Roboter für die Gesundheit

18.09.2019

Autoren: Dr. Benedikt Mohr und Volker Ellerkmann, Bay. Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie

Das Deutsche Zentrum für Luft­ und Raumfahrt (DLR) und die Caritas arbeiten gemeinsam an Projekten, bei denen Roboter Pflegekräfte und Menschen mit Behinderung unterstützen. Was zunächst nach einer ungewöhnlichen Partnerschaft klingt, fördert erstaunliche Ergebnisse zutage.

DLR und Caritas arbeiten gemeinsam daran, dass Roboter künftig Pflegekräfte und Menschen mit Behinderung unterstützen. (Bildnachweis: iStock©Django)
In Garmisch-Partenkirchen soll das bayerische Healthcare-Robotik-Zentrum entstehen. Es basiert auf den langjährigen Technologie- und Infrastrukturförderungen des Bayerischen Wirtschaftsministeriums für das Robotik- und Mechatronik Zentrum (RMZ) und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Das neue Zentrum ist Teil der Bayerischen Zukunftsinitiative Assistenzrobotik und soll die enormen Potenziale, die eine Verknüpfung von Forschung, Ausbildung und Anwendung robotischer Systeme in der Praxis bieten, für Menschen in Bayern nutzbar machen. Auch wenn das Gebäude noch nicht steht, sind die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten bereits in vollem Gange. Verfolgt werden vielfältige Forschungsarbeiten und Ansätze, um die Assistenzrobotik in die Anwendung und industrielle Umsetzung zu bringen.

Neben der Medizin- und Pflegerobotik wird in den Bereichen Raumfahrt-, Industrie-, Service- und Geländerobotik geforscht und entwickelt. Dabei soll die physische Interaktion von autonomen Robotern mit Menschen und der Umwelt wirkungsvoller und sicherer gestaltet werden. Sie sollen in Umgebungen agieren, die für Menschen unzugänglich oder gefährlich sind, diese aber auch während der Arbeit und im alltäglichen Leben oder im Alter helfen und entlasten. Dazu wurden seit 2016 mit Unterstützung des Bayerischen Wirtschaftsministeriums die beiden Forschungsvorhaben SmartAssist und SMiLE in Kooperation mit dem Caritas-Zentrum Garmisch-Partenkirchen durchgeführt.

Assistenzroboter in der Pflege

Projekt SmartAssist

Im Projekt SmartAssist wird ein Roboter-Assistenzsystem für Menschen mit starken motorischen Einschränkungen entwickelt. Dazu wird ein Funktionsdemonstrator auf Basis des DLR-Leichtbauroboters und eines handelsüblichen Elektrorollstuhls aufgebaut. Im Fokus der Forschung steht zum einen eine auf Nervenimpulsen basierende Steuerung. Dadurch kann das System auch Menschen zugänglich gemacht werden, die nicht mehr in der Lage sind, einen Joystick zu bedienen. Darüber hinaus werden teilautonome Fähigkeiten entwickelt, die Menschen bei wiederkehrenden Aktivitäten des täglichen Lebens, wie Wasser einschenken und trinken, unterstützen. Die Forschungsergebnisse werden in Zusammenarbeit mit direkt betroffenen Probanden getestet und evaluiert.

Projekt SMiLE

Im Projekt SMiLE werden Konzepte und Assistenzanwendungen entwickelt, um sowohl Menschen mit Behinderungen als auch pflegebedürftigen Personen eine effektive Unterstützung im Alltag zu bieten. Dabei werden die notwendigen Technologien zu einem Reifegrad gebracht, der eine Erprobung in realistischen Umgebungen – z. B. in Krankenhäusern und alters- bzw. behindertengerechten Wohnungen – ermöglicht. Dabei kommen ein radbasierter, humanoider Assistenzroboter und der oben beschriebene Rollstuhlassistent zum Einsatz.

Projekt SMiLE2gether

Die Ziele des Folgeprojektes SMiLE2gether sind zum einen, in der Pflege tätige Menschen bei ihrer Arbeit zu entlasten, indem beispielsweise Hol- und Bringdienste durch Roboter übernommen werden. Zum anderen soll den von Einschränkungen betroffenen Menschen ein höheres Maß an Selbstständigkeit ermöglicht werden. Nicht der Ersatz der menschlichen Pflegekraft soll dabei als Prämisse der Forschungsarbeiten gelten, denn der Mensch ist die beste Pflegekraft. Im Vorhaben SMiLE2gether sollen im Caritas-Altenheim St. Vinzenz in GarmischPartenkirchen die oben genannten Roboter zum Einsatz kommen und erprobt werden.

Dabei wird der Caritasverband als Projektpartner an der Seite des DLR auftreten. Durch die Zusammenarbeit zwischen DLR – den Experten für die Roboter – und Caritas bzw. dem pflegenden Fachpersonal – also den Experten im Bereich der Pflege – wird genau das erfasst und technisch umgesetzt, was ein Pflegeroboter können muss. Elf Millionen Euro für die Forschung Die an der Technischen Universität München (TUM) angesiedelte Munich School of Robotics and Machine Intelligence (MSRM) erforscht in Garmisch-Partenkirchen die Kernfragen im Bereich Assistenzrobotik. Hierzu stellt das Bayerische Wirtschaftsministerium Mittel in Höhe von elf Millionen Euro für die anwendungsnahe und wirtschaftlich nachhaltige Geriatronikforschung bereit.

An den sieben Teilprojekten sind auch Industriepartner beteiligt. Zudem werden Feldstudien in Kooperation mit Alten- und Pflegeeinrichtungen durchgeführt. Im Zentrum steht dabei die Entwicklung eines persönlichen Service-Humanoiden sowie dessen Steuerung und Anbindung an ein Kontrollzentrum mittels UserAvataren. In Kombination mit einer hochgenauen Echtzeit-Visualisierung von Körperfunktionen kann eine telemedizinisch hochqualitative Begleitung erreicht werden. Mit medizinischen Assistenzrobotern und Geräten zur Frührehabilitation werden weitere wichtige Geriatronik-Technologien erforscht und validiert.

Das Forschungsprojekt wird durch die Technische Universität München, das Deutsche Museum sowie Konsortialpartner aus der bayerischen Hightech-Industrie (Franka Emika, Reactive Robotics, TQ-Systems, CAT Production) umgesetzt. Weitere wichtige Partner wie Kliniken und Pflegeeinrichtungen werden als assoziierte Partner eingebunden.

Neue Berufsbilder in der Pflege 4.0

Die Projekte zeigen: In der Pflege 4.0 ist  künftig neben dem Pflege- auch technisches Wissen gefragt. Im St. Vinzenz soll daher als Fortsetzung der DLR-Feldstudien auch ein neues Bildungszentrum in Garmisch-Partenkirchen etabliert werden, wo neue Berufe, wie der des Pflegetechnikers und des Telepflegeassistenten, erlernt werden können. Damit soll auf die neuen Anforderungen durch den Einsatz von Robotern im Bereich der Pflege eingegangen werden.