— лёгкий способ обсуждать сложные вещи

Современные методы оценки безопасности и физиологической эффективности применения промышленных экзоскелетов

You are here

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 объективной медико-биологической оценки безопасности и физиологической эффективности применения промышленных экзоскелетов. Разработанные и апробированные методы оценки физиолого-гигиенических и эргономических характеристик промышленных экзоскелетов внесут существенный вклад в систему их комплексных эргономических испытаний на этапах разработки, создания и опытной эксплуатации.

Ключевые слова: 
промышленные экзоскелеты, биомеханический анализ движений, эргоспирометрия, электромиография, миотонометрия
Comments - 16

Добрый день!
очень интересный доклад, скажите предусмотрено ли дальнейшее использование экзоскелетов, как средств реабилитации?
из доклада не совсем ясно, какова максимально возможная безвредная продолжительность работы человека в экзоскелета? какие есть ограничения для потенциальных пользователей?

Здравствуйте, Анна Михайловна! Большое спасибо за проявленный интерес к нашей работе.
В настоящее время мы разрабатываем 2 национальных стандарта, касающихся эксплуатации промышленных экзоскелетов. При разработке нормативно-технической базы и испытаниях мы не случайно отделили промышленные экзоскелеты от остальных, в том числе военных, спортивных и медицинских, так как методы испытаний эффективности и безопасности их использования имеют существенные различия. В связи с этим промышленные экзоскелеты не будут рассматриваться как средства реабилитации. Однако, на сегодняшний день есть множество медицинских экзоскелетов, которые уже давно используются в реабилитации. Как правило, они имеют активные приводы и направлены на помощь в выполнении движений у людей с ограниченными возможностями. Ярким примером является медицинский экзоскелет "ЭкзоАтлет" российской компании, который уже зарегистрирован и используется не только в России, но и за рубежом.
Действительно, в докладе не сказано про безопасную продолжительность работы, так как ее невозможно установить по результатам исследований на столь ограниченной выборке добровольцев, не принимая во внимание реальные производственные условия.
Что касается безвредной продолжительности работы, она, безусловно, зависит от характера выполняемой работы и производственных условий. Наш опыт последующих исследований показал, что часть современных промышленных экзоскелетов обладает достойными эргономическими характеристиками, что позволяет выполнять высокоинтенсивную физическую работу на протяжении 8 часов без риска для здоровья. Чтобы определять безопасность промышленных экзоскелетов при долгосрочном использовании, необходимо заниматься исследованиями непосредственно на производственных объектах на протяжении нескольких лет, что является еще одной интересной задачей, которую мы сформировали для себя и всех заинтересованных специалистов.
Основным ограничением для потенциальных пользователей, на наш взгляд, являются особенности производственных условий (например электромагнитные излучения, пыль, особенности микроклимата, ограниченность рабочего пространства, сочетаемость со средствами индивидуальной защиты и пр.), которые могут негативно повлиять на безопасность применения промышленного экзоскелета.

Благодарю, за развернутый ответ, чувствуется, что Вы ответственностью подходите, к работе.

Здравствуйте! Спасибо огромное за интересный доклад, очень актуальная тема.Всем известно, что автоматизация рабочей среды, экзоскелеты и роботы улучшают трудовой процесс, снижают риск профессиональной вредности и травматизма. Однако, есть другой момент. Внедрение в рабочий процесс экзоскелета, особенно для лиц предпенсионного и пенсионного возраста, приводит к определенным сложностям. Андрей Михайлович, проводились ли исследования психологической реакции сотрудников на внесение в их рабочий процесс элементы роботизации ?

Уважаемая Альбина Мавлетьяновна, спасибо за Ваш вопрос. Действительно, мы наблюдали различную психологическую реакцию потенциальных потребителей промышленных экзоскелетов на производстве. И она, конечно же зависит от возраста человека. Мы знаем, что чем старше человек, тем более остро он реагирует на внедрение чего-то нового. Это в общем-то абсолютно нормально, но искажает объективную картину эффективности применения экзоскелета. Поэтому здесь на начальном этапе хорошо моделировать трудовую деятельность с привлечением подготовленных добровольцев, которые несколько раз померили и поработали в этих устройствах. На производстве не всегда есть возможность методически грамотно спланировать такой эксперимент. Несомненно, проведение производственных испытаний, является одной из приоритетных задач, и мы планируем приступить к подобного рода исследованиям уже в этом году с использованием психофизиологических (психологических) методов оценки на нескольких производственных площадках. С большим удовольствием поделимся полученными результатами.

Уважаемая Альбина Мавлетьяновна, спасибо за Ваш вопрос. Действительно, мы наблюдали различную психологическую реакцию потенциальных потребителей промышленных экзоскелетов на производстве. И она, конечно же зависит от возраста человека. Мы знаем, что чем старше человек, тем более остро он реагирует на внедрение чего-то нового. Это в общем-то абсолютно нормально, но искажает объективную картину эффективности применения экзоскелета. Поэтому здесь на начальном этапе хорошо моделировать трудовую деятельность с привлечением подготовленных добровольцев, которые несколько раз померили и поработали в этих устройствах. На производстве не всегда есть возможность методически грамотно спланировать такой эксперимент. Несомненно, проведение производственных испытаний, является одной из приоритетных задач, и мы планируем приступить к подобного рода исследованиям уже в этом году с использованием психофизиологических (психологических) методов оценки на нескольких производственных площадках. С большим удовольствием поделимся полученными результатами.

Уважаемые коллеги, спасибо за интересный доклад. Как вы считаете, как скоро возможны первые случаи внедрения подобной технологии в производство? Заранее спасибо.

Кирилл Сергеевич, спасибо за проявленный интерес! На производствах подобные устройства уже используются как за рубежом так и у нас в стране. Ряд предприятий уже закупили экзоскелеты, но в очень ограниченном количестве. Существенной преградой для повсеместного безопасного внедрения является отсутствие нормативной базы. Поэтому на производственных площадках на сегодняшний день используют промышленные экзоскелеты в рамках пилотных проектов, а также в научно-исследовательских целях. Как только будут разработаны ГОСТы и продукт будет сертифицирован, мы сможем ожидать резкий рост случаев его применения. По нашим расчетам это может произойти к концу 2021 - началу 2022 года (время на разработку Стандартов и внесения изменений в ТР ТС 019).

Андрей Михайлович, спасибо за интересный материал. Сердечно-сосудистые заболева­ния остаются основ­ными причинами инвалидизации и смертности населения страны и немалую роль в этом играют и профессионально-произ­водственные факторы. Проводилось ли Вами в рамках оценки "физиологической эффективности" использования промышленных экзоскелетов изучение "откликов" со стороны сердечно-сосудистой системы (Холтер-мониторирование;Кардиоинтервалография)? Спасибо.

Уважаемый Олег Владимирович, мы крайне признательны Вам за интерес к нашей работе.
Хотим пояснить, что все добровольцы, принимавшие участие в нашем исследовании, были подвергнуты медицинскому обследованию, которое помимо лабораторных методов оценки функционального состояния, включало также ЭКГ. Таким образом, мы имели здоровых добровольцев, допущенных к выполнению физической работы по заключению врача функциональной диагностики и терапевта (невролога, дерматовенеролога).
В рамках оценки "физиологической эффективности" использования промышленных экзоскелетов в лабораторных условиях (при моделировании трудовой деятельности) мы осуществляли непрерывный мониторинг динамики состояния сердечно-сосудистой системы по показателям ЧСС и АД. В результате мы обнаружили, что эти показатели в течение 8 часов находились в пределах референсных значений, что позволило нам сформировать один из тезисов в пользу безопасности применения образца (ношение 6 кг существенно не влияло на работу сердечно-сосудистой системы). Однако, отсутствие статистически значимой динамики показателей в группах добровольцев, применявших и не применявших промышленный экзоскелет, не позволило сделать заключение об эффективности его применения.
Таким образом, глубоко мы не изучали «отклики» со стороны сердечно-сосудистой системы. При этом техническая возможность проведения такого рода исследований имеется: эргоспирометрическая система содержит блок ЭГК по Холтеру – то есть более детально рассмотреть ЭКГ в процессе работы не составляет трудностей. Однако, необходимо понимать цель. Вряд ли наличие AV-блокады или какой-либо аритмии на данном этапе, особенно при столь краткосрочном использовании экзоскелета, расскажет нам об эффективности применения экзоскелета. Скорее мы узнаем об индивидуальных особенностях реакции организма добровольца на физическую нагрузку либо о нарушениях его здоровья.
Мы считаем проведение исследований с более детальным анализом функционирования сердечно-сосудистой системы будет обосновано и крайне полезно для оценки риска здоровью специалистов непосредственно на производственных площадках в «реальных» условиях. Результаты подобных работ будут незаменимы при пролонгированных исследованиях, когда специалисты смогут осуществлять производственные операции в экзоскелетах месяцы или годы. Отталкиваясь от исходного индивидуального состояния сердечно-сосудистой системы того или иного работника, мы поймем, какой эффект на него оказывает экзоскелет, предназначенный для защиты организма от неблагоприятного воздействия тяжести трудового процесса. Но на это нужно больше времени, большая выборка «реальных» специалистов.
Спасибо за интересный вопрос и простите за отсутствие лаконичности, уж очень интересная тема.

Добрый день! Очень интересный доклад. Применение экзоскелетов очень важная тема на данный момент. Какое будущее вы видите за данной технологией? Возможно ли применение промышленных экзоскелетов в других областях?

Спасибо, Екатерина Владимировна, за внимание к нашему докладу. Технология, связанная с применением экзоскелетов, может быть актуальна до тех пор, пока производственные процессы не будут полностью механизированы или автоматизированы, то есть пока человек принимает непосредственное участие в работе. Мы считаем, что в ближайшие 10 лет это вряд ли произойдет. Думаю, что промышленные экзоскелеты, при их серийном производстве, станут значительно дешевле, и тогда они могут найти применение при любых работах, связанных с физическими нагрузками. Помимо этого, недорогие и простые конструкции смогут использоваться в быту при ручном труде для защиты опорно-двигательного аппарата пользователя. На наш взгляд, распространенность промышленных экзоскелетов напрямую зависит от стоимости технологии и степени доверия к ней. Отсюда главная задача для медицинских специалистов - объективно подтвердить/опровергнуть безопасность и эффективность применения подобных устройств.

.

Уважаемый Андрей Михайлович. Спасибо за интересное и актуальное сообщение. У меня не столько вопрос, сколько комментарий. Сообщение вызвало большой интерес у специалистов различных специальностей. По поводу "возрастных" работников.Нам кажется, что возраст не имеет значения. Мы же при необходимости рекомендуем использовать ортезы. Используют. В основе лежит разгрузка скелета. При правильном информировании, на наш взгляд, психологического барьера не будет. Основное препятствие, действительно, нормативная база. Но, все новое когда-то становиться привычным. Удачи вашему коллективу.

Уважаемая Елена Михайловна, большое спасибо за поддержку! Устранение психологического барьера - очень важная задача, которая ожидает нас при испытаниях и эксплуатации промышленных экзоскелетов на производстве. И здесь, конечно же, необходим правильный подход к информированию работников. Нам уже удавалось зафиксировать положительную динамику отношения работников к новым устройствам, и хочется отметить, что здесь должна иметь место комплексная деятельность разработчиков, медицинских исследователей, психологов и представителей работодателя. Но, как Вы понимаете, пока нет "нормативки", даже согласование и организация испытаний на производстве является достаточно сложными задачами. Так что самое интересное, конечно, впереди.
Еще раз благодарим за проявленный интерес к работе!

Спасибо за ответ, Андрей Михайлович. Уверена, у Вас все получится. Все когда-то было новым и непривычным. Это закон эволюции.