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07.01.2015 | Robotik | Im Fokus | Onlineartikel

Mit Robotern leben lernen

Autor:
Dieter Beste

Der Einsatz von Robotern ist längst medizinischer Alltag und auch in der Rehabilitation spielen robotische Systeme eine immer größere Rolle. Neuere Entwicklungen machen neugierig.

Die ältere Person lebt allein und hat doch einen Gefährten: Ein Assistenzroboter animiert sie zu geistiger und körperlicher Aktivität, unterstützt sie bei Verrichtungen im Haushalt und nimmt ihr beschwerliche Tätigkeiten ab. Der am Fraunhofer IPA in Stuttgart entwickelte mobile Assistenzroboter Care-O-bot®3 stand im Zentrum des gerade abgeschlossenen EU-Verbundprojekts ACCOMPANY (Acceptable robotiCs COMPanions for AgeiNg Year). Gemeinsam mit Partnern aus England, Frankreich, den Niederlanden und Italien haben die Stuttgarter Forscher ein System entwickelt, das älteren Menschen erlauben soll, mit Hilfe eines interagierenden und als Assistent akzeptierten Serviceroboters in einer intelligenten Umgebung länger selbstbestimmt in den eigenen vier Wänden leben zu können. Care-O-bot®3 konnte im Zuge des dreijährigen Projekts signifikant weiterentwickelt und mit grundlegenden neuen Fähigkeiten verbessert werden.

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In ACCOMPANY soll der Serviceroboter nicht nur Assistent für einzelne Verrichtungen oder bei der Kommunikation mit externen Bezugspersonen und Pflegepersonal sein, sondern abhängig von erkannten Lagen und Verhaltensweisen die ältere Person motivieren und ermuntern, bestimmte Dinge selbst oder gemeinsam mit dem Roboter zu tun, um körperlich und geistig aktiv zu bleiben. Großen Wert haben die Entwickler darauf gelegt, dass die Verhaltensweisen des Roboters für den Benutzer sozial und ethisch akzeptabel sind, zum Beispiel durch Unaufdringlichkeit und Einhaltung diskreter Abstände. Ein aktuelles Projektvideo demonstriert, wie die Testperson mit ihrem Roboter Karaoke-Lieder singt, sie beim Empfang von Besuchern unterstützt, ihr Handlungsvorschläge macht oder sie an bestimmte Tätigkeiten erinnert.

Mobiles Ganzkörper-Exoskelett für die Bewegungsassistenz

Das Robotics Innovation Center (RIC) des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI) arbeitet zusammen mit der rehaworks GmbH an Methoden zum Aufbau eines Ganzkörper-Exoskeletts und eines mittelfristig für die Rehabilitation einsetzbaren robotischen Teilsystems. Das Forschungsprojekt Recupera Reha wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Projektträger Softwaresysteme und Wissenstechnologien (PT-SW) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) über drei Jahre und mit knapp drei Millionen Euro gefördert. Ziel des Projekts ist es, ein innovatives und mobiles Ganzkörper-Exoskelett für die Bewegungsassistenz des menschlichen Bewegungsapparates zu entwickeln und aus dieser Entwicklung ein mittelfristig zu rehabilitativen Zwecken einsetzbares robotisches Teilsystem zu definieren und als Demonstrator aufzubauen. Das projektierte Gesamtsystem soll nach Entwicklerangaben kinematisch annähernd den gesamten menschlichen Körper erfassen, sich selber tragen und energieautark agieren können. Im Teilsystem sollen die Neuerungen aus dem Gesamtsystem aufgegriffen werden und hinsichtlich verschiedener Ansätze der Therapie und Rehabilitation evaluiert werden.

Zum Aufbau der Systeme erarbeiten die RIC-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler neue Methoden zum Leichtbau sowie auf dem Gebiet der Antriebstechnologie und der Regelungstechnik. Die mechatronischen Ansätze kombinieren sie mit einem neuen System zur Online-Auswertung von Elektroenzephalografie- und Elektromyografie-Signalen (EEG-/EMG-Signalen), sodass eine Einschätzung des Zustands des bedienenden Patienten und eine mehrstufige Unterstützung der Regelung sowohl des Ganzkörper-Exoskeletts als auch des Teilsystems ermöglicht werden.

Jade Hochschule investiert in NAO-Roboter

Im November letzten Jahres ist die Roboterfamilie der Abteilung Technik und Gesundheit für Menschen der Jade Hochschule - Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth auf nun insgesamt zwölf NAO-Roboter angewachsen. Auf humanoide Roboter wie die 58 Zentimeter großen NAOs des Herstellers Aldebaran Robotics mit Sitz in Frankreich, reagieren Menschen erstaunlich emotional.

NAO ist neben seinen 25 Freiheitsgraden mit zwei Kameras, vier Mikrofonen und zwei Laut-sprechern ausgestattet. So kann der Roboter zusammen mit weiteren Sensoren, wie Berührungs-, Ultraschall- und Infrarotsensoren, interaktiven Kontakt mit seiner Umwelt aufnehmen und auf sie reagieren. Und da die Roboter einsteigerfreundlich über eine graphische Entwicklungsumgebung programmiert werden, lassen sich die NAOs nach Angaben der Hochschule optimal in das didaktische Konzept des Studiengangs Assistive Technologien integrieren. Sie werden beispielsweise in den Veranstaltungen Assistive Systeme, Regelungstechnik & Robotik sowie Sensoren und Aktoren eingesetzt. Durch diese Erweiterung ist es nun möglich, dass die Studierenden in Kleingruppen intensiv an Lehr- und Forschungsfragen tüfteln können.

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