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Roboter im Pflege- und Klinikeinsatz

Die Robotik hat ein großes Potenzial in der Gesundheitswirtschaft. So können intelligente Pflegehilfsmittel, wie zum Beispiel durch Robotertechnologien erweiterte Pflegewagen und Personenlifter, das Pflegepersonal unterstützen. Mobile Roboter, die Lieferdienste ausführen oder Personen führen, können die Selbstständigkeit der Patienten unterstützen. Am Fraunhofer IPA werden seit Jahren erfolgreich neue Roboter für dieses Einsatzfeld entwickelt.

Dr.-Ing. Birgit Graf, Leiterin der Gruppe Haushalts- und Assistenzrobotik am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart. © Fraunhofer IPA

Wer die Begriffe „Roboter“ und „Gesundheitswesen“ gemeinsam hört, denkt schnell an humanoide Roboter à la „Star Wars“, die Patienten durch Krankenhausgänge oder in ihre Wohnung schieben. Was für Roboter und an welcher Stelle sie im Gesundheitswesen bereits eingesetzt werden und wie sie in Zukunft Personal und Patienten unterstützen könnten, weiß Dr.-Ing. Birgit Graf, Leiterin der Gruppe Haushalts- und Assistenzrobotik am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart1. Das Fraunhofer IPA hat gemeinsam mit der Forschungsgruppe „Assistive Technologien“ von der Frankfurter University of Applied Sciences im Auftrag der Stiftung Münch die aktuellen Einsatzfelder, Forschungsarbeiten sowie zukünftige Potenziale von Robotern in der Gesundheitsversorgung untersucht2. Dabei unterscheiden die Forscher die Anwendungsfelder Rehabilitation, Unterstützung des Personals in Altenpflegeeinrichtungen, im Krankenhaus oder der ambulanten Pflege sowie Unterstützung des selbstständigen Wohnens.
„Im stationären Bereich werden die ersten Roboterlösungen vermutlich im Bereich der Logistik sein. Also Roboter, die keine Arme haben und deren primärer Nutzen darin sein wird, dass sie in der Lage sind autonom zu navigieren“, erklärt die Ingenieurin. Laut einer Statistik der „International Federation of Robotics“ wurden im Jahr 2016 bereits über 20.000 fahrerlose Transportsysteme (FTS) für Anwendungen außerhalb der Produktion – darunter auch in Krankenhäusern – verkauft3. Die FTS arbeiten dabei jedoch in separaten Bereichen der Krankenhäuser und bringen große Container auf die Stationen. Die Aufgabe des Pflegepersonals ist es den Inhalt auf diverse Zwischenlager und die Patientenzimmer zu verteilen. Aufgrund der hohen Anforderungen an die Infrastruktur rentiert sich der Einsatz von FTS bisher nur in Großkrankenhäusern mit mehr als 600 Betten.

Glossar

  • Mit Kompetenz im biologischen Sinn ist die Eigenschaft eines Bakteriums gemeint, DNA von außen aufnehmen zu können.
  • Lytisch zu sein ist die Eigenschaft eines Bakteriophagen, seine Wirtszelle bei der Infektion zu zerstören.
  • Screening kommt aus dem Englischen und bedeutet Durchsiebung, Rasterung. Man versteht darunter ein systematisches Testverfahren, das eingesetzt wird, um innerhalb einer großen Anzahl von Proben oder Personen bestimmte Eigenschaften zu identifizieren. In der Molekularbiologie lässt sich so z.B. ein gewünschter Klon aus einer genomischen Bank herausfiltern.
  • Die Mikrosystemtechnik basiert auf technischen (Sub-)Systemen, deren funktionsbestimmende Strukturen Maße im Mikrometerbereich aufweisen (ein Mikrometer entspricht einem Tausendstel Millimeter).
  • Bundesministerium für Bildung und Forschung

Logistik bis zum Patientenzimmer auch in kleineren stationären Einrichtungen

Der intelligente Pflegewagen navigiert autonom und erspart den Pflegekräften weite und zeitaufwendige Laufwege. © Fraunhofer IPA / Heike Quosdorf

Die Experten vom Fraunhofer IPA wollen den Nutzen der existierenden Lösungen erhöhen und insbesondere die immer knapper werdende Gruppe der qualifizierten Pflegekräfte unterstützen. Dafür haben sie das Konzept eines intelligenten Pflegewagens entworfen, der in Pflegeeinrichtung beliebiger Größe wirtschaftlich einsetzbar sein soll. Der Pflegewagen, der innerhalb des durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts SeRoDi (Service Robotik in der Pflege)4 gemeinsam mit der Firma MLR System GmbH entwickelt wurde, unterstützt das Personal, indem er Pflegeutensilien automatisch dort bereitstellt, wo sie auch tatsächlich gebraucht werden. „Wir haben gerade drei Systeme im Praxistest, in zwei eher kleinen Altenpflegeheimen als Wäschewagen und in der Station einer größeren Klinik als Verbandswagen“, sagt Graf. Das Pflegepersonal kann den Wagen über ein Tablet zum Patientenzimmer rufen, in dem ein Verbandswechsel gemacht werden soll. Der Wagen wartet aus Gründen der Privatsphäre vor dem angeforderten Zimmer. „In einer zweiten Funktionalität dokumentiert der Wagen, welche Pflegeutensilien man heraus genommen hat. Aktuell geht das noch über einen Touchscreen. Wir sind aber aktuell dabei, den Pflegewagen so weiterzuentwickeln, dass das Personal den entnommenen Gegenstand nur noch unter einen Sensor halten muss und dieser automatisch registriert wird. So weiß man immer, was im Wagen noch verfügbar ist“, berichtet Graf. Sollte ein Gegenstand nur noch in geringen Mengen verfügbar sein, gibt der Wagen eine Warnung aus. Er kann dann ins Lager zurückgeschickt werden, in dem er wieder aufgefüllt wird.

Roboter helfen Qualität der Pflege beizubehalten

SeRoDi ist bereits das zweite Projekt, das Graf zum Thema „Roboter in der stationären Pflege“ betreut. „Vor ein paar Jahren hatte wir das Projekt WiMi-Care5. Das Projekt hat uns die Augen geöffnet, wo genau das Personal die Bedarfe für die Robotik in der Pflege sieht“, sagt Graf. Gleichzeitig kamen die Forscher zu dem Ergebnis, dass die Akzeptanz der Roboter sehr groß ist, wenn klar ist, dass es dabei um eine technische Hilfe für das Personal geht und nicht etwa menschliches Personal ersetzt werden soll. „Ferner ist es neben den funktionalen Aspekten von Bedeutung, ob die Geräte einfach bedienbar und ausreichend zuverlässig sind.

Förderung der Selbstständigkeit von Patienten und Bewohnern

Der Care-O-bot 4 könnte demnächst auch in einer Klinik Besucher und Patienten unterstützen. © Fraunhofer IPA, Fotos: Rainer Bez (2015)

Neben der direkten Unterstützung des Pflegepersonals können Roboter auch die Bewohner eines Pflegeheims oder Patienten bzw. Besucher im Krankenhaus unterstützen. Dieses Einsatzfeld, das 2016 Verkaufszahlen von unter 1.000 Robotern aufwies3, wird unter anderem von einem Spin-off des Fraunhofer IPA, der Mojin Robotics GmbH bedient. Aktuell liegt der Fokus des Unternehmens mit dem Care-O-bot 4 zwar im Einzelhandel: Der Roboter führt dabei in verschiedenen Saturn-Märkten Kunden durch den Laden; Eine ähnliche Funktion kann sich Graf jedoch auch in einem Krankenhaus vorstellen, in dem der Roboter Patienten bzw. Angehörige zu den Behandlungsräumen oder Stationen bringt. Erste Gespräche mit interessierten Einrichtungen laufen bereits. Weitere Anwendungen stehen bereits kurz vor der Praxisphase: „Wir arbeiten aktuell an einem Serviceassistenten, der direkt mit Bewohnern im Altenheim interagieren soll, zum Beispiel indem er Getränke oder kleine Snacks verteilt“, erläutert die Expertin. Da hierzu den Pflegekräften häufig die Zeit fehlt, würde eine solche Funktion das Personal entlasten und den Komfort für die Bewohner erhöhen.

Design der Roboter spielt wesentliche Rolle für Nutzerakzeptanz

Am Beispiel der inzwischen bereits 20-jährigen Entwicklungshistorie des Roboterassistenten „Care-O-bot“6 erklärt Graf, warum ein zu menschliches Aussehen der Roboter nicht unbedingt förderlich für die Nutzerakzeptanz ist: „Wir haben den Care-O-bots ein eher abstraktes humanoides Äußeres gegeben und versuchen insbesondere nicht, den Menschen nachzubauen. Denn unsere Erfahrung zeigt, dass dies einerseits Ängste auslöst, zum Beispiel, dass Menschen eben doch durch Roboter ersetzt werden könnten. Einige Pflegeheime lehnen menschenähnliche Roboter schlichtweg ab. Andererseits werden über das humanoide Äußere gewisse Erwartungen geweckt, was die Möglichkeiten des Roboters angeht: Wenn der Roboter aussieht wie ein Mensch, dann denkt man natürlich, dass er auch alles kann, was der Mensch kann. Davon sind wir technisch aber noch ein ganzes Stück weg. Unter Laborbedingungen können Roboter mit Armen zwar schon mal eben in die Küche fahren und etwas zu trinken holen. In realistischen Einsatzumgebungen verhindern die Komplexität der Umgebung, die sich im menschlichen Umfeld laufend ändert, und die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen für den Einsatz von Roboterarmen im direkten Kontakt mit dem Menschen bisher den flächendeckenden Einsatz humanoider Roboter.“

Hürden für den Einsatz von Robotern in der Gesundheitswirtschaft sieht die Expertin insbesondere im Bereich der Kosten, die für viele Roboter, die komplexere Assistenzfunktionen bereitstellen könnten, noch sehr hoch sind. Auch für bereits ausgereifte Lösungen stellt die Finanzierung eine Herausforderung für die Einrichtungen dar. Leasing-Modelle könnten hier Abhilfe schaffen.

Literatur:

1 Haushalts- und Assistenzrobotik am Fraunhofer IPA https://www.ipa.fraunhofer.de/de/Kompetenzen/roboter--und-assistenzsysteme/haushalts--und-assistenzrobotik.html

2 Robotik in der Gesundheitswirtschaft, Einsatzfelder und Potenziale, Stiftung Münch (Hrsg.), 1. Auflage, 2018

3 International Federation of Robotics: World Robotics Service Robots. Statistics, Market Analysis, Forecasts, Case Studies, ed. by Martin Hägele. Frankfurt am Main 2017.

4 Projekt SeRoDi: Servicerobotik zur Unterstützung bei personenbezogenen Dienstleistungen http://www.serodi.de/

5 WiMi-Care: Förderung des Wissenstransfers für eine aktive Mitgestaltung des Pflegesektors durch Mikrosystemtechnik https://www.uni-due.de/wimi-care/

6 Roboterassistent Care-O-bot http://www.care-o-bot.de

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/de/fachbeitrag/aktuell/roboter-im-pflege-und-klinikeinsatz/