte«, sagt Schmidt.

Für diese Finessen braucht es viel elektronisches Equipment. »Allerdings will niemand einen Rucksack voll Elektronik mit sich herumschleppen«, sagt IZM-Experte Erik Jung. Sein Team entwickelt im Projekt »CareJack« gemeinsam mit Firmenpartnern miniaturisierte Komponenten, flexible Leiterplatten und die nötigen Sensoren. Noch 2015 soll ein Prototyp der Weste fertiggestellt werden. Mit einer Serienfertigung rechnet Schmidt in ein bis zwei Jahren. Der Bedarf, sagt er, sei sehr groß. Nicht nur Pfleger könnten sich eine solche aktive Stütze überstreifen, sondern auch Bauarbeiter, Dachdecker, Müllmänner, Maurer und viele andere Schwerarbeiter.