Могут ли экзоскелеты помочь нам при вакцинации поросят?

В свиноводстве многие фермеры жалуются на проблемы со спиной, которые они связывают со своей работой. Задачи, требующие подъёма большого количества поросят за короткое время, такие как уход при опоросе или вакцинация, создают большую нагрузку на спину. Существуют решения, позволяющие избежать наклонов, например, станции для вакцинации или подъёмники для поросят. Однако эти решения редко применяются из-за страха потерять время. Некоторые фермеры также предпочитают фиксировать поросят по отдельности, чтобы обеспечить высокое качество вакцинации.

Экзоскелеты — это устройства, которые человек может носить и которые обеспечивают физическую помощь при выполнении заданного движения (например, наклона, поднятия рук в доильном зале и т. д.). Чтобы оценить их эффективность в улучшении условий труда во время вакцинации, MSA Armorique и Сельскохозяйственная палата Бретани при технической поддержке консалтинговой фирмы AGB Solutions провели испытания двух моделей.

Были выбраны две модели пассивных (то есть немоторизованных) экзоскелетов, обеспечивающих поддержку при наклоне туловища более чем на 45°. Обе модели были лёгкими (около 1 кг). Одна модель имела поддержку за счёт эластичных элементов на спине, а другая — за счёт карбоновых стержней на передней части тела.

Таблица 1. Сравнение двух экзоскелетов, использованных в исследовании.

Модель
Точки поддержки	Плечи Талия Верхняя часть бедер	Плечи Бедра Выше колен
Система помощи при физической нагрузке	Перекрещенные резинки на спине	Углеродные волокна от бедер до передней части плеч
Вес	900 гр	1100 гр

*Фото экзоскелетов предоставлено Сельскохозяйственной палатой Бретани.

Проведенное тестирование

На первом этапе испытания проводились в контролируемых условиях: четырем испытуемым предлагалось поднять грузы массой 3, 6, 8 и 12 кг и выполнить определённые движения. Каждый из четырёх испытуемых выполнял эти серии движений три раза, надев в случайном порядке один экзоскелет, другой экзоскелет или без экзоскелета.

На втором этапе восемь опытных фермеров носили те же экзоскелеты, которые испытывались в контролируемых условиях, но на этот раз во время вакцинации поросят. В течение того же сеанса экспериментатор в случайном порядке использовал один экзоскелет, другой экзоскелет или не использовал экзоскелет.

На обоих этапах испытаний оценивались различные аспекты условий работы: время выполнения задачи, восприятие пользователем (комфорт, натирание, удобство использования и т. д.), сердечная деятельность и активность шести мышц: двух спинных, двух плечевых и двух бёдер. Также предварительно проводился медицинский осмотр для проверки отсутствия противопоказаний и оценки уровня боли в 21 части тела.

Результаты

Испытания в контролируемых условиях (с отягощениями) показали значительное снижение мышечного усилия в спине, от -4% до -19% в зависимости от мышцы, движения и модели экзоскелета. Это снижение сопровождалось увеличением усилия в мышцах бедра.

Однако испытания, проведенные во время вакцинации, показали значительное увеличение нагрузки на спину: +16% с одной моделью и +37% с другой. Напряжение также значительно возросло в бедрах.

Это различие между двумя испытаниями, вероятно, объясняется вариабельностью движений. В испытаниях с отягощениями участники всегда держали статический груз перед собой. В отличие от этого, во время вакцинации поросят поднимали с одной стороны разделителя и отпускали с другой. Экзоскелеты, предназначенные для поддержки движения «сгибание и выпрямление», не были приспособлены к скручивающим движениям, что, вероятно, вызывало натирание и заставляло пользователя прилагать больше усилий.

Ограничения экзоскелетов при вакцинации: лучше избегать подъема тяжестей

Две протестированные модели, предназначенные для работы в фронтальном положении, не снижают нагрузку на спину во время вакцинации. Для улучшения условий труда при вакцинации поросят предпочтительно использовать устройства, исключающие необходимость поднимать и обрабатывать поросят, например, станции или системы вакцинации на возвышении.

Данное исследование было профинансировано MSA Armorique, программой France 2030 Territoires d'Innovation и Региональной программой развития сельского хозяйства и сельских районов Бретани