Современные методы исследования безопасности и физиологической эффективности применения промышленных экзоскелетов

Файл статьи: 
Иконка PDF health-risk-analysis-2020-3-18.pdf
УДК: 
613.65: 613.6.027
DOI: 
10.21668/health.risk/2020.3.18
Авторы: 

А.М. Герегей1, Е.С. Шитова1, И.С. Малахова1, Е.С. Шупорин1, Е.В. Бондарук1, А.Р. Ефимов2,3, В.Х. Тах2

Организация: 

1Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова, Россия, 105275, г. Москва, Проспект Буденного, 31
2Публичное акционерное общество «Сбербанк России», Россия, 117997, г. Москва, ул. Вавилова, 19
3Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Россия, 119049, г. Москва, Ленинский проспект, 4

Аннотация: 

Профессиональная заболеваемость, связанная с воздействием физических перегрузок и перенапряжением отдельных органов и систем, занимает второе ранговое место в структуре профессиональной патологии в зависимости от воздействующего вредного производственного фактора. В связи с этим актуальным и перспективным направлением является развитие технологий промышленных экзоскелетов, способных защитить опорно-двигательный аппарат работника от чрезмерных физических нагрузок. При этом одной из проблем, создающей существенные ограничения внедрения промышленных экзоскелетов на производствах как в России, так и в других странах, является отсутствие соответствующей нормативно-технической базы.
Значимую роль в формировании нормативно-технической базы играет возможность объективного медико-биологического исследования безопасности и физиологической эффективности применения промышленных экзоскелетов. Разработанные и опробованные методы исследования физиолого-эргономических характеристик промышленных экзоскелетов внесут существенный вклад в систему их комплексных эргономических испытаний на этапах разработки, создания и опытной эксплуатации.
Рассматриваются современные медико-биологические методы исследования безопасности и физиологической эффективности применения промышленных экзоскелетов. Приведены примеры использования метода «захвата движений» с использованием инерциальных датчиков, эргоспирометрии, электромиографии и миотонометрии для оценки физиолого-эргономических характеристик промышленных экзоскелетов в условиях моделирования трудовой деятельности.
Результаты настоящего исследования с использованием вышеперечисленных методов подтвердили безопасность и эффективность применения промышленных экзоскелетов для работников физического труда при выполнении ими производственных операций, аналогичных разработанным моделям. Использованные методы могут существенно расширить имеющиеся подходы к исследованию функционального состояния работников физического труда, а полученные результаты внесут значимый вклад в разработку нормативно-технической базы перспективного типа средств индивидуальной защиты опорно-двигательного аппарата в рамках системы стандартов безопасности труда.

Ключевые слова: 
промышленные экзоскелеты, средства индивидуальной защиты, биомеханический анализ движений, эргоспирометрия, электромиография, миотонометрия
Современные методы исследования безопасности и физиологической эффективности применения промышленных экзоскелетов / А.М. Герегей, Е.С. Шитова, И.С. Малахова, Е.С. Шупорин, Е.В. Бондарук, А.Р. Ефимов, В.Х. Тах // Анализ риска здоровью. – 2020. – № 3. – С. 148–159. DOI: 10.21668/health.risk/2020.3.18
Список литературы: 
  1. Lowe B.D., Billotte W.G., Peterson D.R. ASTM F48 Formation and Standards for Industrial Exoskeletons and Exosuits // IISE Transactions on Occupational Ergonomics and Human Factors. – 2019. – Vol. 7, № 3–4. – P. 230–236. DOI: 10.1080/24725838.2019.1579769
  2. Ford rolls out exoskeleton wearable technology globally to help lessen worker fatigue, injury [Электронный ресурс] // Ford media center. – 2018. – URL: https://media.ford.com/content/fordmedia/fna/us/en/news/2018/08/07/ford-... (дата обращения: 08.06.2020).
  3. Honda Xcelerator to Debut Industrial Innovation Collaborations at CES 2020 Along with New Technologies Coming Soon to Market [Электронный ресурс] // Honda. The Power of Dreams. – 2019. – URL: https://hondanews.com/en-US/hondacorporate/releases/release-8d5607d2f627... (дата обращения: 08.06.2020).
  4. Hyundai Develops Wearable Vest Exoskeleton for overhead work [Электронный ресурс] // Hyundai Motor Europe. – 2019. – URL: https://www.hyundai.news/eu/brand/hyundai-develops-wearable-vest-exoskel... (дата обращения: 08.06.2020).
  5. White Paper: Hip Exoskeleton Market – Review of Lift Assist Wearables [Электронный ресурс] // Industry News & Education. – 2018. – URL: http://www.wearablerobotics.com/industry-news-education/ (дата обращения: 08.06.2020).
  6. Доспехи для рабочего [Электронный ресурс] // Коммерсантъ. – 2019. – URL: https://www.kommersant.ru/doc/4088692 (дата обращения: 08.06.2020).
  7. Аникиенко Е. Магнитогорцы показали экзоскелет на Неделе моды в Москве [Электронный ресурс] // Южно-уральская панорама. – 2019. – URL: http://up74.ru/articles/news/115137/ (дата обращения: 08.06.2020).
  8. Колерова В. Экзоскелеты медленно идут в цеха [Электронный ресурс] // Эксперт. – 2018. – № 29. – URL: https://expert.ru/expert/2018/29/ekzoskeletyi-medlenno-idut-v-tseha/ (дата обращения: 08.06.2020).
  9. Приобретение 30 экзоскелетов Exorise // Tadviser. – 2019. – URL: http://www.tadviser.ru/index.php/Проект:Череповецкийметаллургическийкомбинат_ (ЧерМК) _ (Экзоскелеты_Exorise) (дата обращения: 08.06.2020).
  10. Biomechanical and Metabolic Effectiveness of an Industrial Exoskeleton for Overhead Work / T. Schmalz, J. Schändlinger, M. Schuler, J. Bornmann // International Journal of Environmental Research and Public Health. – 2019. – Vol. 16, № 23. – P. 4792. DOI: 10.3390/ijerph16234792
  11. Objective and Subjective Effects of a Passive Exoskeleton on Overhead Work / P. Maurice, J. Čamernik, D. Gorjan, B. Schirrmeister, J. Bornmann, L. Tagliapietra, C. Latella, D. Pucci [et al.] // IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. – 2020. – Vol. 28, № 1. – P. 152–164. DOI: 10.1109/TNSRE.2019.2945368
  12. Comparison of the human-exosuit interaction using ankle moment and ankle positive power inspired walking assistance / M. Grimmer, B.T. Quinlivan, S. Lee, P. Malcolm, D.M. Rossi, C. Siviy, C.J. Walsh // Journal of Biomechanics. – 2019. – Vol. 83, № 23. – P. 76–84. DOI: 10.1016/j.jbiomech.2018.11.023
  13. The effects of a passive exoskeleton on muscle activity, discomfort and endurance time in forward bending work / T. Bosch, J. Eck, K. Knitel, M. Looze // Applied Ergonomics. – 2016. – Vol. 54. – P. 212–217. DOI: 10.1016/j.apergo.2015.12.003
  14. Industrial Wearable Exoskeletons and Exosuits Assessment Process / J. Masood, A. Dacal-Nieto, V. Alonso-Ramos, M.I. Fontano, A. Voilqué, J. Bou // Wearable Robotics: Challenges and Trends. – 2018. – Vol. 22. – P. 234–238. DOI: 10.1007/978-3-030-01887-0_45
  15. Reliability of a portable device for quantifying tone and stiffness of quadriceps femoris and patellar tendon at different knee flexion angles / G. Chen, J. Wu, G. Chen, Y. Lu, W. Ren, W. Xu, X. Xu, Z. Wu [et al.] // PLoS ONE. – 2019. – Vol. 14, № 7. DOI: 10.1371/journal.pone.0220521
  16. Lumbar muscles biomechanical characteristics in young people with chronic spinal pain / W.L.A. Lo, Q. Yu, Y. Mao, W. Li, Ch. Hu, L. Li // BMC Musculoskelet Disord. – 2019. – Vol. 23, № 20 (1). – P. 559. DOI: 10.1186/s12891-019-2935-z
  17. Скворцов Д.В. Диагностика двигательной патологии инструментальными методами: анализ походки, стабилометрия: монография. – М.: Научно-медицинская фирма «МБН», 2007. – 640 с.
  18. Гамза Н.А., Гринь Г.Р., Жукова Т.В. Функциональные пробы в спортивной медицине. – Минск: Белорусский государственный университет физической культуры, 2012. – 57 с.
Получена: 
10.06.2020
Принята: 
18.08.2020
Опубликована: 
30.09.2020

Вы здесь

Главная