แนวโน้มการใช้เอ็กโซสเกเลตันในพื้นที่ปฏิบัติงานของบริษัท ZARUBEZHNEFT-Dobycha Kharyaga LLC

ปัจจุบันเทคโนโลยีเอ็กโซสเกเลตัน (Exoskeleton) กำลังกลายเป็นหนึ่งในสาขาของหุ่นยนต์บริการที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วที่สุด ซึ่งรวมถึงการพัฒนาระบบเอ็กโซสเกเลตันของตนเองในประเทศรัสเซียด้วย

จากการวิเคราะห์ประสบการณ์ทั่วโลกสามารถสรุปได้ว่า ในปัจจุบันมีการนำโมดูลและระบบเอ็กโซสเกเลตันไปประยุกต์ใช้ใน 3 สาขาหลัก ได้แก่:

• เอ็กโซสเกเลตันสำหรับใช้ทางการทหาร;
• เอ็กโซสเกเลตันสำหรับการฟื้นฟูสมรรถภาพและชดเชยการเคลื่อนไหวสำหรับผู้พิการ;
• เอ็กโซสเกเลตันสำหรับใช้ในภาคอุตสาหกรรม

ปัจจุบันเอ็กโซสเกเลตันสำหรับอุตสาหกรรมได้รับความสนใจมากที่สุดด้วยเหตุผลหลายประการ:

• อุปกรณ์หุ่นยนต์สวมใส่ที่ออกแบบมาเพื่อใช้ในสภาพแวดล้อมการผลิตทางอุตสาหกรรมกำลังกลายเป็นกลุ่มที่มีการเติบโตเร็วที่สุดในเชิงพาณิชย์สำหรับเทคโนโลยีเอ็กโซสเกเลตัน;
• เอ็กโซสเกเลตันสำหรับการทำงานและอุตสาหกรรมสามารถนำไปใช้ในไซต์ก่อสร้าง อู่ต่อเรือ โรงงาน และคลังสินค้า;
• ผู้ปฏิบัติงานในสายการผลิตมักต้องใช้แรงงานคนอยู่เสมอ ส่งผลให้ต้องเผชิญกับปัจจัยเสี่ยงที่เพิ่มโอกาสในการบาดเจ็บ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความผิดปกติของระบบกระดูกและกล้ามเนื้อ ซึ่งยังคงเป็นหนึ่งในโรคจากการทำงานที่พบบ่อยที่สุดในสหภาพยุโรป สิ่งนี้ส่งผลให้ต้นทุนการดูแลพนักงานในช่วงที่ขาดงานเพิ่มสูงขึ้น และทำให้ประสิทธิภาพการผลิตโดยรวมขององค์กรลดลง;
• ชุดเอ็กโซสเกเลตันสำหรับอุตสาหกรรมได้รับผลกระทบจากข้อจำกัดทางเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมนี้น้อยกว่า;
• ข้อกำหนดสำหรับระบบควบคุมเอ็กโซสเกเลตันทางอุตสาหกรรมนั้นต่ำกว่าโซลูชันทางการแพทย์หรือการทหารอย่างมาก

ในด้านการออกแบบ เอ็กโซสเกเลตันสำหรับอุตสาหกรรมแบ่งออกเป็นประเภทสำหรับร่างกายส่วนบน ร่างกายส่วนล่าง และแบบเต็มตัว

ตามลักษณะของการส่งแรง จะแบ่งออกเป็นแบบพาสซีฟ (ไม่มีมอเตอร์ขับเคลื่อน โดยใช้แดมเปอร์ สปริง ตุ้มน้ำหนักถ่วง ฯลฯ ในการรองรับและลดภาระ) และแบบแอคทีฟ ซึ่งแบ่งย่อยตามประเภทของตัวขับเคลื่อนที่ใช้ (ระบบเครื่องกลไฟฟ้า ไฮดรอลิก นิวเมติก และแบบผสม)

ขณะนี้ในพื้นที่ปฏิบัติงานของบริษัท ZARUBEZHNEFT-Dobycha Kharyaga LLC ได้ให้ความสำคัญกับการทำงานของพนักงานคลังสินค้าและความยากลำบากในกระบวนการทำงาน ซึ่งเกิดจาก:

• การทำกิจวัตรประจำวันซ้ำๆ;
• การใช้แรงกายอย่างหนักตลอดกะการทำงาน โดยเฉพาะที่หลังและขา;
• การขาดโอกาสหรือความไม่เหมาะสมในการใช้อุปกรณ์ยกสำหรับสิ่งของที่มีน้ำหนักไม่เกิน 25 กิโลกรัม

ปัจจัยเหล่านี้ทำให้เกิดความเหนื่อยล้าและอาการปวดในระบบกระดูกและกล้ามเนื้อ ซึ่งอาจนำไปสู่โรคจากการทำงานหรือการบาดเจ็บได้

เพื่อเป็นแนวทางในการปกป้องพนักงานจากการใช้แรงกายอย่างหนัก บริษัทกำลังพิจารณาใช้เอ็กโซสเกเลตันสำหรับอุตสาหกรรมเพื่อเป็นผู้ช่วยในการปฏิบัติงาน การใช้อุปกรณ์ดังกล่าวช่วยลดภาระที่กระดูกสันหลังส่วนเอวและกล้ามเนื้อหลังของพนักงานคลังสินค้า

จากผลการเปรียบเทียบสมรรถนะของการทดสอบและการใช้เอ็กโซสเกเลตันในบริษัทรัสเซีย พบว่าเทรนด์นี้เพิ่งเริ่มพัฒนา

อุตสาหกรรมหนัก โดยเฉพาะอุตสาหกรรมโลหะการ กำลังอยู่ในจุดสูงสุดของการพัฒนา เทคโนโลยีสมัยใหม่ช่วยปรับเปลี่ยนและเร่งกระบวนการต่างๆ Nornickel เป็นหนึ่งในผู้นำด้านการนำนวัตกรรมดังกล่าวมาใช้ โรงงานของบริษัทมีการใช้เอ็กโซสเกเลตันสำหรับอุตสาหกรรมจากผู้ผลิตในประเทศหลายราย ตัวอย่างเช่น ที่โรงงาน Copper Plant มีการใช้เอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟรุ่น X-Soft ที่ผลิตโดยบริษัท Exorise

ตั้งแต่ปี 2023 โรงงาน KAMAZ ได้ใช้เอ็กโซสเกเลตันสำหรับการประกอบชิ้นส่วนที่ช่วยเสริมแรงแขน ซึ่งสามารถชดเชยน้ำหนักได้ถึง 15 กิโลกรัมต่อแขนหนึ่งข้าง และช่วยล็อกข้อมือขณะขันน็อต รวมถึงมีการใช้เอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟจากบริษัท Exorise ซึ่งเป็นแบบเดียวกับที่ Nornickel ใช้งาน

ในปี 2025 ศูนย์โลจิสติกส์ของ KAMAZ กำลังดำเนินโครงการนำเอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟสำหรับส่วนเอวมาใช้ ซึ่งเป็นเข็มขัดที่มีแถบโลหะเสริมเพื่อรองรับบริเวณเอว โดยมีแผนจะจัดซื้อเอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟจำนวน 68 ชุด ขณะนี้ได้รับผลตอบรับเชิงบวกจากพนักงานในศูนย์แล้ว โดยระบุว่าเอ็กโซสเกเลตันมีน้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพ

ในพื้นที่การผลิตของบริษัท Gazpromneft มีการใช้เอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟรุ่น ExoHeaver 3Hander ที่ผลิตโดย Exomed อุปกรณ์นี้ช่วยให้สามารถยึดเครื่องมือไฟฟ้าหรือนิวเมติกที่มีน้ำหนักสูงสุด 15 กิโลกรัม ช่วยให้ทำงานได้ง่ายขึ้นและปกป้องข้อต่อแขนจากการสั่นสะเทือน

ปัจจุบัน ZARUBEZHNEFT-Dobycha Kharyaga LLC ได้ให้ความสนใจกับเอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

1. โครงสร้างที่เรียบง่าย: เอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟมีโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่า ทำให้ผลิตและบำรุงรักษาได้ง่าย

2. ต้นทุนต่ำ: เนื่องจากความเรียบง่ายและมีส่วนประกอบที่ซับซ้อนน้อย เอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟจึงมีราคาถูกกว่าในการผลิตและจัดซื้อ

3. น้ำหนักเบากว่า: โดยทั่วไปเอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟจะเบากว่าแบบแอคทีฟ ซึ่งช่วยลดภาระของผู้ใช้และทำให้สวมใส่ได้สบายขึ้นเมื่อต้องใช้งานเป็นเวลานาน

4. ไม่ต้องพึ่งพาแหล่งพลังงาน: ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่หรือแหล่งจ่ายไฟอื่น ๆ ทำให้มีความน่าเชื่อถือมากขึ้นในสภาวะที่มีข้อจำกัดในการเข้าถึงไฟฟ้า

5. ใช้งานง่าย: ไม่จำเป็นต้องมีการฝึกอบรมที่ซับซ้อนเพื่อใช้งาน และสามารถเข้าถึงผู้ใช้ในวงกว้างได้

6. ความทนทานและความน่าเชื่อถือ: เนื่องจากไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และกลไกที่ซับซ้อน จึงมีโอกาสเกิดความขัดข้องและเสียหายน้อยกว่า

7. รองรับการเคลื่อนไหวที่เป็นธรรมชาติ: สามารถออกแบบมาเพื่อรองรับการเคลื่อนไหวตามธรรมชาติของผู้ใช้ ช่วยลดความเสี่ยงในการบาดเจ็บ

8. การใช้งานที่หลากหลาย: เหมาะสำหรับการฟื้นฟูสมรรถภาพ การทำงานที่ต้องใช้แรงกายอย่างหนัก และการเล่นกีฬา

จากการสำรวจของ ZARUBEZHNEFT-Dobycha Kharyaga LLC พบว่าพนักงานคลังสินค้าต้องยกกล่องน้ำหนัก 15 – 25 กิโลกรัมด้วยมือ ยกสิ่งของในท่าที่หลังงอหรืองอครึ่งหนึ่ง และอาจต้องอยู่ในท่าเดิมเป็นเวลานาน เอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟมีน้ำหนักเบาและช่วยให้สามารถยกสิ่งของที่มีน้ำหนัก 30 – 50 กิโลกรัมได้

เอ็กโซสเกเลตันแบบแอคทีฟในปัจจุบันยังขาดหลักการยศาสตร์และความสะดวกสบายเพียงพอ พวกมันมีขนาดเทอะทะ จำกัดการเคลื่อนไหว และการสวมใส่เป็นเวลานานอาจทำให้พนักงานรู้สึกไม่สบายตัว อย่างไรก็ตาม การวิจัยและพัฒนาวัสดุใหม่ ๆ อย่างต่อเนื่อง เช่น คาร์บอนไฟเบอร์และวัสดุคอมโพสิตแบบปรับตัวได้ มีแนวโน้มที่จะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติเหล่านี้ให้ดีขึ้น เมื่อถึงเวลานั้นอาจมีการกลับมาพิจารณาความเป็นไปได้ในการใช้เอ็กโซสเกเลตันแบบแอคทีฟอีกครั้ง

ทาง ZARUBEZHNEFT-Dobycha Kharyaga LLC ได้ทำการวิเคราะห์โดยสังเขปเกี่ยวกับเอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟจากผู้ผลิตในรัสเซีย

มีสามรุ่นที่เป็นของบริษัท ProExo (เมืองวลาดิเมียร์) หนึ่งในนั้นคือรุ่นที่มีราคาประหยัดที่สุด ได้แก่ รุ่น Ultra ซึ่งไม่ได้ช่วยในการยกของหนัก แต่ช่วยลดภาระของกล้ามเนื้อหลัง รักษาสรีระที่ถูกต้อง และลดการกดทับของกระดูกสันหลัง เอ็กโซสเกเลตันประเภทนี้เหมาะสำหรับพนักงานหญิงในคลังสินค้าที่ไม่ได้ทำหน้าที่ยกของหนัก

เอ็กโซสเกเลตันรุ่น «Lite» และ «Boost» จากผู้ผลิตรายเดียวกัน ช่วยให้สามารถเคลื่อนย้ายสิ่งของที่มีน้ำหนักสูงสุด 50 กิโลกรัม ยกและวางสิ่งของในระดับเอวได้ ช่วยลดภาระของกล้ามเนื้อแขนและหลัง และลดการกดทับของกระดูกสันหลัง โดยจัดระเบียบแผ่นหลังให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องขณะทำงาน

เอ็กโซสเกเลตันรุ่น «Boost» ซึ่งมีสายรัดต้นขาและตัวชดเชยน้ำหนักสำหรับขา ช่วยกระจายน้ำหนักจากหลังไปยังต้นขาได้

ตามการวิจัยของผู้ผลิตในปี 2023 ชุดอุปกรณ์รุ่น «Boost» แสดงให้เห็นถึงผลลัพธ์ที่ดีในการลดภาระของแขนได้ถึง 49% ลดภาระของกล้ามเนื้อหลังได้ถึง 55% และลดความไม่สมดุลของร่างกายด้านข้างได้ถึง 30% (เมื่อด้านซ้ายและด้านขวาทำงานใกล้เคียงกัน เนื่องจากบ่อยครั้งที่คนเราเวลายกของมักจะลงน้ำหนักไปที่ด้านใดด้านหนึ่งมากกว่า และลดภาระที่กล้ามเนื้อต้นขาด้านหน้าลงอย่างกะทันหัน)

ในขณะเดียวกัน นอกเหนือจากการลดภาระของกล้ามเนื้อแล้ว เอ็กโซสเกเลตันรุ่น «Boost» ยังช่วยลดความเสี่ยงในการบาดเจ็บของรยางค์บน ไหล่ และหลัง ป้องกันการเกิดภาวะกระดูกสันหลังคด และลดความเสี่ยงที่จะทำให้ปัญหาทางออร์โธปิดิกส์รุนแรงขึ้น ลดการใช้พลังงานได้ถึง 25% และลดปริมาตรการหายใจได้อย่างมีนัยสำคัญถึง 12% อาสาสมัคร 65% สังเกตเห็นว่าผลกระทบจากการใช้แรงกายต่อกล้ามเนื้อหลังลดลง

เอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟ «AUXILIUM MODEL M» จากแบรนด์ «AUXILIUM» ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ได้เข้าสู่การผลิตเชิงอุตสาหกรรมจำนวนมากในปีนี้ อุปกรณ์นี้เช่นเดียวกับสองรุ่นก่อนหน้า ช่วยให้สามารถทำงานกับ «สิ่งของ» ที่มีน้ำหนักสูงสุด 50 กิโลกรัม เคลื่อนย้าย «สิ่งของ» ในระยะทางต่างๆ ยกและวาง «สิ่งของ» ในระดับเอว และยืนทำงานเป็นเวลานานขณะโน้มตัวพร้อมกับ «สิ่งของ» ได้ มีการผลิตในหลากหลายรูปแบบและใช้วัสดุสองชนิด ได้แก่ อะลูมิเนียมและไททาเนียม ซึ่งส่งผลต่อราคาของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

เอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟ «LOWEBACKER» จากแบรนด์ «Exomed» ในเมืองเคิร์สก์ ออกแบบมาเพื่อลดภาระของกระดูกสันหลังส่วนเอวขณะยกและเคลื่อนย้ายสิ่งของที่มีน้ำหนักสูงสุด 30 กิโลกรัม จากความสูง 0 ถึง 1 เมตร

ผลิตภัณฑ์นี้ช่วยลดภาระของกระดูกสันหลังส่วนเอว ลดการบาดเจ็บและโรคจากการทำงาน รวมถึงเพิ่มความทนทานของผู้ปฏิบัติงานได้ถึง 40% ขึ้นอยู่กับประเภทของงาน

สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ น้ำหนักของเอ็กโซสเกเลตันทั้งหมดที่พิจารณามานั้นไม่เกิน 3 กิโลกรัม

ผลจากการนำเอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟมาใช้ในการทำงานของพนักงานคลังสินค้า คาดว่าจะเกิดผลลัพธ์ดังนี้:

1. ลดความเสี่ยงในการเกิดโรคจากการทำงาน
2. ลดอัตราการบาดเจ็บในสถานที่ทำงาน
3. เพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน
4. ประหยัดเวลาในการทำงานที่ไม่เกี่ยวข้องกับการใช้แรงกาย (เช่น เอ็กโซสเกเลตันแบบพาสซีฟต่างจากแบบแอคทีฟตรงที่ช่วยให้สามารถสลับไปทำงานเอกสารได้อย่างรวดเร็ว เนื่องจากไม่ต้องถอดอุปกรณ์ออก)
5. ด้านชื่อเสียง – เป็นหนึ่งในบริษัทแรกๆ ในอุตสาหกรรมที่มีการนำเอ็กโซสเกเลตันมาใช้

นอกจากนี้ ตามข้อกำหนดของประมวลกฎหมายแรงงานแห่งสหพันธรัฐรัสเซีย นายจ้างต้องจัดสรรงบประมาณสำหรับกิจกรรมประจำปีเพื่อปรับปรุงสภาพการทำงานและอาชีวอนามัยและความปลอดภัย (HSE) ในอัตราไม่น้อยกว่า 0.2 เปอร์เซ็นต์ของต้นทุนการผลิต การนำเทคโนโลยีนวัตกรรมมาใช้เป็นมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการลดการบาดเจ็บจากการทำงาน และสร้างความมั่นใจให้กับพนักงานว่านายจ้างมีความใส่ใจในการปรับปรุงสภาพการทำงานและลดความเสี่ยงจากการทำงาน