Exoskelette in der Praxis: Fraunhofer-Studie dokumentiert messbare Muskelentlastung
Für ein Viertel der Erwerbstätigen in Deutschland im Alter von 15 bis 74 Jahren sind schwere körperliche Tätigkeiten ein fester Bestandteil des Arbeitsalltags¹. Tagtäglich setzen Beschäftigte im Handwerk, Baugewerbe oder in der Logistik ihren Körper belastenden und ermüdenden Positionen aus und bewegen Gegenstände – und das bis ins höhere Alter.
Doch während viele Arbeitsprozesse in den verschiedenen Berufsfeldern nach und nach automatisiert werden, sind körperlich anspruchsvolle Tätigkeiten wie Heben, Tragen und Kommissionieren weiterhin auf menschliche Arbeitskraft angewiesen. Dies hat Folgen: Muskel-Skelett-Erkrankungen (MSE) verursachten 2024 rund 20 % aller Arbeitsunfähigkeitstage in Deutschland². Im Zusammenhang mit Rückenschmerzen und MSE entstand in 2025 ein gesamtwirtschaftlicher Schaden von 58,4 Milliarden Euro³.
Fast jedes dritte Unternehmen im Bereich Logistik und Transport klagt über Fachkräftemangel4. Zudem ist rund ein Drittel der Logistik-Beschäftigten bereits über 50 Jahre alt5. Deshalb wird die Schonung vorhandener Arbeitskräfte immer wichtiger. Wenn weniger Menschen für dieselbe Arbeit zur Verfügung stehen, steigt die Belastung für jeden Einzelnen und damit auch das Risiko gesundheitlicher Beschwerden. Die Problematik reicht jedoch über den Logistik-Sektor hinaus: Laut der RKI-Studie BURDEN 2020 berichteten mehr als 60 % der Erwachsenen einer Querschnittbefragung von Rückenschmerzen in den vergangenen zwölf Monaten – mit spürbaren Folgen für die Lebensqualität6.
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.
- 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°)
44,2 Milliarden Euro Wertschöpfungsausfall durch Muskel-Skelett-Erkrankungen
Muskel-Skelett-Erkrankungen wie Rückenschmerzen, Bandscheibenvorfälle oder Gelenkbeschwerden führten 2024 die Krankheitsstatistik an. Mit rund 20 % aller Arbeitsunfähigkeitstage² lagen sie deutlich vor Atemwegserkrankungen und psychischen Leiden. Besonders problematisch: Diese Erkrankungen führen häufig zu Langzeitausfällen von über sechs Wochen. Mit einem Anteil von ca. 10 % an allen Langzeiterkrankungen ist dies der höchste Wert aller Krankheitskategorien².
Krankheitsbedingte Fehlzeiten sind in Berufsgruppen mit hoher körperlicher Belastung überdurchschnittlich häufig, und der volkswirtschaftliche Schaden ist erheblich: Allein durch Muskel-Skelett-Erkrankungen entstand 2024 ein Wertschöpfungsausfall von 44,2 Milliarden Euro – umgerechnet rund 120 Millionen Euro pro Tag. Zum Vergleich: Der Schaden durch Atemwegserkrankungen lag im selben Zeitraum bei 41 Milliarden Euro.8
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 Knauf Gips KG durchgeführt, die zwei erfahrene Fachkräfte aus der Kommissionierung und ihre Produktionshalle in Altbach 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 DGUV gelten für die Rumpfrotation Schwellenwerte von 10 Grad (gelber Bereich) und 20 Grad (roter Bereich).9 In 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.7 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.
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 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
Messsysteme: Wirbelsäulenmessung (Rectify, 18 Messpunkte in 3D), Bewegungserfassung (Xsens, 17 kabellose Sensoren), Muskelaktivität (EMG)
Untersuchte Parameter: Muskelaktivität, Wirbelsäulenkrümmung, Flexion, Lateralflexion, Rotation, Ganzkörperbewegung
Quellenverzeichnis
1 https://www.destatis.de/DE/Presse/Pressemitteilungen/2024/09/PD24_N045_13.html
2 https://www.aok.de/pp/bv/pm/fehlzeiten-2024/
3 https://norvio.de/volkswirtschaftliche-kosten-2025-584-mrd-rueckenschmerzen-mse/#intent-sec-1
4 https://logistra.de/news/fachkraeftemangel-der-logistik-entspannung-oder-augenwischerei-493228.html
9 https://www.dguv.de/medien/ifa/de/pub/rep/pdf/rep07/biar0207/cuela-winkel-beurteilungstabelle.pdf
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