Darf ich vorstellen? Das ist Pepper. Pepper ist ein humanoider Roboter: 1,20 Meter klein, 29 kg schwer, große schwarze Augen, entwickelt von dem französischen Unternehmen Aldebaran Robotics SAS und der japanischen SoftBank Mobile Corp. Im Haus der Pflege Magdalena hat die Stiftung Liebenau Pepper zur Probe angestellt. Sie hilft bei der Morgengymnastik, sagt zum Beispiel Übungen an und lobt die Teilnehmenden. Schlagfertig und charmant ist sie auch, wenn man sie zum Beispiel nach ihrem Alter fragt: “Das fragt man eine Dame nicht. Aber ich gehe bestimmt noch als Jugendliche durch…”. Pepper spricht mehrere Sprachen und kann sich zum Beispiel Gesichter merken. Und sie lernt immer mehr dazu, indem sie weiter Daten sammelt.
Angesichts der weltweit alternden Bevölkerung und dem Mangel an Pflegepersonal werden KI-gesteuerte Roboter wie Pepper zu einer notwendigen Realität. Schätzungen zufolge könnten im Jahr 2030 bis zu 500.000 Pflegekräfte alleine in Deutschland fehlen. Für den Markt für medizinische Robotik sind die Aussichten daher vielversprechend:
Heute gibt es eine Vielzahl von Lösungen im Bereich der Robotik. Drei besonders vielversprechende Einsatzbereiche für KI und Robotik in der Pflege stellen wir Ihnen hier vor:
Case 1. Telepräsenzroboter
Telepräsenzroboter dienen Pflegekräften als Augen und Ohren, wenn sie mit ihren Patienten auf Distanz kommunizieren. Möglich wird dies durch eingebaute Kameras, Lautsprecher und Mikrofone. Einige Roboter werden einfach mit Telefonen oder Tablets synchronisiert. Andere können sich bewegen und navigieren, um Hindernissen im Raum auszuweichen.
KI erweitert die Fähigkeiten von Telepräsenzrobotern. Die Linguistische Datenverarbeitung (NLP) verbessert zum Beispiel die Genauigkeit der Spracherkennung, die für die Arbeit mit Menschen unerlässlich ist. Grundsätzlich hilft KI den Robotern, die menschliche Sprache zu verstehen und wiederzugeben. Mit der Zeit lernen sie, wie sie anspruchsvollere Aufgaben erledigen können. Einige Roboter sind so intelligent, dass sie den Gesundheitszustand ihrer Patienten an ihrer Stimme oder ihren Bewegungen erkennen.
Praxisbeispiel
Das National Robotarium ist ein Zentrum für Robotik und KI in Schottland. Dort hat man den Prototyp eines KI-basierten Telepräsenzroboters entwickelt. Mit dieser Lösung können Mediziner sich um Menschen mit Demenz oder Alzheimer aus der Ferne kümmern. Der Roboter nutzt KI, um Daten von Smart-Home-Sensoren zu analysieren und die täglichen Aktivitäten des Patienten zu ermitteln. Der rund um die Uhr verfügbare Assistent ist so konzipiert, dass er auf Notfälle reagieren und bei Bedarf Hilfe leisten kann.
Die Vorteile auf einen Blick
Ein Telepräsenzroboter
- erkennt frühzeitig bestimmte Gesundheitszustände,
- spart Kosten für Diagnosestellung vor Ort,
- entlastet das Pflegepersonal,
- verbessert die Entscheidungsfindung.
Case 2. Pflegeroboter
Roboter können das Pflegepersonal bei vielen alltäglichen Aufgaben unterstützen. Sie können zum Beispiel Vitalwerte der Patienten aufzeichnen und Medikamente ausgeben. Einige Pflegeroboter verfügen über eine gewisse emotionale Intelligenz und können als Begleiter eingesetzt werden. Diese sozialen Roboter informieren über Nachrichten, erinnern Patienten an Termine und stellen den Kontakt zu ihren Familien her. Interessant ist, dass Begleitroboter auch in Form von Tieren eingesetzt werden können. In Deutschland nutzen über 40 Pflegeeinrichtungen Paro – eine Roboter-Robbe. Vor allem bei der Behandlung von Demenzkranken ist die Robbe eine Alternative, wenn es darum geht, die Stimmung von Patienten zu verbessern, Angstzustände und Schmerzen zu reduzieren und das Gefühl von Einsamkeit zu verringern. Und das ohne Einsatz von Medikamenten.
Auf der technischen Seite können Pflegeroboter mit Funktionen zur visuellen Erkennung und Sprachassistenz ausgestattet werden. Dank KI ist es auch möglich, Gesundheitsdaten von eingebauten Kameras und Mikrofonen zu erhalten. KI-Roboter können zum Beispiel nonverbale Hinweise auf Depressionen und Angstzustände erkennen.
Praxisbeispiel
Aibo ist ein KI-Welpe – ein Roboterbegleiter, der von Sony entwickelt wurde. Der Roboterwelpe soll Gesellschaft leisten und den Stresspegel der Patienten senken. Aibo kann seinen Besitzern helfen, mit ihren sozialen und emotionalen Bedürfnissen umzugehen. Die Besitzer können ihrem Roboter einen Namen geben, sein Wachstum beobachten und ihm Tricks beibringen. Durch sein lebhaftes, LED-beleuchtetes Gesicht kann er eine breite Palette von Emotionen widerspiegeln – von Freude bis Wut. Außerdem ist er mit Fisheye-Kameras ausgestattet, die einzelne Gesichter erkennen können.
Die Vorteile auf einen Blick
Ein Pflegeroboter
- entlastet Therapeuten und Pfleger,
- automatisiert Prozesse wie die Aufzeichnung von Vitaldaten und die Medikamentenabgabe,
- erkennt den Gesundheitszustand von Patienten schneller.
Case 3. Rehabilitationsroboter
Rehabilitationsroboter eignen sich für die Behandlung von Patienten mit motorischen Störungen. Sie können ihnen helfen, ihre motorischen Fähigkeiten wieder zu erlernen. Reha-Roboter können auch Menschen mit einer Rückenmarkserkrankung oder einem Schlaganfall in ihrem Alltag unterstützen.
Ein Beispiel für einen Rehabilitationsroboter ist ein Exoskelett, das an den Gliedmaßen des Trägers befestigt wird. Man kann drei Arten von Exoskeletten unterscheiden:
- Ein stationäres Exoskelett – eine stationäre Lösung wie ein Laufband
- Ein Endeffektor-Gerät, das am Ende der Gliedmaße installiert wird, z. B. eine Gehhilfe für die Rehabilitation des Gangs
- Ein tragbares Exoskelett, das als Orthese verwendet wird, um sich an die jeweilige körperliche Aktivität anzupassen
Jede Art von Reha-Roboter kann mithilfe von Sensoren die körperliche Leistungsfähigkeit und Kraft des Patienten erfassen. KI-gestützte Lösungen lesen die Umgebung und analysieren die Bewegungen des Patienten während einer Rehastunde und unterstützen den Nutzer, indem sie vorhersagen, wie er sich bewegen wird. Diese Art von Roboter kann auch anhand der gesammelten Daten lernen. KI hilft auch dabei, die Intensität der Therapie anzupassen. Außerdem können einige Lösungen sogar medizinisches Fachpersonal wie Chirurgen und Pfleger unterstützen.
Exoskelette, die Menschen helfen, sich zu bewegen, haben Motoren und Energiequellen. Daher sind sie schwer. Im Gesundheitswesen ist es entscheidend, Roboter zu entwickeln, die so leicht wie möglich sind. Aus diesem Grund werden Exoskelette nur für bestimmte Körperteile eingesetzt und ihr Aufgabenfeld ist beschränkt.
Praxisbeispiel
Forscher des RIKEN Guardian Robot Project haben ein Exoskelett für Menschen mit eingeschränkter Mobilität entwickelt. Dabei handelt es sich um ein leichtes Exoskelett für den Unterkörper auf Kohlenstofffaserbasis, das an den Unterschenkeln und Oberschenkeln getragen wird. Die eingebaute künstliche Intelligenz hilft dabei, vorherzusagen, wie sich der Nutzer bewegen möchte. So kann das Exoskelett beispielsweise vorhersehen, wenn Menschen versuchen, aufzustehen, und bei der Ausführung dieser Bewegung helfen. Das entlastet auch das Pflegepersonal entscheidend. Denn die Mobilisierung der Patienten ist für Pflegekräfte mit körperlich anstrengenden und sich wiederholenden Tätigkeiten verbunden, die nun das Exoskelett übernimmt.
Die Vorteile auf einen Blick
Ein Rehabilitationsroboter
- unterstützt Medizinpersonal bei sich wiederholenden manuellen Tätigkeiten,
- entlastet den Rücken der Pflegekräfte,
- verringert die Ermüdung des Pflegepersonals,
- verbessert die Patientenversorgung,
- verkürzt die Dauer der Rehabilitation.
Die Zukunft der KI und Robotik in der Pflege
Die Corona-Pandemie und Lockdowns, die wachsende Zahl älterer Menschen und boomende Technologie-Innovationen haben dafür gesorgt, dass KI-Roboter in der Pflege sehr gefragt sind. Hier noch einmal die wichtigsten Treiber der Branche:
- Die Alterung der Bevölkerung. Die zunehmende Zahl älterer Menschen in Deutschland ist Teil des aktuellen demografischen Wandels. Die Zahl der Menschen, die 65 und älter sind, ist seit 1991 von 12 Millionen auf 18,4 Millionen im Jahr 2021 deutlich gestiegen. Eine besonders stark wachsende Gruppe älterer Menschen sind die Hochbetagten, im Alter von über 85 Jahren. Dies geht Hand in Hand mit einer Zunahme chronischer Krankheiten und einem wachsenden Bedarf an Patientenbetreuung und Rehabilitationsangeboten. Laut Angaben des Demografieportals der Bundesregierung wird die Anzahl der Pflegebedürftigen in Deutschland innerhalb der nächsten 20 Jahre von 4,1 Mio. auf 5.4 Mio. steigen.
- Die Digitalisierung. Dazu gehören Wearables, Smart-Home-Geräte und verschiedene medizinische Geräte. Außerdem ist der Anteil der Nutzer von digitalen Technologien, die 65 Jahre und älter sind, in den letzten zehn Jahren deutlich gestiegen.
- Die Pandemie. Das Coronavirus hat die Nachfrage nach verschiedenen Lösungen für die Patientenfernüberwachung – von tragbaren Pflastern bis hin zu Telepräsenzrobotern – verstärkt. Und ihre Beliebtheit nimmt weiter zu.
- Die Innovation. Das Wachstum der technischen Innovationen erstreckt sich von der Allround-Konnektivität über die Verkleinerung der Elemente und die Reduktion der Kosten bis hin zur höheren Genauigkeit der Hardwarekomponenten.
- Die künstliche Intelligenz. KI gewinnt in der gesamten Gesundheitsbranche an Bedeutung: Bis 2029 wird sich der Wert der KI verzehnfacht haben. Virtuelle Pflegeassistenten gehören zu den Top-KI-Anwendungsbereichen im Gesundheitswesen mit großem Potenzial. Dies hat zur Folge, dass die Investitionen in KI-Systeme steigen.
Unterm Strich
Der sich entwickelnde Markt für medizinische Robotik bietet zahlreiche Lösungen und bringt Herausforderungen für Startups mit sich. Wenn Sie bereits mit dem Bau eines KI-Roboters begonnen haben oder gerade darüber nachdenken, einen solchen zu entwickeln, kann Softeq in jeder Phase des Projekts Ihr Technologiepartner werden.
