Exoskelette in der Praxis: Fraunhofer-Studie dokumentiert messbare Muskelentlastung

Tagtäglich setzen Beschäftigte im Handwerk, im Baugewerbe oder in der Logistik ihren Körper belastenden und ermüdenden Positionen aus und bewegen Lasten – und das bis ins höhere Alter. In der Schweiz ist rund ein Viertel der Erwerbstätigen über 55 Jahre alt¹, und rund 45 % waren bei ihrer Arbeit mindestens drei von zehn physischen Risiken ausgesetzt – am häufigsten wiederkehrenden gleichen Bewegungen, schmerzhaften Körperhaltungen und dem Tragen schwerer Lasten.²

Während viele Arbeitsprozesse in den verschiedenen Berufsfeldern nach und nach automatisiert werden, bleiben körperlich anspruchsvolle Tätigkeiten wie Heben, Tragen und Kommissionieren weiterhin auf menschliche Arbeitskraft angewiesen. Nicht ohne Folgen: Rücken- und Kreuzschmerzen sind die beiden häufigsten körperlichen Beschwerden in der Schweiz – fast die Hälfte der Bevölkerung sind akut betroffen³

Erschwerend kommt hinzu, dass solche Beschwerden besonders häufig zu langwierigen Ausfällen führen – mit hohen volkswirtschaftlichen Kosten: Allein krankheits- und unfallbedingte Absenzen verursachten 2024 rund 12 Milliarden Franken an Produktionsverlusten, das entspricht etwa 1,5 % des Bruttoinlandsprodukts der Schweiz.⁴ Ein beträchtlicher Anteil, rund ein Viertel dieser Ausfälle, entfällt auf Erkrankungen des Bewegungsapparats.⁵

Der Fachkräftemangel erschwert die Situation zusätzlich. Besonders im Gesundheitswesen und im Baugewerbe bleibt die Nachfrage nach qualifizierten Fachkräften hoch – ein Mangel, der sich durch Pensionierungen und sinkende Lehrabschlüsse in den kommenden Jahren noch weiter verschärfen dürfte und sich auch mit verstärkter Aus- und Weiterbildung nicht vollständig kompensieren lässt.⁶

Exoskelette – mechanische Stützstrukturen, die den Körper bei belastenden Tätigkeiten unterstützen – können Teil der Lösung sein. Doch bisher lagen kaum belastbare Daten zur deren Wirkung in echten Hebesituationen im industriellen Arbeitsumfeld vor. Diese Lücke schließt nun eine Studie des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), die im Auftrag von Jungheinrich PROFISHOP und dem Exoskelett-Hersteller HUNIC durchgeführt wurde. Die Messung fand unter realen Arbeitsbedingungen statt und untersuchte die einzelne sowie kombinierte Wirkung des Exoskeletts HUNIC SoftExo Lift und technischen Hilfsmitteln auf Muskelaktivität und Körperhaltung im Betrieb.

Inhaltsverzeichnis

Rücken & Co.: Erkrankungen des Bewegungsapparats kosten Milliarden
Neue Exoskelett-Studie unter realen Bedingungen
Bis zu 41,5 % Verringerung der Aktivität einzelner Rückenmuskeln
Einordnung: Potenzial für Prävention und Effizienz
Über die Untersuchung

Die wichtigsten Ergebnisse im Überblick

Bis zu 41,5 % Entlastung einzelner Rückenmuskeln
Je größer die Rumpfbeugung, desto stärker fällt die muskuläre Entlastung aus
Aufrechtere Wirbelsäulenhaltung und Vermeidung von Rundrücken in allen acht gemessenen Hebe-Kombinationen – mittlere Wirbelsäulenkrümmung um bis zu 35 % geringer
Geführte, gleichmäßigere Bewegung: In sechs von acht Messungen schwankte die Wirbelsäulenkrümmung mit Exoskelett weniger – um bis zu 55 %
Führung der Rumpfrotation bei voller Bewegungsfreiheit (rund 10° weniger, mit Exoskelett alle Messwerte im neutralen Bereich unter 10°)

Rücken & Co.: Erkrankungen des Bewegungsapparats kosten Milliarden

Rücken- und Kreuzschmerzen sind die häufigsten körperlichen Beschwerden in der Schweiz – 45 % der Befragten gaben bei der letzten Gesundheitsbefragung an, akut darunter zu leiden. Rund 23 % aller Hospitalisierungen sind auf Rückenleiden zurückzuführen.³

Am stärksten trifft es körperlich fordernde Branchen: Im Baugewerbe sowie in Verkehr und Lagerei fallen Beschäftigte deutlich häufiger aus als im Branchendurchschnitt – rund 9 bis 10 Ausfalltage pro Jahr gegenüber etwa 8 Tagen im Schnitt.⁷ Kein Zufall: Gerade hier gehören schwere Lasten, schmerzhafte Körperhaltungen, ein hohes Arbeitstempo und Zeitdruck zum Arbeitsalltag. In der Pflege hingegen belastet das Heben und Bewegen von Personen insbesondere weibliche Beschäftigte.²

Der wirtschaftliche Schaden ist erheblich: Krankheits- und unfallbedingte Absenzen verursachten 2024 rund 12 Milliarden Franken an Produktionsverlusten.⁴ Geht man davon aus, dass rund ein Viertel aller krankheitsbedingten Absenzen auf Erkrankungen des Bewegungsapparats entfällt, liegt der Schaden durch körperliche Beschwerden nach eigener Schätzung bei etwa 3 Milliarden Franken pro Jahr – umgerechnet rund 8 Millionen Franken pro Tag.⁵

Die Belastung ist oft unsichtbar – bis es zu spät ist

Ein zentrales Problem: Die tatsächliche Beanspruchung bei körperlicher Arbeit ist oft nicht sichtbar. Zwei Personen können dieselbe Aufgabe ausführen – eine arbeitet dabei beispielsweise bei einem Sechstel ihrer Maximalkraft, während die andere nahe an ihre Belastungsgrenze kommt. Ohne biomechanische Messung bleibt dieses Risiko verborgen. Beschwerden manifestieren sich oft erst nach Jahren repetitiver Belastung. Dann ist es aber oft schon zu spät.

Wie können diese Schäden verhindert werden, wenn die Wiederholungszahl und Art der Tätigkeit durch den Arbeitsprozess vorgegeben ist? Der entscheidende Hebel liegt in der Verbesserung der Körperhaltung und der Reduktion der muskulären Belastung. Hier setzen ergonomische Produkte wie Exoskelette an. Und eine neue Studie liefert nun neue Erkenntnisse über die Auswirkungen von Exoskeletten auf die Muskelaktivität und Körperhaltung bei realen Hebevorgängen.

„Das Besondere an der Studie ist, dass wir eine wissenschaftliche Untersuchung im Industriesetting durchführen konnten. Wir hatten also die Möglichkeit, Arbeitsabläufe bei der Firma Knauf so zu untersuchen und Belastungen so zu messen, wie sie täglich stattfinden."

Urban Daub M.Sc., Geschäftssegmentleitung Ergonomie und Medizintechnik, Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Neue Exoskelett-Studie unter realen Bedingungen

Um die Wirkung von Exoskeletten in der Praxis zu untersuchen und diese Wissenslücke zu schließen, beauftragten Jungheinrich PROFISHOP und HUNIC das Fraunhofer IPA mit einer Studie unter realen Bedingungen. Die Messungen wurden bei der in Deutschland ansässigen Knauf Gips KG durchgeführt, die zwei erfahrene Fachkräfte aus der Kommissionierung und ihre Produktionshalle in Altbach (Baden-Württemberg) zur Verfügung stellte.

Am 30. Juni 2026 führten die Mitarbeitenden einen für sie im Arbeitsalltag üblichen Lasthandling-Zyklus aus: Umsetzen von sechs Baustoffsäcken von einer Entnahmestelle zu einer Ablagestelle – jeweils mit und ohne Exoskelett. Die Reihenfolge und Abladetechnik wurde dabei frei von den Mitarbeitenden gewählt und war nicht vordefiniert. Untersucht wurden vier verschiedene Kombinationen aus Entnahme- und Ablagehöhe, von tiefer Entnahme und Ablage (stärkste Beugung, ca. 64°) bis zur Ablage auf einem Scherenhubwagen (geringste Beugung, ca. 15°).

Drei synchronisierte Messsysteme erfassten die Auswirkungen: Elektromyographie (EMG) für die Muskelaktivität, Xsens-Sensoren für die Ganzkörperbewegung und Rectify für die Wirbelsäulenmessung an 18 Messpunkten in 3D. Die Messung wurde durch eine Pilotmessung im Bewegungslabor vorbereitet, um Messaufbau und Datenverarbeitung zu optimieren. Die Auswertung umfasste ausschließlich den definierten Lasthandling-Zyklus und berücksichtigte keine Nebentätigkeiten oder Unterbrechungen.

Bis zu 41,5 % muskuläre Entlastung

Die Messung der Muskelaktivität zeigte in allen vier Arbeitssituationen eine deutliche Entlastung beim Einsatz des Exoskeletts. Hier wurde stets mindestens ein Muskelanteil um 20 % oder mehr entlastet. Die maximale muskuläre Entlastug lag bei bis zu 41,5 %.

Ein zentrales Ergebnis: Je ergonomischer die Hebesituation (gemessen am Rumpfbeugewinkel), desto größer fällt die Entlastung durch das Exoskelett aus. Bei einer Bewegung mit einer durchschnittlichen Rumpfbeugung von 15° (Mitte-Mitte) lag die über Messpunkte gemittelte muskuläre Entlastung bei ca. 9 %, bei 32° (Mitte-Tief) bei ca. 15 %, bei 53° (Tief-Tief mit Hilfsmittel) bei ca. 18 % und bei 64° (Tief-Tief aus Regal) bei ca. 19 %. Die stärksten muskulären Entlastungen – rund 41 % – wurden in der tiefsten Situation gemessen (tiefe Entnahme und tiefe Ablage).

Aufrechtere Wirbelsäule und geführtes Heben

Neben der muskulären Entlastung dokumentierte die Studie eine Verbesserung der Körperhaltung durch die Nutzung des Exoskeletts. In allen acht Probanden-Bedingungs-Kombinationen wurde eine im Mittel aufrechtere Wirbelsäulenhaltung erfasst (bis zu 35% aufrechter). Gleichzeitig wurde die Hebebewegung geführt: Die Wirbelsäulenkrümmung schwankte weniger – um bis zu 55%.

Auch die Vorneigung des Oberkörpers (Flexion) und die seitliche Verdrehung (Rotation) fielen geringer aus. Das Exoskelett schränkt die Bewegungsfreiheit nicht ein, kappt aber die belastenden Extrempositionen – etwa bei der Rumpfrotation. Verdrehen unter Last gilt im Arbeitsschutz als ungünstig. Im Evaluationsschema des Instituts für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung gelten für die Rumpfrotation Schwellenwerte von 10 Grad (gelber Bereich) und 20 Grad (roter Bereich).⁸In der Messung des Fraunhofer IPA fiel die Rumpfrotation mit Exoskelett beim tiefen Ablegen um bis zu 10 Grad geringer aus. Exoskelette können also helfen, Bewegungen in einem risikorelevanten Rotationsbereich zu reduzieren.

Das zeigt: Exoskelette unterstützen eine ergonomisch günstigere Ausführung derselben Bewegung, indem Extrempositionen vermieden werden.

„Die Fraunhofer-Messung belegt für unser SoftExo Lift im realen Betrieb, was uns im Markt auszeichnet: Das Exoskelett unterstützt nicht nur mit Kraft, es optimiert auch die Körperhaltung – mit einer aufrichtenden Wirkung und verminderter Rumpfrotation. Besonders wertvoll ist für mich auch ein zweiter Befund: Selbst an einem ergonomisch bereits optimierten Arbeitsplatz profitieren die Beschäftigten noch signifikant vom Exoskelett. Damit können wir sagen, dass ein Exoskelett als körpergetragene Hebehilfe in jeder Situation eine gute Idee ist."

Dr. David Eckardt, Managing Director & CCO, HUNIC GmbH

Einordnung: Potenzial für Prävention und Effizienz

Die Ergebnisse der Fraunhofer-Studie zeigen messbare Unterschiede auf mehreren Ebenen durch die Nutzung von Exoskeletten im industriellen Umfeld: Entlastung der Rückenmuskulatur, aufrechtere Wirbelsäulenhaltung und weniger belastende Extrempositionen bei Vorneigung und Rumpfrotation. Die gemessenen muskulären Auswirkungen und die verbesserte Haltung können zur Schonung der Arbeitnehmenden beitragen und langfristig bei der Prävention von Muskel-Skelett-Erkrankungen unterstützen.

Über die Prävention und Schonung hinaus kann die Nutzung von Exoskeletten auch zu einer konstanteren Leistungsfähigkeit beitragen: Eine geringere muskuläre Ermüdung kann helfen, die Konzentrationsfähigkeit über den Arbeitstag hinweg aufrechtzuerhalten und die Arbeitsqualität zu stabilisieren. Dadurch lässt sich auch das Risiko ermüdungsbedingter Fehler verringern. Zudem kann der Einsatz von Exoskeletten bestimmte Abläufe beschleunigen.⁹ Wie und in welchem Umfang sich diese Effekte auf andere Arbeitsprozesse übertragen lassen, müssen ergänzende Studien zeigen. Die Studie ergänzt bisherige Untersuchungen und zeigt das Potenzial technisch unterstützter Arbeitsbedingungen, auch für andere Branchen.

„Wir haben die Studie beauftragt, weil wir unseren Kunden belastbare Daten zur Wirkung ergonomischer Hilfsmittel bieten wollen. Die Kombination aus technischen Lösungen wie unserem Scherenhubwagen und persönlichen Schutzmaßnahmen wie dem Exoskelett zeigt, wie sich Arbeitsprozesse in der Logistik ergonomischer gestalten lassen. Die Messergebnisse dokumentieren konkrete biomechanische Unterschiede – das ist eine wichtige Grundlage für Unternehmen, die ihre Arbeitskräfte langfristig schonen und gleichzeitig effizient arbeiten wollen."

Sebastian Köhlert, Teammanager Produktrisikomanagement und Konformität, Jungheinrich PROFISHOP

Über die Untersuchung

Die Studie zur Wirkung von Exoskeletten im industriellen Kontext wurde mit zwei erfahrenen Fachkräften aus der Kommissionierung bei Knauf Gips KG in Altbach (Deutschland) durchgeführt. Die Mitarbeitenden führten einen definierten Lasthandling-Zyklus aus: Umsetzen von sechs Baustoffsäcken von einer Entnahmestelle zu einer Ablagestelle. Untersucht wurden vier verschiedene Kombinationen aus Entnahme- und Ablagehöhe:

Tiefe Entnahme aus dem Regal -> tiefe Ablage (ca. 64° Rumpfbeugung)
Entnahme aus der Regalmitte -> tiefe Ablage (ca. 32° Rumpfbeugung)
Tiefe Entnahme mit Elektro-Hubwagen -> tiefe Ablage (ca. 53° Rumpfbeugung)
Entnahme aus der Regalmitte -> Ablage auf Scherenhubwagen von Jungheinrich PROFISHOP (ca. 15° Rumpfbeugung, ergonomische Höhe)

Jede Situation wurde mit und ohne das Exoskelett HUNIC SoftExo Lift durchgeführt. Die Auswertung umfasste ausschließlich den definierten Lasthandling-Zyklus (ohne Nebentätigkeiten oder Unterbrechungen).

Vor der Messung im Betrieb fand eine Pilotmessung im Bewegungslabor des Fraunhofer IPA statt, um den Messaufbau und Datenaufbau zu testen. Die Pilotmessung diente ausschließlich der methodischen Vorbereitung und ihre Ergebnisse wurden nicht in die Hauptauswertung aufgenommen.

Die Ergebnisse beziehen sich auf die konkret untersuchten Arbeitssituationen und lassen sich nicht ohne Weiteres auf andere Personen, Tätigkeiten oder Arbeitsplätze übertragen. Die Messung untersuchte biomechanische Parameter – Aussagen zu Produktivität, Arbeitsgeschwindigkeit oder langfristiger Prävention waren nicht Gegenstand der Untersuchung. Eine Empfehlung durch das Fraunhofer IPA für den Einsatz oder Kauf des HUNIC SoftExo Lift oder der durch Jungheinrich PROFISHOP bereitgestellten Hilfsmittel ist mit der Studie nicht verbunden.

Durchgeführt von: Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA)

Auftraggeber: Jungheinrich PROFISHOP AG & Co. KG und HUNIC GmbH

Partner: HUNIC (Exoskelett HUNIC SoftExo Lift), Knauf Gips KG (zwei Fachkräfte, Produktionshalle), Jungheinrich PROFISHOP (Scherenhubwagen Ameise® PTM 1.5 elektrohydraulisch mit Positionskontrolle)

Datum: 30. Juni 2026, Knauf Gips KG, Altbach (Baden-Württemberg, DE)

Messsysteme: Wirbelsäulenmessung (Rectify, 18 Messpunkte in 3D), Bewegungserfassung (Xsens, 17 kabellose Sensoren), Muskelaktivität (EMG)

Untersuchte Parameter: Muskelaktivität, Wirbelsäulenkrümmung, Flexion, Lateralflexion, Rotation, Ganzkörperbewegung