論文要約：建設産業における性別・障害格差の縮小に向けたウェアラブル型エクソスケルトンの可能性

論文タイトル: Can Wearable Exoskeletons Reduce Gender and Disability Gaps in the Construction Industry?
著者: Yana van der Meulen Rodgers, Xiangmin (Helen) Liu, Jingang Yi, Liang Zhang (Rutgers University, NYU)
掲載予定: Assistive Technology (2026 年 1 月)

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1. 研究の背景と問題意識

米国における建設産業は、熟練労働者の慢性的な不足に直面しており、一方で女性や障害者の雇用割合は極めて低いまま停滞しています。

• 現状の課題: 過去 20 年間で建設業に携わる女性の割合は 2.5% から 4.3% へとわずかに増加したに過ぎず、障害者の建設業従事率も 8.1% と低水準です。
• 構造的な障壁: 建設作業は重い荷物の運搬、反復的な上肢運動、不自然な姿勢（屈曲、膝つきなど）を必要とし、「平均以上の筋力と持久力」が前提とされています。この身体的要件が、女性や障害者に対する「物理的に不適格」という偏見や排除を生み、労働力不足にもかかわらずこれらのグループの参入を阻んでいます。
• 研究の目的: 身体的能力の要件を技術的に緩和する「ウェアラブル型エクソスケルトン（装着型ロボット）」が、建設産業における性別および障害に基づく雇用・賃金格差を縮小し、労働力不足を解消する解決策となり得るかを検証すること。

2. 研究方法論

本研究は、以下の 3 つのステップで構成される混合アプローチを採用しています。

A. 個人レベルのデータ分析（SIPP データ）

• データ源: 2014 年の米国「所得・プログラム参加調査（SIPP）」のマイクロデータ。
• 対象: 18〜64 歳の労働者（建設業 1,001 名、非建設業 12,591 名）。
• 手法:
  • 雇用確率の推定: 線形確率モデル（Linear Probability Model）を用い、性別や移動・筋力障害が建設業への雇用確率に与える影響を算出。
  • 賃金の推定: ヘックマン選抜モデル（Heckman selection model）を用い、時給賃金の対数値に対する影響を分析。
  • 変数: 9 種類の身体機能障害（階段昇降、歩行、立ち仕事、膝つき、上肢到達、重量物持ち上げなど）を独立変数として設定。

B. 職業レベルのデータ分析（O*NET と ACS データの統合）

• データ源: 米国労働省 O*NET（職業情報ネットワーク）と、2018〜2022 年の米国コミュニティ調査（ACS）のマイクロデータ。
• 手法: 建設業内の詳細な職種（6 桁の SOC コード）ごとに、以下の 3 要素を分析。
  1. 女性の雇用割合
  2. 身体的能力要件（O*NET の 9 項目：持久力、動的・静的筋力、バランスなど）
  3. 年間賃金
• 目的: 身体的能力要件と女性比率、賃金の相関関係を明らかにする。

C. 技術的レビュー（エクソスケルトンの事例）

• 建設現場向けに開発中の 3 種類のウェアラブル型エクソスケルトン（背骨支援、肩・腕支援、下肢支援）の機能と、建設作業への適用可能性を技術文献に基づきレビュー。

3. 主要な結果

A. 雇用と賃金の格差（SIPP データ分析）

• 性別格差: 建設業において、女性であることは男性に比べて24.9 ポイント雇用確率が低下する要因となりました（非建設業では 7.9 ポイント）。これは建設業特有の大きな障壁を示唆しています。
• 障害による格差: 歩行、立ち仕事、膝つき/屈み、大型物体の押し引きに困難がある場合、建設業での雇用確率が有意に低下します。
• 賃金格差: 建設業における女性の賃金ペナルティ（対数値 -0.356）は、非建設業（-0.231）よりも顕著に大きいです。また、「膝つき/屈み」に困難がある者は建設業で賃金ペナルティを受けます。

B. 職種別分析（O*NET/ACS データ）

• 負の相関: 建設業内の職種において、女性の割合が高い職種ほど、必要な身体的能力レベルが低く、賃金も低い傾向が確認されました（女性比率と賃金の相関係数 -0.413、能力要件との相関係数 -0.331）。
• 高賃金職の障壁: エレベーター設置業者、ドリルオペレーター、鉄骨作業員など、高賃金かつ高強度の身体能力を要する職種では女性の割合が 2% 未満です。
• 示唆: 身体的能力要件を技術的に緩和できれば、女性や障害者がこれらの高賃金職種へ参入する可能性が高まると考えられます。

C. エクソスケルトンの技術的効果

研究で取り上げられたエクソスケルトンは、以下のメカニズムで身体的負担を軽減します。

1. 背骨支援型: 荷重を腰から股関節へ転送。起立筋の活動量を 14〜43% 減少させ、疲労を遅らせます。
2. 肩・腕支援型: 重力補償により三角筋への負荷を軽減。上肢举上作業での筋活動量を最大 45% 削減し、作業時間を短縮します。
3. 下肢支援型（膝）: 膝つき作業時の膝関節への圧力を 15% 削減し、筋活動を 39% 減少。さらに、転倒防止のためのバランス制御機能も実証されています。

4. 主要な貢献と意義

学術的・政策的貢献

1. 格差の定量化: 建設産業における性別・障害格差が、単なる文化的要因ではなく、「身体的能力要件」という構造的な障壁に起因することを統計的に実証しました。
2. 技術的解決策の提示: 自動化による労働代替ではなく、人間の能力を拡張（Augmentation）する「支援技術」が、労働市場のセグメンテーション（分断）を解消し、多様な労働力の参入を可能にするという新たな視点を提示しました。
3. 高賃金職へのアクセス: エクソスケルトンが物理的閾値を下げることにより、女性や障害者が現在参入が困難な高賃金・高強度の職種へ進出できる可能性を示唆しました。

実務的意義

• 労働力不足の解消: 高齢化と若年層の離職が進む建設業界において、これまで排除されてきた女性や障害者を有効な労働力として活用する道筋を示します。
• 安全性の向上: 筋骨格系疾患（MSDs）や転倒事故のリスクを低減し、労働者の健康と安全を向上させます。

5. 課題と今後の展望

• 設計のインクルーシブ性: 既存の保護具やエクソスケルトンは男性の体型を基準に設計されており、女性や多様な体型への適合性（フィッティング、装着の容易さ、圧迫感など）が課題です。
• コストと普及: 中小建設企業における導入コストの壁。
• 因果関係の限界: 本研究は相関関係を示唆するものであり、物理的障壁の除去が直接的に雇用増加に繋がることを証明する longitudinal（縦断）データや実証実験は今後の課題です。
• 今後の研究: 特定の障害と作業タスクの対応、多様なユーザーグループでのフィールドテスト、および政府による補助金制度の検討が推奨されます。

結論

ウェアラブル型エクソスケルトンは、建設作業の物理的負担を軽減し、性別や障害の有無に関わらず、より多くの労働者が高賃金かつ安全な建設職種に参画できる環境を創出する可能性を秘めています。これは、建設業界の労働力不足解消と、社会的包摂（インクルージョン）の両立を実現するための重要な技術的アプローチです。