Was sind Persönliche Assistenzsysteme?

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1 Persönliche Assistenzsysteme für Gesundheit, Sicherheit und Komfort 13. Münchner Wissenschaftstage»Wandel der Gesellschaft - Wandel der Welt«16. November 2013 Thomas Norgall Fraunhofer Allianz AAL Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen IIS Was sind Persönliche Assistenzsysteme? Persönliche Assistenzsysteme: bestehen aus vernetzten Komponenten (z.b. Sensoren, Geräte), die in eine gemeinsame Umgebung integriert sind (»ambient«), entsprechen persönlichen Bedürfnissen des Nutzers, kennen einzelne Nutzer und deren Bedürfnisse / Wünsche und passen sich gegebenenfalls an den Nutzer an. Der Einsatz solcher Systeme wird insbesondere im EU-Raum als Ambient Assisted Living (AAL) bezeichnet. Persönliche Assistenzsysteme / AAL-Systeme: können teilweise gleichzeitig Gesundheit, Sicherheit, Komfort, Energieeffizienz etc. fördern 2

2 AAL : Assistenzsysteme (nicht nur) für ältere Menschen - Wann ist Technik AAL? 3 Demografischer Wandel: wie die Gesellschaft altert Quellen: Statistisches Bundesamt, BMGS, DIW Anzahl der Menschen in der Deutschland über : 11 Millionen 2040: 18 Millionen 4

3 Forschungsthemen der EU: AAL Joint Programme Call 1: Chronic Conditions Call 2: Social Interaction Call 5: Home Care 5 Call 3: Self-Serve Society Call 4: Mobility Call 6: AAL@work Persönliches Assistenz-Szenario 1: Guten Morgen 6

4 Persönliches Assistenz-Szenario 2: Im Badezimmer 7 Persönliches Assistenz-Szenario 3: Küchen-Chaos 8

5 Persönliches Assistenz-Szenario 4: Ein Notfall! 9 Bausteine für AAL-Systeme: Sensoren Handelsübliche Haustechnik- Komponenten (»Smart Home«,»Domotik«) Tür- und Fensterkontakte Brandmelder Bewegungsmelder Verbrauchszähler Kameras Wireless Sensor Module Quelle: Fraunhofer IZM 10

6 AAL-Schlüsseltechnologie Bodenlokalisierung Sturzerkennung über Sensorik im Fußboden Ein Drittel der Menschen über 65 stürzt einmal pro Jahr Bei 20% ergeben sich daraus Mobilitätseinschränkungen Quelle: Fraunhofer IGD, Fraunhofer IESE 11 Mögliche Dienste auf Basis der Bodenlokalisierung Sturzerkennung mit angebundenen Notrufsystem Einbruchserkennung: ist jemand im Haus unterwegs wenn ich weg bin? Warnungen beim Verlassen der Wohnung: Fenster geschlossen? elektrische Geräte noch an? Wasser aus? Warnung, wenn Demenzkranker Wohnung oder Bett verlässt Wegelicht: Lichtsteuerung nachts beim Toilettengang Energieeinsparung: Licht geht aus, wenn ich Zimmer verlasse Heizung von nicht genutzten Räumen drosseln Erkennung von Verhaltensmustern und deren Änderung, z.b. Schlafstörung / Nachtaktivität, häufiger Toilettengang, Inaktivität Bei Feuer/Katastrophen: Ist noch jemand in der Wohnung? Wo ist die Person? 12

7 Kapazitives Lokalisierungssystem (nicht nur) für Fußböden Sensoren: Gitter passiver Elektroden für alle nichtleitenden Materialien Sensorelektronik in der Fußleiste nachrüstbar + austauschbar Kommunikation der Sensorelektronik über ein Bussystem Angestrebter Verkaufspreis unter 50 / m² Quelle: Fraunhofer IGD 13 Schlafmonitoring mit kapazitiver Lokalisierung Demo Overview Augmented Bed Home Automation Gestures 3D Navigation 10% der Bevölkerung haben ständig Schlafstörungen Verhütung von Dekubitus (Wundliegen) Erkennen, wenn Umlagern vergessen wurde oder sich Patient von alleine gedreht hat Quelle: Fraunhofe IGD 14

8 Gestikerkennung über kapazitive Sensorik Kapazitive Sensoren in Tablet oder Tisch 15 Gestikerkennung über Kameras die heute gängige Technologie Berlin, 24. Juni 2010 Quelle: Fraunhofe IGD 16

9 Systemkomponenten für AAL-Systeme Aktoren Rolladensteuerung Fenstersteuerung Beleuchtungssteuerung Herdabschaltung Heizungsabschaltung bei Fensteröffnung Notruf Haus-Notrufsysteme:»Funkfinger«System aus Basisstation und Notrufsender Vivago-Notrufarmband differenzierte Alarme und Meldungen AVM, GIRA, Vivago 17 SenioMobil: mehr Sicherheit und Mobilität für Senioren Armband mit 3-Achsen-Beschleunigungssensor, Ortung/Navigation (GPS), Datenübertragung (GPRS / UMTS) Notruffunktion Benachrichtigung von Vertrauenspersonen Navigationsunterstützung g beim Spazierengehen Erinnerung an Einnahme von Medikamenten Quelle: Fraunhofer IPMS 18

10 AAL-Anwendungen zur Mobilitätsunterstützung Nahtlose globale Ortung im Freien und in Gebäuden, d.h. überall (GPS & WLAN & Inertialsensorik) Navigation und fußgängergerechte Wegeplanung in Städten mit / ohne Begleitfahrzeug (Scooter) Teilautonome Scooter- Fahrfunktionen Bayerischer Forschungsverbund FitForAge Themenfeld II: Menschen bleiben länger mobil (Fit4Mobility) 19 Quelle: Fraunhofer IMS / InHaus 20

11 Systemlösung AAL-Badezimmer (inbad) Interaktiver Spiegel 2. Höhenverstellbarkeit 3. Medikamentenschrank 4. Berührungsloser Wasserhahn mit integriertem Seifen- und Lotionsspender 5. Toilette mit Duschfunktion 6. Dusche mit Sturzerkennung (nicht abgebildet) Quelle: Fraunhofer IMS / InHaus 21 GEWOS - der intelligente Fitness-Sessel GEsund WOhnen mit Stil Verwandlung in Trainingsgerät virtuelle Umgebung Messung und Darstellung von: Herzfrequenz Blutsauerstoff Blutdruck Körpergewicht Sitzposition Quelle: Fraunhofer IIS 22

12 Roboter zur Unterstützung im Haushalt Statistik: Roboter für den häuslichen Bereich Jahresumsatz weltweit [in Mio. US$] 2011: Umsatz 0,64 Mrd. US$, Absatz 2,5 Mio. Stück (250 US$ / Stück) Zum Vergleich: Roboter zur Unterstützung Älterer / Behinderter: weltweit ca. 150 Stück Quelle: IFR -Statistical Department, Bilder: Aldebaran NAO, Windoro, Samsung, neato xv, Viking imow 23 Assistenz-Roboter bald bezahlbar? Care-O-bot 3 Interaktiver Butler: Aufnehmen von Bestellungen Verteilen von Getränkeflaschen Quelle: Fraunhofer IAO MobiNa Mobiler Notfallassistent Lokalisierung der verunglückten Person Videotelefonie-Funktion Verbindung mit Angehörigen Notruf 24

13 MyRehab Häusliche Rehabilitation Anleitung Kontrolle Feedback Motivation Laufende Überwachung und Anpassung der Therapie durch einen Therapeuten Quelle: Fraunhofer FOKUS Kontrolle der Bewegungsamplitude (Flankendehnung) 25 MyRehab-Therapeutenumgebung am PC Log in-screen Therapie-Editor Quelle: Fraunhofer FOKUS Patientendaten Kommunikationsfenster 26

14 Mobiles Rehasystem mit Android-Smartphone Bewegungserfassung und Animation mit diversen Apps 3-Achsen-Bewegungssensor mit Bluetooth-Schnittstelle Quelle: Fraunhofer FOKUS cm 27 Einfache Bedienung: ein K.O.-Kriterium! Quelle: Fraunhofer IMS / InHaus 28

15 »Bedienung Glückssache«wegen fehlender Geräte-Interoperabilität! Berlin, 24. Juni Chancen und Grenzen von Intelligentem Wohnen und AAL Quelle: Philips Herausforderung Interoperabilität: Welche Standards brauche ich für mein AAL-System? Cabled Networks: Ethernet (32 Varianten!), HomePlug, HomePlugAV Point-to-Point: DisplayPort, DVI, FireWire, HDMI, SCART, USB Field Buses: BACnet, BatiBUS, EHS, KNX/EIB, LON Wireless Networks: WLAN, ZigBee, Z-Wave, EnOcean, Bluetooth, DECT, HomeRF Network Protocols: AFP, BitTorrent, Bonjour/Zeroconf, CalDAV, CUPS, DHCP, DNS, DPWS, DynDNS, FTP, HTTP, IMAP, IPP, IRC, JetDirect, LDAP, LPR, NAT-PMP, NFS, OMA DM, POP3, RTP, RTSP, SIP, SMB, SMTP, SNMP, SSDP, SSH, TFTP, TR-069, UPnP, WebDAV, CHAIN/AIS, SML, Medical: aecg, CCD, CCR, CDA, DICOM, EDF, EDIFACT, HL7, IHE, ISO/EN 13606, ISO/ IEEE 11073, PHMR, SCP-ECG, xdt, XPHR, ICD-10, ICHI, ICPM, LOINC, OPS, SNOMED, UCUM, UMLS Runtime: OSGi,.NET, Linux, MIDP Middleware: Agent System, SOA, Event Based, URC Eine große Herausforderung für Produktdesigner, Entwickler, Integratoren Quelle: OFFIS-Institut 30

16 Herausforderungen Interoperabilität: Optionen Was können AAL-Entwickler tun? Alle Standards unterstützen? Zu teuer! Warten auf einen Standard, der alle anderen ersetzt? Gibt es vielleicht niemals! Einen Standard wählen und Unverträglichkeit mit allen anderen akzeptieren? Schlecht, aber oft die einzige Möglichkeit! Software z.b. in Schichten organisieren, so dass eine Schicht von Details der darunterliegenden abstrahiert und definierte (Standard-)Schnittstellen ermöglicht? Gut, wenn möglich! Quelle: OFFIS Institute 31 Der Weg zur Etablierung eines De-facto-Standards für AAL: universaal / ReAAL Zeit vor universaal Konsolidierung Real Life - Betrieb mit 7000 Nutzern in: DE DK ES FR IT NL NO Öffentlichkeitsarbeit Unterstützung von Entwicklern (»Community Building«) Schulung von Fachkräften (Planer, Handwerker, Anwender) Zertifizierung von Produkten kommunale Beratungsstellen (BMBF- Ausschreibung) Vertrauen schaffen durch Pilotvorhaben / Musterwohnungen 32

17 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Thomas Norgall Fraunhofer-Allianz Ambient Assisted Living AAL / Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS / BMT Am Wolfsmantel 33 D Erlangen nor@iis.fraunhofer.de 33