Экзоскелеты: как носимые устройства пришли в Россию и чем могут быть полезны работникам

Носимые технологии окружают нас повсюду, от Apple Watch, отслеживающих дневную активность или сон, до «умных» экзоскелетов, которые помогают снизить нагрузку на опорно-двигательный аппарат работника. Несмотря на отсутствие полноценной нормативно-правовой базы, устройства быстро развиваются и постепенно становятся неотъемлемым атрибутом многих профессий.

О перспективах развития экзоскелетов на российском рынке и том, чем они могут быть полезны современному работнику — читайте в нашем материале.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), нарушения опорно-двигательного аппарата затрагивают около 1,71 миллиарда человек и являются ведущим фактором инвалидности во всем мире, крайне негативно сказываются на функциональных возможностях работников, ограничивают подвижность и приводят к раннему прекращению трудовой деятельности. Боль в пояснице — одна из главных причин снижения трудоспособности.

По данным Министерства здравоохранения Российской Федерации, число зарегистрированных заболеваний костно-мышечной системы и соединительной ткани за 2021 год — 17 667 685 человек, из них в возрасте:

• 0-14 лет — 1 981 367 детей;
• 15-17 лет — 749 675 подростков;
• 18 лет и более — 14 936 643 взрослых.

В 2021 году более 600 000 россиян имели нарушения опорно-двигательного аппарата, около 160 000 — ежегодно нуждаются в изготовлении протезов. Численность пострадавших при несчастных случаях на производстве за 2021 год — свыше 21 000 человек, травмировались — 12 192, а болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани зафиксированы у 3 894 человек, что на 231 человека больше, чем в 2020 году. В то же самое время экспоненциально растет количество материальных средств, направленных на мероприятия по охране труда, и продолжают развиваться технологии, защищающие человека от производственных аварий, перегрузок и недееспособности.

Израсходовано средств на мероприятия по охране труда в расчете на 1 работающего, руб.

Экзоскелеты — зачем они нужны и как работают

Экзоскелеты могут служить нескольким целям, но в основном они решают конкретные проблемы, связанные с физическими ограничениями человеческого организма — нехватка силы при подъеме тяжелых или крупногабаритных грузов, переутомляемость работников, неправильное распределение нагрузки на ОДА, реабилитация пострадавших после травм или предотвращение несчастных случаев.

В американском научно-фантастическом фильме 1984 года режиссера Джеймса Кэмерона «Терминатор» (англ. The Terminator) впервые образ слияния человека и машины был показан на широкую публику. И если Джеймса Кэмерона волновал в первую очередь вопрос захвата и порабощения человеческой цивилизации, то специалиста по охране труда волнует другое: как использование внешних носимых конструкций может помочь работнику более безопасно и эффективно выполнять свою работу?

Один из способов снизить нагрузку на позвоночник и поясницу — использование экзоскелетов, то есть внешних носимых на теле устройств, повторяющих биомеханику человека. Они компенсируют значительную часть веса и перераспределяют лишнюю нагрузку во время подъема тяжестей или при длительной ходьбе. Экзоскелеты различаются по виду, функциям и влиянию. Одни надеваются на спину и помогают увеличить физическую силу и выносливость, другие — помогают снизить усталость во время бега или вовсе — заново научить человека ходить после перенесенных тяжелых травм и операций. В основном такие носимые на теле скелеты разрабатываются для 3-х сценариев применения:

• для медицинской реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата и нервной системы;
• при необходимости переносить тяжелые грузы или в тех областях, где человеческий труд не может быть заменен полной автоматизацией или обычными роботизированными системами (промышленное производство, логистика, строительство и физически сложная работа);
• для более эффективного оказания помощи при возникновении стихийных бедствий или чрезвычайных ситуаций.

О том, что такое экзоскелет, как он работает и чем может быть полезен российским предприятиям, мы поговорили с Виктором Смольским, руководителем отдела по охране труда компании Ingka Centres, и Анатолием Маевским, заместителем коммерческого директора Exorise.

О востребованности на рынке и об опыте пользования

Экзоскелеты помогают защитить сотрудников от перегрузок, создавая более безопасные и комфортные условия работы, поэтому на российских предприятиях они, безусловно, будут востребованы. В 2020 году у компании Ingka Centres был небольшой опыт пользования экзоскелетами — для тестирования была закуплена ограниченная партия сертифицированных на территории России устройств.

На тот момент это были механические носимые скелеты с ремнями и без «умных» технологий и использования ИИ. Они помогали работнику соблюдать правильное положение спины при подъеме грузов, искусственно выравнивая тело в правильное положение и снижая нагрузку со спины.

Добровольцы в течение нескольких недель использовали экзоскелеты в работе — кто-то остался доволен, кому-то они показались неудобными. При работе в нестандартных положениях тела экзоскелеты порой даже мешали: не позволяли дотянуться до предметов на складе, из-за чего приходилось их отстегивать и выполнять работу без носимых на теле устройств.

«Спрос есть — нет предложения». Про высокую стоимость экзоскелетов и отсутствие конкуренции на российском рынке

В настоящее время немногие российские компании повсеместно используют экзоскелеты на своих производственных площадках и складских помещениях. Когда мы пару лет назад покупали подобные силовые костюмы, за каждый отдали около 80 000 рублей — это достаточно высокая стоимость, хотя это был стандартный силовой костюм с ремнями, без «умных» технологий, без датчиков, без аналитической системы. Важно понимать, что не каждая компания готова выделить такие деньги.

На российском рынке еще не развита полноценная конкуренция, поскольку экзоскелет можно применять в работе только при наличии сертификата, действующего на территории России, но процесс сертификации не такой быстрый и дешевый, как хотелось бы участникам рынка.

С 1 ноября 2023 года будет введен ГОСТ Р 12.4.306-2023 «Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты опорно-двигательного аппарата. Экзоскелеты промышленные. Классификация. Термины и определения». Соответственно, будет упрощен порядок внедрения носимых СИЗ на отечественные производства.

Кроме того, высокая стоимость экзоскелетов препятствует их широкому распространению. В ряде стран уже функционируют полностью автоматизированные склады, но в наших реалиях это экономически невыгодно для большинства отраслей и компаний.

Бизнес готов вкладывать деньги туда, что приносит явную и быструю прибыль. Например, если бы один работник в экзоскелете выполнял работу 3-х без экзоскелетов, и при этом носимое устройство стоило адекватных денег, то распространение было бы более быстрым и повсеместным.

Перспективы дальнейшего внедрения на отечественный рынок

У экзоскелетов, безусловно, есть перспективы развития на российском рынке. Развитие сферы охраны труда будет продолжаться, и через какое-то время экзоскелет станет обыденным СИЗ, как перчатки или каски, которые сейчас используют на строительных площадках.

Кроме того, очень немногие работодатели в России знают, что инвестиции в охрану труда улучшают имидж работодателя в глазах работников, а, значит, способствуют успешности бизнеса.

В Великобритании, по данным NEBOSH, каждый инвестированный в охрану труда фунт стерлингов возвращается двумя фунтами стерлингов. Это происходит за счет того, что снижается количество несчастных случаев, а значит, меньше штрафов, меньше потерь времени на расследования и связанные с этим простои, меньше судебных расходов по искам, меньше затрат на рекрутмент, поскольку сотрудники реже увольняются, соответственно, меньше потерь при ошибках новых и перегруженных работников, если они замещают уволившихся или тех, кто находится на больничном.

Виктор Смольский
руководитель отдела охраны труда Группы компаний Ingka (ИКЕА) в России

Экзоскелеты Exorise: «Парадокс экзоскелета в том, что он больше всего нравится тем, кому меньше всего нужен»

Наша история началась в 2018 году, в то время у нас была компания в Магнитогорске, где мы занимались различными решениями для металлургического комбината.

Однажды на том комбинате мы выявили проблему, связанную как раз с опорно-двигательным аппаратом. Дверевой коксовых батарей — очень сложная и трудоемкая работа, при которой на организм идет повышенная нагрузка. Короткий стаж, высокая текучка кадров — долго на такой должности продержаться сложно. Когда работник закидывает уголь в печь, происходит диагональное скручивание, влияющее на позвоночник работника.

Дверевой осуществляет наблюдение за открыванием и закрыванием дверей камер коксования на коксовых батареях и пекококсовых установках, контроль правильности установки двересъемной лебедки, дверей и механизма отвинчивания ригельных болтов.

Мы поняли проблему и стали искать решения, изучали, что есть на рынке, что применяется в мире. Тогда в России были лишь небольшие разработки, но не более, а на мировом рынке — полноценные экзоскелеты. Они частично отвечали требованиям, которые мы прописали для себя, но полностью под наши требования никто не подходил.

Для такого типа работ нужна жесткая корсетная часть, которая бы защищала уязвимые части организма, создавая дисциплинирующее воздействие на позвоночник. Такая технология действительно помогает снизить риски получения травм, компенсировать часть веса.

Пассивный экзоскелет, то есть экзоскелет без «умных» технологий, прост в эксплуатации и обслуживании, к тому же у него неограниченный срок работы в отличие от скелетов, в которых используется электрика или ИИ. Все, что связано с внешними источниками энергии, хуже работает на морозе, и аккумуляторы сами по себе довольно тяжелые.

Мы хотели сделать легкий, удобный и эффективный скелет в первую очередь за счет физических свойств материала, а также сделать его простым и понятным любому работнику.

Экзоскелет Exorise сравнивают с американским — SuitX, он тоже является пассивным скелетом, состоящим из различных материалов, в том числе эластомеров и пружин.

Экзоскелеты SuitX испытывались на стройплощадках, при погрузочно-разгрузочных работах, на судостроительных и литейных производствах в США и Японии, что позволило выделить типичные операции, при которых требовалось снять нагрузку с тех или иных частей тела. SuitX используются такими компаниями, как Nissan, Boeing, Siemens, Airbus, Ford, BMW.

В 2019 году Exorise создали первый скелет, который соответствовал всем внутренним требованиям компании, после — стали его тестировать, ходили в цеха на производства, запускали в работу, собирали обратную связь от работников. Если было нужно, где-то вносили корректировки и дорабатывали технологию, улучшали дизайн и продолжали тестировать.

Что делает экзоскелет?

Скелет компенсирует нагрузку и за счет корсетной части создает дисциплинирующее воздействие на позвоночник, таким образом биомеханика рабочего начинает работать по аналогии биомеханики спортсмена.

В цехах часто можно наблюдать одну и ту же проблему — привычку работника поднимать вес так, как ему удобно — мышцами спины, то есть неправильно. Это основная и общая для всех проблема, которая со временем приводит к серьезным заболеваниям. Когда человек молодой и здоровый, он не замечает негативных факторов и не думает о последствиях, у него постепенно вырабатывается привычка поднимать вес не ногами, а спиной, а после — привычка начинает доминировать и от нее практически невозможно избавиться.

Экзоскелет X-Soft сконструирован таким образом, чтобы нагнуться и поднять вес спиной было неудобно, то есть приблизили работника к биомеханике спортсмена: прямая спина, присед, нагрузка распределяется на ноги. За счет системы динамической регулировки эластомеров снижается нагрузка на спину, а также корсетная часть компенсирует около 30 % поднимаемого веса.

Экзоскелет — это мобильный тренер, который говорит: «Парень, береги спину!». Парадокс экзоскелета в том, что он больше всего нравится тем, кому меньше всего нужен. Если экзоскелет кажется неудобным, значит, он вам точно нужен, потому что ваша спина работает неправильно.

X-Soft хорошо фиксирует позвоночник в правильном положении, за счет чего происходит выпрямление осанки, начинают лучше работать мышцы, которые ранее не работали или работали плохо. При правильном положении позвоночника улучшается кровоток и работник в целом чувствует себя лучше.

Перспективы развития

Адаптация скелетов под конкретную задачу, под конкретные профессии или даже под конкретных работников — то, куда развивается это направление сегодня.

Грудная часть экзоскелета X-Soft не подходит женщинам, поскольку сдавливает молочные железы. Чтобы решить эту проблему, необходимо снизить жесткость корсетной части, таким образом был разработан X-Soft Lady — скелет Exorise, предназначенный специально для девушек.

Экзоскелет X-Rise был разработан для работы с поднятыми над головой руками, например, на конвейерной сборке.

X-Rise — это пассивный экзоскелет для верхней части тела, который поднимает и поддерживает руки работника, снимая нагрузку с плеч и перенося вес на бедра.

Колени также страдают от перегрузок и являются проблемной зоной многих работников. Чтобы обеспечить хорошую механическую защиту колена, голени, бедра, помочь человеку разогнуться и снизить усталость, когда он долго работает на корточках, был разработан скелет X-Jump.

Идет движение в сторону разработки активных скелетов — это вычислительные процессы для управления, аналитическая платформа внутри скелета, персонализация. Человек — организм, снабженный двумя мозгами: головным и спинным. Головной мозг посылает сигнал спинному мозгу, а спинной мозг — сигнал мышцам рук и ног.

Активные экзоскелеты помогают людям с нарушенными нейронными связями снова ходить и двигаться. Это обратный процесс: сам экзоскелет учит человека получать сигналы. Мы считаем, что будем хорошим толчком развития системы наподобие Neuralink Илона Маска.

Сертификация

Изначально, когда мы выходили на рынок, мы понимали, что нормативно-правовой документации по экзоскелетам в России нет, и нет понимания, что такое «экзоскелет». Это СИЗ, это какой-то инструмент, это средство малой механизации? Непонятно! А само понятие в законодательстве просто отсутствовало.

С 2019 года в России работает инициативная группа по созданию экзоскелетов, в которой есть медики, ФСС, Минтруд, представители крупнейших промышленных предприятий, также туда входят и производители российских экзоскелетов. Цель— создать нормативно-правовую базу, документы, на которые можно будет ссылаться, чтобы постепенно прийти к сертификации экзоскелета как СИЗ, поскольку сейчас экзоскелеты не сертифицированы.

Уже готовы 3 ГОСТа по экзоскелетам и готов перечень предупредительных мер, есть первичная документация. Мы ждали ГОСТы еще в 2020 году, но началась пандемия Covid-19. С сентября 2023 года начинает действовать перечень предупредительных мер. Была проделана большая работа, которую рассматривал Минтруд, ФСС. Совсем скоро экзоскелет станет полноценным средством индивидуальной защиты.

Главная проблема торможения развития экзоскелетов в России — отсутствие нормативной базы.

Пока экзоскелеты на законодательном уровне не стали средствами индивидуальной защиты, российские предприятия не могут их свободно использовать. Например, ПАО «Сургутнефтегаз» — предприятие с большой долей государственного участия, поэтому без сертификатов и ГОСТов они не могут внедрять экзоскелеты в производство, несмотря на то, что им это интересно.

ПАО «Северсталь» — предприятие с более продвинутым менеджментом. Компания осознала, что им это необходимо, поэтому они взяли скелеты на тестирование, самостоятельно написали проект тестирования, провели испытания, а после — собрали обратную связь и по результатам работы написали рекомендации, на каких участках производства рекомендуется использовать экзоскелет с целью снижения риска и нагрузки на ОДА.

После того, как в России будет создана нормативная база, регламентирующая использование экзоскелетов, многие компания из-за рубежа придут на наш рынок.

Долгое время рынок экзоскелетов оставался неразвитым в России: информация о носимых устройствах отсутствовала, и они не были востребованы среди компаний. Выставки 2021-2022 годов зародили к ним интерес и стали драйвером их распространения. Если в будущем зарубежные компании придут в Россию, это принесет положительный эффект.

У нас удивительный менталитет российского человека: если что-то предлагают, да еще и бесплатно — «Это забота о тебе, Петрович!», — то у Петровича закрадывается страшная мысль, что через месяц повысят нормы выработки труда, тогда Петрович говорит, что «вещь классная, но я без нее привык работать».

Процесс внедрения экзоскелетов очень сложный. Самое главное и трудное — объяснить работнику, что это не троянский конь, что никто не хочет увеличить нормы труда, усложнить работу, повысить требования, а напротив, компания хочет помочь работнику чувствовать себя здоровее.

Когда мы были в Сибири на испытаниях, местные работники рассказывали, с какими сложностями на своих предприятиях они внедряли пластиковые метлы. У них были деревянные веники, а потом им принесли новые — из пластика. Кажется, что это мелочь, но люди не приняли перемены, ругались, протестовали, прятали старые веники и тайно ими пользовались. Простой, но очень показательный пример, как сложно переламывать традиционный уклад, менять привычки. Людям нужно время, чтобы принять новое и перестроиться.

За границей совсем другая картина — там предприятия в меньшей степени занимаются «принуждением» работников к заботе о здоровье, напротив, сами сотрудники проявляют инициативу и первые думают о своей безопасности, покупают себе экзоскелеты и другие СИЗ за собственные деньги, поскольку понимают, что это вклад в их здоровье.

Анатолий Маевский,
Заместитель коммерческого директора ООО «Экзорайз»