Ein Exoskelett (auch Außenskelett, von ‚außen‘ und skeletós ‚ausgetrockneter Körper‘, ‚Mumie‘) ist eine äußere Stützstruktur für einen Organismus. Bei vielen Tierarten ist ein natürliches Exoskelett als Teil des Körpers anzutreffen. So bilden die Gliederfüßer, zu denen u. a. Insekten, Spinnentiere, Krebse und Hummer gehören, den größten Stamm des Tierreichs.

Die hier behandelten künstlichen, maschinellen Exoskelette sind hingegen vom menschlichen Körper getragene mechanische Strukturen, die relativ leicht entfernbar sind. Sie werden deshalb auch als Roboteranzüge bezeichnet. In der Medizin sind Orthesen seit langem im Einsatz. In diesem Bereich stellen Exoskelette eine zusätzliche Möglichkeit der Hilfsmittelversorgung dar.

Exoskelette nehmen die Form von am Körper tragbaren Robotern oder Maschinen an (siehe: Wearable Computing), die die Bewegungen des Trägers unterstützen beziehungsweise verstärken, indem zum Beispiel Gelenke des Exoskeletts durch Servomotoren angetrieben werden.

Exoskelette mit Antrieb mini|200x200px|Hardiman mit Bediener (Skizze)

Exoskelette mit Antrieb (auch aktive Exoskelette genannt) werden momentan u. a. in den USA, Südkorea, Japan und Deutschland entwickelt.Telepolis: USA forschen an Starship Troopers. 13. November 2001, abgerufen am 22. April 2011.golem.de: Exoskelett für Soldaten durch Iron Man & Co. 6. Mai 2008, abgerufen am 22. April 2011. Nutzbare Modelle sind seit Anfang des Jahrtausends zuerst von militärnahen Einrichtungen entwickelt worden,UC Berkley News: UC Berkeley researchers developing robotic exoskeleton. 3. März 2004, abgerufen am 22. April 2011 (englisch). über Einsätze liegen jedoch noch keine Berichte vor. Der Einsatz von Exoskeletten außerhalb des Militärs befindet sich Ende der 2010er Jahre erst im Anfangsstadium, es gibt aber Tests und Erprobungen einer Vielzahl von Modellen.

Der wahrscheinlich erste Versuch ein modernes Exoskelett zu bauen, war der Hardiman, ein erfolgloser experimenteller Prototyp von General Electric aus dem Jahr 1965.

Medizinische Anwendungen In der medizinischen Anwendung, z. B. nach einer Querschnittlähmung, kann ein Exoskelett eine zusätzliche Möglichkeit zur Hilfsmittelversorgung sein, wenn die strukturellen und funktionellen Eigenschaften des neuromuskulären und skelettalen Systems zu stark eingeschränkt sind, um eine Mobilisierung durch eine Orthese erreichen zu können. Bei Patienten mit kompletter Querschnittlähmung (ASIA A) werden Exoskelette unter diesem Kriterium für Läsionshöhen oberhalb des Brustwirbels (T12) als Alternative für eine Orthese interessant. Bei Patienten mit inkompletter Querschnittlähmung (ASIA B-D) sind Orthesen sogar für Läsionshöhen oberhalb T12 geeignet, um die eigene Aktivität des Patienten so weit zu fördern, dass die Mobilisierungsmaßnahmen erfolgreich sein können. Ein Exoskelett übernimmt im Gegensatz zu einer Orthese große Teile der aktiven Muskelarbeit.

Mit der Entwicklung von Exoskeletten für therapeutische Zwecke befassen sich vor allem Rehabilitationsrobotiker. Die Rehabilitationsrobotik ist ein interdisziplinäres Forschungsgebiet, das die Fachgebiete Elektrotechnik, Maschinenbau, Informatik, Biomedizinische Technik, Neurowissenschaften und Rehabilitationswissenschaften vereint. Forschungsthemen sind u. a.:

Kinematikentwicklung Robotersteuerung & -regelung Haptische Systeme Mehrkörperdynamik Biomechanik User-Interface-Gestaltung Biofeedback Bewegungsanalyse Klinische Studien (in Kooperation mit klinischen Partnern)

Zu Therapiezwecken werden vor allem robotergestützte Apparaturen eingesetzt. Als erstes Forschungsinstitut weltweit hat es z. B. das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik geschafft, einen Laufsimulator namens HapticWalker zu entwickeln, der Schlaganfall-Patienten das Wiedererlernen des Gehens erleichtern soll. Die Apparatur erlaubt beliebige Gangbewegungen wie beispielsweise Gehen auf der Ebene oder Treppensteigen bei vollständiger Führung des Fußes. Die hohe Dynamik der eingesetzten Antriebe ermöglicht zudem erstmals die Simulation von Gangstörungen wie unebenem Boden, Stolpern oder Ausrutschen.

mini|250x250px|Modernes medizinisches Exoskelett Hybrid Assistive Limb (HAL) (Prototyp, 2005)

Klinische Studien zur Rehabilitation mithilfe von Exoskeletten bei Lähmungen wurden auch mit dem Ekso GT von Ekso Bionics durchgeführt. (einer Weiterentwicklung von Berkeley Robotics eLEGS), mit Argos ReWalk und mit Cyberdynes HAL. Dabei wurden nach einer Therapie mit HAL Verbesserungen in der Kontrolle über teilgelähmte Beine festgestellt. Die US-amerikanische Firma They shall walk des Gründers Monty K. Reed in Seattle entwickelte den Lifesuit für in der Bewegung gelähmte Menschen.

2015 stellte Hyundai mit dem Hyundai LifecaringExo Skeleton (H-LEX) einen Forschungsprotoypen in Form eines Geh-Assistenz-Exoskeletts vor, das beim Gehen helfen, die Beinkraft verstärken oder auch vor Stürzen schützen können soll. Auf der CES 2017 stellte Hyundai zwei Exoskelette für Therapiezwecke vor: das Hyundai Universal Medical Assist (HUMA) für Personen mit Muskelschwäche, und das Hyundai Medical Exoskeleton (H-MEX) für Querschnittgelähmte.

Es gibt zudem Exoskelette zur Rehabilitation, die für einzelne Gliedmaßen angepasst sind – etwa die Hand.

Arbeitsplatzergonomie Für überwiegend körperlich Arbeitende wurden Ergoskelette entwickelt.produktion.de: Stark und gesund – dank Exoskelett. Sie dienen (noch) gesunden Arbeitskräften etwa zum Heben schwerer Lasten. Zu diesem Zwecken wurden u. a. die Exoskelette Powerloader von Panasonic oder Body Extender von Percro sowie Varianten von HAL (Hersteller: Cyberdyne) entwickelt. Hyundai präsentierte 2016 seine Arbeit an einem schweren Exoskelett für die Industrie, und Hyundais 2017 vorgestellter H-WEX soll zur Unterstützung beim Heben schwerer Lasten eingesetzt werden können. Unterstützung zur Vermeidung von Belastungsverletzungen bei gleichzeitiger Steigerung der Leistungsfähigkeit ist das Verkaufsargument im Bereich der leichten industriellen Exoskelette: Beim Heben und beim Handhaben von Werkzeugen soll etwa Bionic Systems Cray den Kompressionsdruck im unteren Rückenbereich verringern. Auf der CES 2017 stellte Hyundai ein Exoskelett für Arbeitskräfte vor: das Hyundai Waist Exoskeleton (H-WEX).

Der Einsatz von Exoskeletten an Arbeitsplätzen findet erst seit Kurzem statt. Tests von Prototypen im industriellen Kontext wurden bereits vor Jahren durchgeführt, da die Nutzung von Exoskeletten in der Arbeitswelt für viele Unternehmen interessant ist. Die Firma German Bionic Systems mit Hauptsitz in Augsburg stellte als erstes Unternehmen in Deutschland aktive Exoskelette zur Unterstützung von Arbeitnehmern in Serie her.

Chirurgen verharren bei ihrer Arbeit im Operationssaal mitunter stundenlang in ergonomisch ungünstigen Haltungen, was zu Schmerzen und Schäden am Bewegungsapparat führen kann. Um überhaupt die Anforderungen an Arbeitsplatzergonomie erfüllen zu können, wurde von Hellstern medical ein Exoskelett zur Unterstützung entwickelt.

Exoskelette finden ebenso Anwendung im Pflegebereich, welcher häufig durch unergonomische Positionen und Bewegungen (z. B. bei der Wundversorgung) und zunehmenden arbeitsbedingten Krankenständen gekennzeichnet ist. Beispielsweise nutzt der Rosenheimer Klinikverbund die mit Künstlicher Intelligenz unterstützten Exoskelette Apogee+ (Hersteller: German Bionic), um Pflegekräfte im Berufsalltag zu unterstützen. Durch eine Entlastung von bis zu 36 Kilogramm pro Hebebewegung können eine Erleichterung bei der Mobilisierung von Patienten und Patientinnen (beispielsweise beim Heben und Bewegen aus Betten in Rollstühlen, bei medizinischen Untersuchungen oder beim Umlagern) sowie eine Reduzierung langfristiger Gesundheitsschädigungen begünstigt werden.

Die biomechanische Wirksamkeit von Exoskeletten in der betrieblichen Praxis ist bisher noch weitgehend unerforscht. Da in verschiedenen Betrieben immer mehr Piloteinsätze stattfinden, müssen Unternehmen für Arbeitsplätze, an denen Exoskelette eingesetzt werden sollen, eine Gefährdungsbeurteilung nach dem Arbeitsschutzgesetz durchführen. Eine Muster-Gefährdungsbeurteilung dient im konkreten betrieblichen Fall zum Auffinden und Beurteilen von Gefährdungen.

Die Leitlinie „Einsatz von Exoskeletten im beruflichen Kontext zur Primär-, Sekundär-, und Tertiärprävention von arbeitsassoziierten muskuloskelettalen Beschwerden“ gibt eine sicherheitstechnische Beurteilung des Einsatzes von Exoskeletten. Darin flossen vielfältige Erfahrungen ein, unter anderem aus den Bereichen Maschinensicherheit (kollaborierende Roboter), persönliche Schutzausrüstungen und Gefährdungsanalyse physischer Belastungen am Arbeitsplatz.

Anwendungen im Sport- und Freizeitbereich 2018 wurde von Roam Robotics ein Exoskelett vorgestellt, das für die Verbesserung der Leistungen von Skifahrern entwickelt wurde. Das Produkt wird um die Knie geschnallt und mit einer Kombination aus Sensoren, Software und aufblasbaren Kissen versehen. Dadurch soll längeres und anspruchsvolleres Skifahren möglich werden.

In China werden seit Mitte der 2020er-Jahre Exoskelette zur Erleichterung der Besteigung der Chinesischen Mauer eingesetzt.

Im Januar 2026 wurde in der Region Villach – Faaker See – Ossiacher See das Exoskelett "Hypershell Pro" präsentiert, das Bewegungsabläufe beim Wandern unterstützt. Das Exoskelett kann im Skigebiet Dreiländereck ausgeliehen und getestet werden.

Militärische Anwendungen mini|250x250px|Exoskelett der DARPA (Prototyp, 2007)

Das Heben schwerer Lasten per Exoskelett ist neben der Anwendungen in der Industrie auch für das Militär interessant, so präsentierte etwa Hyundai 2016 ein Exoskelett zum Heben schwerer Lasten unter Verweis auf mögliche sowohl industrielle als auch militärische Nutzung. Im rein militärischen Bereich konzentriert sich die Entwicklung bisher schwerpunktmäßig auf das Heben und den Transport schwerer Lasten.

HULC Im Rahmen des Future Soldier Programms finanzierte die DARPA Berkeley Robotics Entwicklung des Berkeley Lower Extremity Exoskeleton (BLEEX), aus dem über die Zwischenschritte ExoHiker und ExoClimber der Human Universal Load Carrier (HULC) hervorging, der 2009 von Lockheed Martin lizenziert wurde. HULC leitet das Gewicht eines schweren Rucksacks über ein Exo-Beinskelett in den Boden ab, so dass der Träger auch in schwierigem Gelände Lasten bis zu 90 kg verletzungsfrei transportieren können soll, was Soldaten mit HULC ermöglichen soll, auch mit viel Ausrüstung ohne große Ermüdung durch den Anmarsch in den Einsatz zu gehen. 2012 sollte Hulc erstmals in Afghanistan zum Einsatz kommen. Die Einführung bei den Streitkräften wurde aber immer wieder verschoben.

XOS Raytheon entwickelt XOS, basierend auf dem Wearable Energetically Autonomous Robot (WEAR) der Firma Sarcos Research, die Raytheon 2007 aufkaufte. XOS 2 soll es dem Träger ermöglichen, 90 kg ohne Anstrengung und Verletzungsgefahr zu heben, und soll so einem Soldaten mit XOS 2 ermöglichen logistische Arbeiten allein zu verrichten, für die sonst bis zu 3 Soldaten benötigt würden.

Multi-Funktions-Apparaturen SRI Internationals Superflex ist einerseits mit Sensoren ausgestattet, die dem Träger das (Wieder-)Erlernen von Bewegungen ermöglichen und nur dann aktiv werden, wenn es nötig ist. Der Superflex Anzug soll aber nicht nur älteren Menschen Bewegungsfreiheit zurückgeben, sondern auch die Effektivität und Sicherheit von Arbeitskräften und Soldaten steigern können.

Exoskelette ohne Antrieb