Von Powerjacken und dienstbaren Robotern

Gehen, Stehen, Heben, Greifen: Was junge Menschen locker schaffen, fällt vielen Älteren schwer. Sie wollen den Alltag selbstständig bewältigen und doch fehlt ihnen oft das entscheidende Quäntchen Kraft. Das lässt sich ändern, sagen Stuttgarter Ingenieure.

Zum Beispiel mit Hilfe einer Exo-Jacke. Wer sie überstreift, dem greifen kleine, leichte Motoren unter die Arme und erleichtern schwere Tätigkeiten. Bis zu 20 Prozent der benötigten Energie könne die Jacke übernehmen, sagt Urs Schneider, der das Zukunftsprojekt mit seinem Team am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA vorantreibt. Seine Abteilung „Biomechatronische Systeme“ ist im Hauptgebäude des IPA auf dem  weitläufigen Campus der Universität Stuttgart untergebracht. Dort tüfteln Ingenieure, Techniker und Mediziner an der neuartigen Motorjacke. Schon in zwei Jahren soll sie in den Handel kommen, kündigt Schneider an: „Es handelt sich gewissermaßen um ein E-Bike zum Anziehen.“

Einzug halten wird das Oberkörper-Exoskelett, wie die Jacke in der Fachsprache heißt, wohl zuerst in der Arbeitswelt. Etwa im Fahrzeugbau, wo beschwerliche Über-Kopf-Arbeiten zu verrichten sind, oder in der kräftezehrenden Kranken- und Altenpflege. Solche berufsbedingten Zwangshaltungen und Überlastungen verursachen heute nicht nur zahlreiche Unfälle, sie führen häufig auch zu chronischen Erkrankungen des Bewegungsapparats. Mit steigendem Alter nehmen solche Erkrankungen kontinuierlich zu, wie der DAK-Gesundheitsreport 2016 ausweist – und zwar von rund acht Prozent bei den 15- bis 19-Jährigen auf knapp 27 Prozent bei den Über-Sechzig-Jährigen. Muskel-Skelett-Erkrankungen, so der Report weiter, sind die Hauptursache für Arbeitsunfähigkeit in Deutschland.

Fraunhofer IPA, Foto: Ludmilla Parsyak

Fraunhofer IPA, Foto: Ludmilla Parsyak

Prävention tut not – und mit ihrem Exoskelett wollen die Fraunhofer-Ingenieure dazu einen Beitrag leisten. Speziell für den Pflegebereich entwickeln sie gerade einen sogenannten Exo-Kasack, der das Heben von Patienten erleichtert. Urs Schneider: „Wir arbeiten dabei eng mit der Berufsgenossenschaft für Gesundheitsdienst und Wohlfahrtspflege und ihrem Rückenkolleg in Halle zusammen.“ Auch in der Logistik könnte sich die Motorjacke durchsetzen. Ihre Anwendung werde derzeit am Gepäckband getestet, um Arbeitern das Aufladen schwerer Koffer zu erleichtern. 

Einfache Bedienung, gute Anleitung

„Alles, was uns hilft, möglichst lange gesund arbeiten zu können, ist im Prinzip gut“, sagt Inga Mühlenbrock von der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin in Dortmund. Sinnvoll seien insofern auch technische Assistenzsysteme, die zur Vermeidung von Verletzungen, Erkrankungen und Erschöpfungszuständen beitrügen. „Aber sie müssen auch wirklich genutzt werden“, sagt die Arbeits- und Organisationspsychologin. Das gelinge nur, wenn die Bedienung einfach sei und das Gerät als Arbeitserleichterung empfunden werde. Mühlenbrock: „Am ehesten setzt sich der betriebliche Gebrauch durch, wenn das Gerät gut eingeführt wird und auch Schlüsselpersonen es anwenden – quer durch alle Altersgruppen.“

Die berufliche Nutzung ist das eine, doch schon im nächsten Schritt werden moderne Assistenztechnologien verstärkt im Privatbereich einziehen. Im Jahr 2017 werde sein Team sich auf Anwendungen rund um die Gesundheit konzentrieren, kündigt Urs Schneider an. Dafür sei es wichtig, das Gewicht der Exo-Jacke weiter zu senken, und zwar auf maximal neun Kilogramm. Auch sei man dabei, passende Beinteile zu entwickeln, die dem Träger zusammen mit dem Oberkörper-Exoskelett umfassende Unterstützung bieten.

Ziel sei es, einen Baukasten mit einzelnen Modulen zu entwickeln, die etwa mithilfe eines 3D-Druckers erzeugt und je nach individuellem Bedarf zusammengesetzt werden können. In zehn Jahren, so Schneiders Vision, gehöre dieser Service zum Standardprogramm in Sanitätshäusern.

Profitieren werden davon vor allem ältere Menschen, prognostiziert der Fraunhofer-Forscher: „Arbeiten in Haus und Garten, Besorgungen erledigen oder der Kinobesuch mit Freunden – all das können solche Systeme deutlich erleichtern.“ Die Preise für die technische Assistenz werden in den kommenden Jahren sinken, davon ist Urs Schneider überzeugt: „Vor zwei Jahren haben Exoskelette noch 200 000 Euro gekostet, heute sind wir schon bei rund 50 000 Euro und dieser Trend wird weitergehen.“

Notfallhelfer auf Rollen

Vis-à-vis vom IPA-Hauptgebäude, in einem ebenerdigen Labor, steht Birgit Graf inmitten ihrer Roboter. Die Informatikerin leitet die Arbeitsgruppe für Haushalts- und Assistenzrobotik; ihr Spezialgebiet sind Roboter für die Pflege. „Für die Zukunft unserer Gesellschaft ist das Thema sehr wichtig“, sagt Graf –und deutet auf ein rundliches, kleines Gerät. Der kurz MobiNa genannte Roboter trägt einen Tabletcomputer und ist mit einem stationären Sensorsystem gekoppelt. Künftig soll er älteren und hilfsbedürftigen Menschen als Mobiler Notfallassistent dienen.

MobiNa Foto: Fraunhofer IPABei einem Sturz in der Wohnung rollt MobiNa auf die Person am Boden zu und stellt über seinen Bildschirm und die integrierten Lautsprecher Kontakt zur Notfallzentrale her. So kann im Prinzip schnell entschieden werden, ob und welche Hilfe benötigt wird. Ein Vorteil gegenüber dem heute oft üblichen Notrufknopf: MobiNa kommt bei Bedarf selbsttätig herbei und muss nicht ständig mitgeführt werden. Der kleine Roboter könne preisgünstig produziert werden, sagt Graf, die derzeit nach einer Firma für die Serienfertigung sucht.

So lange wie möglich selbstständig leben, das wollen die meisten älteren Menschen. Diesem Zweck dient auch „Amico“, ein bisher nur als Designmuster vorhandener Leichtbauroboter. Er kann auf am Tisch oder Rollator befestigt werden und auf Knopfdruck ein Getränk oder ein Buch heranführen und halten. Im Handel ist Amico noch nicht – erst muss sich ein Hersteller finden. 

MobiNa Fraunhofer IPA, Foto: Rainer BezTechnische Assistenten für die Pflege

Für einen weiteren Prototyp, den intelligenten Pflegewagen, haben die Fraunhofer-Forscher bereits einen Produzenten gefunden. Das Ludwigsburger Unternehmen MLR wird den Serviceroboter für die stationäre Pflege voraussichtlich im Jahr 2018 auf den Markt bringen. Das etwa ein Meter hohe, mit einem Navigationssystem ausgestattete Gerät bringt auf Anforderung Pflegeutensilien aus dem Lager bis vor die Tür des Patientenzimmers, wo die Pflegekraft das verbrauchte Material über einen integrierten Tabletcomputer gleich dokumentieren kann. Birgit Graf: „Hindernisse auf seinem Weg erkennt der Pflegewagen automatisch und fährt um sie herum.“  

Fraunhofer IPA, Foto: Rainer BezEin Knochenjob für Pflegekräfte ist das im Alltag oft erforderliche Heben von Personen, sei es zum Wechseln der Bettwäsche, beim Umsetzen auf einen Rollstuhl oder beim Baden. Entlastung bietet ihnen der am Fraunhofer IPA entwickelte teilautonome Lifter „Elevon“ (Foto), der Patienten im Sitzen oder Liegen transportieren kann. Auch hier gilt: Das Konzept ist fertig, ein Industriepartner wird gesucht.

An Ideen mangelt es den Stuttgartern nicht und häufig kommen sie direkt aus der Praxis. „Wir fragen die Pflegekräfte, mit welchen Schwierigkeiten sie im Alltag zu kämpfen haben“, berichtet Birgit Graf, „und versuchen dann, gemeinsam passende Lösungen zu entwickeln.“ Intelligente Assistenzsysteme versteht die Ingenieurin nicht zuletzt als eine Strategie gegen den Personalmangel: „Die körperliche Entlastung soll Pflegekräften helfen, viel länger als die heute üblichen acht Jahre in ihrem Beruf zu bleiben.“

von Lilo Berg

Links:

Video zur Exo-Jacke

Videos zu Care-O-bot

Videos zum Pflegewagen und zum Lifter

Cybathlon – Wettkampf für Athleten mit Behinderungen (unter Einsatz von robotischen Exoskeletten, motorisierten Rollstühlen, etc.):

Literatur:

Inga Mühlenbrock: Alterns- und altersgerechte Arbeitsgestaltung. Grundlagen und Handlungsfelder für die Praxis, Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin, Dortmund 2016. Als gedruckte Broschüre oder PDF unter: http://www.baua.de/de/Publikationen/Publikationen_form.html

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