zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2019-59-7-412-416zurniimtpe-1390Research ArticleОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫLITERATURE REVIEWАктуальность использования промышленных экзоскелетов для снижения количества профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата верхней части телаThe relevance of the use of industrial exoskeletons to reduce the number of occupational diseases of the musculoskeletal system of the upper bodyОрловИ. А.OrlovIgor A.

Орлов Игорь Александрович, науч. сотр., рук. лаб. бионической робототехники, канд. физ.-мат. наук.

Миусская пл., 4, Москва, Россия, 125047

i.orlov@keldysh.ruАлисейчикА. П.AliseychikAnton P.

Миусская пл., 4, Москва, Россия, 125047

МеркуловаА. Г.MerkulovaAnastasia G.

пр-т Буденного, 31, Москва, Россия, 105275

КомароваС. В.KomarovaSofya V.

пр-т Буденного, 31, Москва, Россия, 105275

БелаяО. В.BelayaОlga V.

пр-т Буденного, 31, Москва, Россия, 105275

ГрибковД. А.GribkovDmitry A.

Миусская пл., 4, Москва, Россия, 125047

ПодопросветовА. В.PodoprosvetovAlexey V.

Миусская пл., 4, Москва, Россия, 125047

ПавловскийВ. Е.PavlovskyVladimir E.ЕфимовА. Р.EfimovAlbert R.БетцК. В.BetsKristina V.ФГУ «Федеральный исследовательский центр Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша» РАНРоссияKeldysh Institute of Applied MathematicsRussian FederationФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова»РоссияIzmerov Research Institute of Occupational HealthRussian FederationЦентр робототехники ПАО «Сбербанк»РоссияSberbank Robotics LaboratoryRussian Federation20191608201917412416Copyright © Орлов И.А., Алисейчик А.П., Меркулова А.Г., Комарова С.В., Белая О.В., Грибков Д.А., Подопросветов А.В., Павловский В.Е., Ефимов А.Р., Бетц К.В., 20192019Орлов И.А., Алисейчик А.П., Меркулова А.Г., Комарова С.В., Белая О.В., Грибков Д.А., Подопросветов А.В., Павловский В.Е., Ефимов А.Р., Бетц К.В.Orlov I.A., Aliseychik A.P., Merkulova A.G., Komarova S.V., Belaya О.V., Gribkov D.A., Podoprosvetov A.V., Pavlovsky V.E., Efimov A.R., Bets K.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-irioh.ru/jour/article/view/1390

В различных отраслях экономики тяжелый физический труд остается ведущим фактором риска получения травм, развития профессиональных и производственно обусловленных заболеваний, в том числе опорно-двигательного аппарата. Значительная доля патологий приходится на заболевания скелетно-мышечной системы плечевого пояса, приводящие к временной утрате трудоспособности, потере рабочего времени и увеличению экономических расходов. Применение промышленных экзоскелетов позволит повысить уровень автоматизации производственных операций и является актуальным в отраслях, где работник — неотъемлемая часть трудового процесса. Внедрение промышленных экзоскелетов позволит снизить тяжесть труда путем оптимального перераспределения нагрузки на различные части опорно-двигательного аппарата. Промышленный экзоскелет представляет собой внешнюю механическую несущую конструкцию, которая прикрепляется к телу человека с помощью манжет и предназначена для ассистирования при выполнении производственных движений. Наиболее эффективными для разгрузки мышц верхней части тела работника являются промышленные экзоскелеты, направленные на удержание тяжелого инструмента и поддержание оптимальной рабочей позы. Большинство доступных промышленных экзоскелетов, прошедших испытания на предприятиях, являются пассивными, в перспективе необходима разработка легких мобильных активных экзоскелетов с габаритами, оптимальными для рабочего пространства. Актуальным направлением исследований является обоснование и разработка требований к конструкции промышленных экзоскелетов, стандартизированных критериев и методов оценки их безопасности и эффективности защиты работника от воздействия физических перегрузок, являющихся вредным производственным фактором.

In various sectors of the economy, heavy physical labor remains a leading risk factor for injury, the development of occupational and occupational diseases, including musculoskeletal system. A signif cant proportion of pathologies are diseases of the musculoskeletal system of the shoulder girdle, leading to temporary disability, loss of working time and increased economic costs. T e use of industrial exoskeletons will increase the level of automation of production operations and is relevant in industries where the employee is an integral part of the labor process. T e introduction of industrial exoskeletons will reduce the burden of labor by optimal redistribution of load on various parts of the musculoskeletal system. T e industrial exoskeleton is an external mechanical support structure that at aches to the human body by means of cuf s and is designed to assist in performing production movements. T e most ef ective for unloading the muscles of the upper body of the employee are industrial exoskeletons aimed at holding a heavy tool and maintaining an optimal working posture. Most of the available industrial exoskeletons tested at the enterprises are passive, in the future it is necessary to develop light mobile active exoskeletons with dimensions optimal for the working space. T e actual direction of research is the substantiation and development of requirements for the design of industrial exoskeletons, standardized criteria and methods for assessing their safety and ef iiency of protecting the employee from the ef ects of physical overload, which is a harmful production factor.

профессиональные заболеванияопорно-двигательный аппаратфизический трудпромышленные экзоскелетыoccupational diseasesmusculoskeletal systemphysical laborindustrial exoskeletonsИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №18–71–10112)T e study was performed by a grant of Russian scientif c Foundation (project No. 18–71–10112).ReferencesEurofound: Sixth European Working Conditions Survey — Overview report (2017 update), Publications Of ie of the European Union, Luxembourg, 2017. ht ps://www.eurofound.europa.eu/sites/default/f les/ef_publication/f eld_ef_document/ef1634.pdf.Eurofound: Sixth European Working Conditions Survey — Overview report (2017 update), Publications Of ie of the European Union, Luxembourg, 2017. Available at: ht ps://www.eurofound.europa.eu/sites /default/f les/ef_publication/f eld_ef_document/ef1634en.pdfО состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2017 г.: Государственный доклад. М.: Роспотребнадзор, 2018. ht p://rospotrebnadzor.ru/upload/iblock/d9d/gd_2017_seb.pdfOn the state of sanitary and epidemiological welfare of the population in the Russian Federation in 2017: State report. Federal’naya sluzhba po nadzoru v sfere zashchity prav potrebiteley i blagopoluchiya cheloveka, Moscow 2018. ht p://rospotrebnadzor.ru/upload/iblock/d9d/gd_2017_seb.pdf (in Russian).Томакова И.А., Томаков В.И. Состояние условий труда, профессиональные заболевания и производственный травматизм в экономике Российской Федерации. Известия юго-западного государственного университета. 2016; 2(19): 95–107.Tomakova I.A., Tomakov V.I., The state of working conditions, occupational diseases, industrial injuries at enterprises of the Russian Federation and the tasks that must be solved. Izvestiya yugo-zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. 2016;2 (19): 95–107 (in Russian).Stadler K. S. Exoskeletons in industry: designs and their: AUTSYM 2017–8th International Symposium on Automatic Control. 2017, September; Wismar; 2017. DOI: 10.21256/zhaw–3495.Stadler K.S. Exoskeletons in industry: designs and their: AUTSYM 2017–8th International Symposium on Automatic Control. 2017, September; Wismar; 2017 DOI 10.21256/zhaw–3495.Kim S., Nussbaum M.A., Mokhlespour Esfahani M.I.et al. Assessing the inf uence of a passive, upper extremity exoskeletal vest for tasks requiring arm elevation: Part I — «Expected» ef ects on discomfort, shoulder muscle activity, and work task performance. Appl. Ergon. 2018; 70: 315–22. DOI: 10.1016/j.apergo.2018.02.025.Kim S., Nussbaum M.A., Mokhlespour Esfahani M.I. et al. Assessing the inf uence of a passive, upper extremity exoskeletal vest for tasks requiring arm elevation: Part I — «Expected» ef ects on discomfort, shoulder muscle activity, and work task performance. Appl. Ergon. 2018; 70: 315–22. DOI 10.1016/j. apergo. 2018.02.025.Бухтияров И.В., Измеров Н.Ф., Тихонова Г.И. и др. Производственный травматизм как критерий профессионального риска. Проблемы прогнозирования. 2017; 5 (164): 140–9.Bukhtiyarov I.V., Izmerov N.F., Tikhonova G.I., Churanova A.N. Industrial injuries as a criterion for occupational risk. Problemy prognozirovaniya. 2017; 5 (164): 140–9 (in Russian).О результатах мониторинга условий и охраны труда в Российской Федерации в 2016 г.: Доклад Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации, 2017. htp://www.trudcontrol.ru/f les/editor/fles/%D0%9C%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%B3_2016.pdfOn the results of monitoring the conditions and labor protection in the Ru ssian Federat ion in 2016: Report of the Ministry of Labor and Social Protection of the Russian Federation, 2017. ht p://www.trudcontrol.ru/f les/editor/fles/%D0%9C%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%B3_2016.pdf (in Russian).De Looze M.P., Bosch T., Krause F., Stadler K.S., O’Sullivan L.W. Exoskeletons for industrial application and their potential ef ects on physical workload. Ergonomics. 2016; 59(5): 671–81. DOI: 10.1080/00140139.2015.1081988.De Looze M.P., Bosch T., Krause F., Stadler K.S., O’Sullivan L.W. Exoskeletons for industrial application and their potential effects on physical workload. Ergonomics. 2016; 59(5): 671–81. DOI: 10.1080/00140139.2015.1081988.McGowan B. Industrial Exoskeletons: What You’re Not Hearing. ht ps://ohsonline. com/articles/2018/10/01/industrialexoskeletons-what-youre-not-hearing.aspxMcGowan B. Industrial Exoskeletons: What You’re Not Hearing. ht ps://ohsonline.com/articles/2018/10/01/industrialexoskeletons-what-youre-not-hearing.aspxErgoSkeleton. StrongArm Technologies, Inc. ht ps://www.strongarmtech. com/ergoskeletonErgoSkeleton. StrongArm Technologies, Inc. ht ps://www.strongarmtech. com/ergoskeletonVan Engelhoven L., Poon N., Kazerooni H., Barr A., Rempel D., Harris-Adamson C. Evaluation of an adjustable support shoulder exoskeleton on static and dynamic overhead tasks. Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting.2018; 62(1): 804–8. DOI: 10.1177/1541931218621184Van Engelhoven L., Poon N., Kazerooni H., Barr A., Rempel D., Harris-Adamson C. Evaluation of an adjustable support shoulder exoskeleton on static and dynamic overhead tasks. Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting. 2018; 62(1): 804–8. DOI: 10.1177/1541931218621184Shoulder X: Dynamic Shoulder Support. SuitX Industial Products. ht ps://www.suitx.com/shoulderxShoulder X: Dynamic Shoulder Support. SuitX Industial Products. Available at: ht ps://www.suitx.com/shoulderxSkelEx. ht p://skel-ex.com/#SkelEx. ht p://skel-ex.com/#SkelEx Launches SkelEx V1. VenturesOne. ht p://venturesone.com/skelex-has-launched-the-f rst-of iial-version-ofthe-skelex-exoskeleton-the-skelex-v1/SkelEx Launches SkelEx V1. VenturesOne. ht p://venturesone.com/skelex-has-launched-the-f rst-of iial-version-ofthe-skelex-exoskeleton-the-skelex-v1/Weston E.B., Alizadeh M., Knapik G.G. et al. Biomechanical evaluation of exoskeleton use on loading of the lumbar spine. Appl. Ergon. 2018; 68: 101–8. DOI:10.1016/j.apergo.2017.11.006.Weston E.B., Alizadeh M., Knapik G.G. et al. Biomechanical evaluation of exoskeleton use on loading of the lumbar spine. Appl. Ergon. 2018; 68: 101–8. DOI:10.1016/j.apergo.2017.11.006.Fawcet C., Hayball L. Vest: Steadicam Fawcet Exovest. T e Tif en Company. ht ps://www.afcs.fr/IMG/pdf/lit–815780.pdfFawcet C., Hayball L. Vest: Steadicam Fawcet Exovest. T e Tif en Company. ht ps://www.afcs.fr/IMG/pdf/lit–815780.pdfFawcet C. Steadicam Posture. Available at: ht p://steadivision. com/ media/steadipos3.pdfFawcet C. Steadicam Posture. ht p://steadivision.com/media/steadipos3.pdfWesslén J. Exoskeleton exploration: Research, development, and applicability of industrial exoskeletons in the automotive industry. 2018. ht p://hj. diva-portal. org/smash/get/diva2:1216221/FULLTEXT01.pdfWesslén J. Exoskeleton exploration: Research, development, and applicability of industrial exoskeletons in the automotive industry. 2018. ht p://hj.diva-portal.org/smash/get/diva2:1216221/FULLTEXT01.pdfT eurel J., Desbrosses K. et al. Physiological consequences of using an upper limb exoskeleton during manual handling tasks. Appl. Ergon. 2018; 67: 211–7. DOI: 10.1016/j.apergo.2017.10.008.T eurel J., Desbrosses K. et al. Physiological consequences of using an upper limb exoskeleton during manual handling tasks. Appl. Ergon. 2018; 67: 211–7. DOI:10.1016/j.apergo.2017.10.008.Muscle Suit, a compact and lightweight wearable exoskeleton device that supports the lower back muscular system by providing up to 35.7 kg of extra power. Innophys Co., Ltd. ht p://resourcecenter.venturevaluation.com/wp-content/uploads/2018/03/Innophys.pdfMuscle Suit, a compact and lightweight wearable exoskeleton device that supports the lower back muscular system by providing up to 35.7 kg of extra power. Innophys Co., Ltd. ht p://resourcecenter.venturevaluation.com/wp-content/uploads/2018/03/Innophys. pdfEbrahimi A. Stut gart Exo-Jacket: An exoskeleton for industrial upper body applications. 2017 10th International Conference on Human System Interactions (HSI), Ulsan, 2017; 258–63. DOI: 10.1109/HSI. 2017.8005042.Ebrahimi A. Stut gart Exo-Jacket: An exoskeleton for industrial upper body applications. 2017 10th International Conference on Human System Interactions (HSI), Ulsan, 2017; 258–63. DOI:10.1109/HSI. 2017.8005042.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.