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10. November 2023
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Angewandte Forschung

Ergonomie – Die Natur macht es vor

Alle Lebewesen mussten und müssen sich im Laufe der Evolution an sich verändernde Lebensräume anpassen. Sie passen sich an, um dadurch fit zu bleiben, im wahrsten Sinne des Wortes. So geht es auch uns Menschen: auch wir wollen fit bleiben in unserer Arbeitsumgebung, in der wir vielleicht oft sitzen oder gleichmässige Bewegungen ausführen. Da kommt die Ergonomie ins Spiel, sie befasst sich mit der Optimierung unserer Arbeitsumgebung. In diesem Artikel geht es jedoch um die Wissenschaft der Bionik, eine Kombination aus Biologie und Technik. Bei der Bionik geht es darum, mittels Erkenntnisse aus der Forschung an Pflanzen und Tieren technische Fragestellungen zu lösen. Interessanterweise liefert dieses Forschungsfeld auch wertvolle Inputs für die Ergonomie respektive ergonomisches Arbeiten.

In der Ergonomie geht es immer wieder darum, verschiedene Herausforderungen zu lösen, um Menschen ein gesundes Arbeiten zu ermöglichen. Obwohl wir bei Prona AG nicht direkt mit der Wissenschaft Bionik zu tun haben, ist es für uns gleichwohl interessant, deren Ergebnisse ein wenig zu verfolgen, wenn es um ergonomische Aspekte geht. Insbesondere bei Arbeitsabläufen in der Industrie unterstützen ergonomische technische Hilfsmittel den Menschen bei der Ausführung seiner Tätigkeiten immer mehr (automatisierte Arbeitsprozesse, Exoskelette, technische Greifarme, etc.). In den letzten Jahren erfolgten viele Verbesserungen bei der Entwicklung ergonomischer Arbeitsgeräte zur Entlastung des Menschen dank Erkenntnissen aus der Bionik.

Greifarme von Muskeln inspiriert

Ein Blick auf Forschungsresultate von Bionikern/Bionikerinnen zeigt, dass diese Wissenschaft Schnittstellen zur Ergonomie aufweist. Die Natur liefert wertvolle Inputs, die uns Menschen ergonomisch dienen können. Aus der Vielfalt biologischer Vorbilder ergibt sich ein nahezu grenzenloser Pool an spezifischen Antworten auf technische Fragestellungen. Gerne erläutere ich dies an einem Beispiel aus der Anthropobionik, der Steuerung von Greifarmen.

Der Anthropobionik werden die Anwendungsmöglichkeiten der Robotik und der Bereich der Mensch-Maschinen-Interaktion zugeordnet. Dabei lassen sich die Bereiche Ergonomie, Robotik sowie Prothetik und Biomaterialien unterscheiden. Die Beobachtung der Interaktion des Menschen mit seiner Umgebung dient als Ausgangslage.

In unzähligen Produktionsbetrieben kommen Greifarme zum Einsatz. Sie ersparen dem Menschen das Heben schwerer Bauteile, müssen aber auch feinste Bewegungen exakt ausführen können. Daher ist es wichtig, dass eine Greifarmsteuerung so entwickelt wird, dass die Bewegungen der Robotikstellglieder möglichst ruckfrei, also gleichmässig erfolgen. Menschen und Tiere verfügen für die feingesteuerten, weichen Gliederbewegungen über spezifische Muskeln. Frühere Greifarme mit einer Steuerung durch elektromechanische Einrichtungen, wie Hubmagnete und Stellmotoren, funktionierten nie ganz ruckfrei. Heutzutage werden jedoch pneumatische Stellglieder genutzt, welche Muskelbewegung mit Druck durch Flüssigkeit nachbilden. Diese «pneumatischen Muskeln» können ohne Übergang gesteuert werden, ganz so wie die Muskeln von Tieren und Menschen. Sie arbeiten, wie auch natürliche Muskeln, mit Kontraktion und Zugkräften.

Dieses Wissen wurde auch zur Herstellung von Prothesen eingesetzt und unterstützt dadurch beeinträchtigte Menschen. Die Ergonomie profitiert so in mancherlei Hinsicht von Forschungsergebnissen aus der Bionik. Vollständige Ausführungen zum Beispiel siehe Masterarbeit von Jean Brückmann (Link anbei).

Photo David Leveque Greifarme
Greifarme müssen nicht nur schwere Lasten, sondern auch feine, zerbrechliche Gegenstände heben und exakt positionieren können. David Levêque –- Unsplash
Photo Elevate Beinprothese
Die Bionik liefert auch essentielle Beiträge zur Verbesserung von Prothesen (Beispiel Beinprothese). Elevate – Unsplash

Die Natur liefert wertvolle Inputs, die uns Menschen ergonomisch dienen können.

Photo Pawel Kadysz Arm
Für Greifarme bietet der menschliche Arm ein hervorragendes Vorbild. Pawel Kadysz – Unsplash

Wir bieten Ihnen Ergonomie-Beratungen an

Gerne unterstützen wir Sie bei ergonomischen Anliegen. Wir empfehlen uns insbesondere für die Sensibilisierung und Schulung Ihres Personals. Wir vermitteln ergonomische Grundkenntnisse und Ihre Mitarbeitenden erhalten Informationen zur Gesundheitsförderung und Prävention, zur Wirbelsäule, Bandscheibe, zu physischen und psychischen Belastungen und zu Beanspruchungsfolgen. Sie erfahren, wie ein Bildschirmarbeitsplatz eingerichtet, der Arbeitsstuhl auf die eigenen Körpermasse eingestellt und die Arbeitsmittel bestmöglich platziert werden. Ihr Personal ist dann in der Lage, den Arbeitsplatz ergonomisch einzurichten und verfügt über das Wissen, was unter einer gesunden Lebensweise aus ergonomischer Sicht verstanden wird.

Quelle Titelbild: Glenn Carstens Peters – Unsplash

Mast Petra

Zögern Sie nicht, uns für Ihre Anliegen im Bereich der Ergonomie am Arbeitsplatz zu kontaktieren.

Petra Mast
Kauffrau EFZ / Ergonomin CAS