Analisi sperimentale dell'impatto di un esoscheletro occupazionale passivo per il supporto degli arti superiori in edilizia

The first part involved analyzing data on workplace accidents and occupational diseases in the construction industry, specifically in the building completion and finishing sector, identifying the most common pathology (musculoskeletal disorders) and one of the most affected professions (electrical installers). The second part was dedicated to the design and execution of an experimental case study to evaluate the effectiveness of an occupational exoskeleton as a support for the upper limbs in the prevention of musculoskeletal disorders in this sector. The case study involved simulating the assembly of electrical cables inside four electrical junction boxes placed at four different heights: above head height, shoulder height, hip height, and knee height. In fact, there are two prevalent risk factors in the development of musculoskeletal disorders: assuming a static and incongruous posture, and repetitive movement of the upper limbs at shoulder height or above the head for a prolonged period of time. The test was carried out on 10 volunteers and was divided into two parts: one part involved performing the assembly without the exoskeleton, while the other involved wearing the exoskeleton in order to evaluate its effects. To collect and analyze the results, a watch equipped with sensors was used to assess changes in heart rate, body temperature, and sweating activity; a pulse oximeter was used to determine heart rate and blood oxygen saturation; and a suit equipped with sensors was used to assess the joint angles essential for defining the postures assumed. In addition, each volunteer was given two questionnaires: the first, introductory, with questions relating to user data and their prior knowledge of exoskeletons; the second with questions relating to their perceptions of discomfort and fatigue in the case of tests without an exoskeleton and in the case of tests with an exoskeleton. Finally, all the results were represented graphically and commented on.

La prima parte ha riguardato l'analisi dei dati relativi agli infortuni sul lavoro e alle malattie professionali nel settore edile, in particolare nel comparto di completamento e finitura di edifici, individuando la patologia più comune (disturbi muscoloscheletrici) e una delle professioni più colpite (installatori di impianti elettrici). La seconda parte è stata dedicata alla progettazione e all'esecuzione di un caso di studio sperimentale per valutare l'efficacia di un esoscheletro occupazionale come supporto per gli arti superiori nella prevenzione dei disturbi muscoloscheletrici in questo settore. Il caso di studio ha comportato la simulazione di un assemblaggio di cavi elettrici all'interno di quattro scatole di derivazione elettrica poste a quattro diverse altezze: altezza sopra testa, altezza delle spalle, all'altezza dei fianchi e all'altezza delle ginocchia. Infatti, ci sono due fattori di rischio prevalenti nello sviluppo dei disturbi muscoloscheletrici: l'assunzione di una postura statica e incongrua e il movimento ripetitivo degli arti superiori all'altezza delle spalle o sopra la testa per un periodo di tempo prolungato. Il test è stato condotto su 10 volontari ed è stato suddiviso in due parti: una parte prevedeva l'esecuzione dell'assemblaggio senza l'esoscheletro, mentre l'altra prevedeva l'utilizzo dell'esoscheletro al fine di valutarne gli effetti. Per raccogliere e analizzare i risultati, è stato utilizzato un orologio dotato di sensori per valutare i cambiamenti nella frequenza cardiaca, nella temperatura corporea e nell'attività di sudorazione; un pulsossimetro è stato utilizzato per determinare la frequenza cardiaca e la saturazione di ossigeno nel sangue; e una tuta dotata di sensori è stata utilizzata per valutare gli angoli articolari essenziali per definire le posture assunte. Inoltre, a ciascun volontario sono stati somministrati due questionari: il primo, introduttivo, con domande relative ai dati di ciascun utente e alla loro conoscenza pregressa degli esoscheletri; il secondo con domande relative alle percezioni del disagio e della fatica nel caso di prove senza esoscheletro e nel caso di prove con esoscheletro. Infine, tutti i risultati sono stati rappresentati graficamente e commentati.