Ein neuer Forschungsverbund erfasst Pflegeerfahrungen mithilfe KI-basierter Robotik
Mithilfe von künstlicher Intelligenz und humanoider Robotik soll in einem neuen Projekt, an dem auch Forschende der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) beteiligt sind, das wertvolle Erfahrungswissen von Pflegefachpersonen für Auszubildende in der Pflege bewahrt und erfahrbar gemacht werden. Das Förderprojekt „Sensorgestützte Erfassung pflegerischen Erfahrungswissens und Vermittlung durch KI-basierte humanoide Robotik“ wird von der Daimler und Benz Stiftung als „Ladenburger Kolleg“ mit rund 1,5 Millionen Euro gefördert.
Wissen von Pflegepersonal geht verloren
Bis zum Jahr 2050 fehlen in Deutschland nach unterschiedlichen Schätzungen zwischen 280.000 und 690.000 Pflegefachpersonen, da der Pflegebedarf aufgrund der älter werdenden Bevölkerung kontinuierlich steigt. Der demografische Wandel stellt die Pflegeausbildung daher bereits heute vor eine bislang unterschätzte Herausforderung: Denn durch das altersbedingte Ausscheiden erfahrener Pflegefachpersonen geht nicht nur wertvolles Personal verloren, sondern insbesondere auch jahrzehntelang angeeignetes Wissen, das aufgrund persönlicher Erfahrung erworben wurde. Täglich ausgeübte Handlungsroutinen, Interaktionen und intuitive Entscheidungsprozesse lassen sich kaum in Lehrbüchern festhalten oder vermitteln.
„Die Expertise des situativen pflegerischen Erfahrungswissens umfasst zwei wesentliche Aspekte“, erklärt PD Dr. Heiko Gaßner, Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS und Uniklinikum Erlangen. „Dazu zählen das gedankliche Wissen, das auf der klassischen Berufserfahrung beruht, und darüber hinaus das verkörperte Bewegungswissen, das essenziell für die Förderung und Mobilisation pflegebedürftiger Menschen ist.“ Letzteres ist allein im Bewusstsein der Pflegeexperten verankert und entzieht sich damit einer rein verbalen Wiedergabe. Er fügt hinzu: „Beim Ausscheiden einer solchen Pflegefachperson geht genau diese kritische Ressource verloren.“
Wie kann dem Wissensverlust in der Pflege begegnet werden?
Bestehende pädagogische und technologische Ansätze greifen zu kurz, um diesen Wissensverlust zu kompensieren. Als wissenschaftlicher Leiter des neuen Förderprojekts arbeitet Gaßner mit seinen Kollegen in einem interdisziplinären Team bestehend aus Pflege- und Bewegungswissenschaftlern, Ärzten sowie Ingenieuren aus Medizintechnik und Robotik. Mithilfe eines körpernahen Sensornetzwerks wollen die Forscher reale Pflegehandlungen direkt am Körper erfahrener Pflegefachpersonen erfassen. Die gewonnenen Bewegungsdaten sollen analysiert, aufbereitet und anschließend auf einen humanoiden Roboter übertragen werden.
Wie können Roboter in der Pflegeausbildung eingesetzt werden?
In der pflegerischen Ausbildung soll der Roboter künftig eine Doppelrolle einnehmen: Als „Pflegekraft“ demonstriert er bestimmte Bewegungsabläufe, während er als „Pflegeempfangender“ realistische Widerstände der Patienten simuliert. Herzstück des Projekts ist ein Datensatz für pflegerische Interaktionen, auf den eine künstliche Intelligenz zugreift. „Durch die Verbindung mit KI wird der Roboter zu einem intelligenten Lernpartner“, fasst Gaßner zusammen. Das Prinzip lässt sich auch auf andere Bereiche übertragen, in denen Erfahrungswissen systematisch verloren geht, etwa in der industriellen Produktion, im Handwerk oder in der Landwirtschaft.
Die interdisziplinäre Forschung im neuen Förderprojekt findet über einen Zeitraum von drei Jahren mit folgenden Einrichtungen statt: Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Uniklinikum Erlangen und Frankfurt University of Applied Sciences. Zudem sind Partner aus der Pflegebranche eingebunden. Vom Uniklinikum Erlangen werden digitalisierte Mobilitätseinschätzungen, die von Pflegefachpersonen über die vergangenen zehn Jahre bei stationären Patienten erhoben wurden, als Datenbasis zur Verfügung gestellt.
Die Förderlinie „Ladenburger Kolleg“ bietet Wissenschaftlern die Möglichkeit, innerhalb eines interdisziplinären Forschungsverbunds Themenstellungen über einen längeren Zeitraum zu bearbeiten. Unter der Leitung eines wissenschaftlichen Koordinators mit Sprecherfunktion wird das Forschungsthema von mehreren Arbeitsgruppen an unterschiedlichen wissenschaftlichen Einrichtungen im In- und Ausland bearbeitet.
Die Daimler und Benz Stiftung fördert Wissenschaft und Forschung. Dazu richtet sie innovative und interdisziplinäre Forschungsformate ein. Ein besonderes Augenmerk legt die Stiftung durch ein Stipendienprogramm für Postdoktoranden sowie die Vergabe des Bertha-Benz-Preises auf die Förderung junger Wissenschaftler. Mehrere Vortragsreihen sollen die öffentliche Sichtbarkeit von Wissenschaft stärken und deren Bedeutung für unsere Gesellschaft betonen.
Weitere Informationen:
- Weiteres von der Daimler und Benz Stiftung gefördertes KI-Projekt an der FAU: Patientenströme verwalten
- Weitere medizintechnische Projekte: Medizintechnik an der FAU
- Weitere KI-Projekte: Künstliche Intelligenz an der FAU
Kontakt
Jonas Walter
Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik
Wissenschaftliche Mitarbeitende