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Radartechnik

Radarsensoren in der Tischplatte

20. Mai 2021, 09:54 Uhr   |  Harry Schubert

Radarsensoren in der Tischplatte
© Volker Mai/Fraunhofer IZM

Die in der Tischplatte integrierte Gestensteuerung hilft nicht nur in der Altenpflege, sondern kann auch für virtuelle Welten auf Messen oder in der Medizintechnik eingesetzt werden.

Ein Tisch mit Radarsensoren soll handelsübliche Gegenstände mit Kommunikationstechnik verbinden. Er soll in der Beschäftigungstherapie von Menschen mit Demenz wie auch individuell pflegebegleitend eingesetzt werden und wird im Rahmen des Forschungsprojekts »Daysi« entwickelt.

Ziel des Forschungsprojekts Daysi (Entwicklung eines interaktiven Pflege- und Alltagsassistenzsystems auf der Basis eines berührungslosen Power- und 60 GHz Interface) ist es, Möbelstücke mit an Demenz erkrankten Menschen kommunizieren zu lassen. Sie sollen damit die betroffenen Personen und ihre Betreuung im Alltag unterstützen.

Grundlage ist ein einfacher Tisch, der mit Radar- und Kommunikationstechnik ausgestattet ist. So kann beispielsweise in einer Kunstblume eine Sprachsteuerung eingebaut sein oder in einem Bilderrahmen ein kleiner Beamer. Durch eine im Tisch integrierte Datenbank können dem Pflegepersonal Bilder, Lieder und weitere Informationen für die individuelle Ansprache bereitgestellt werden.

Bereits im Aufnahmegespräch kann ein solcher Tisch zum Einsatz kommen: Häufig wiederkehrende Verhaltensmuster, wie etwa die Ansprache der Kinder, werden per Spracherkennung verarbeitet und mit einer angepassten Reaktion beantwortet. Sensible Informationen lassen sich sperren, so dass nur autorisiertes Betreuungspersonal über eine Sicherheitsabfrage die Möglichkeit zur Freischaltung erhält.

Gegenstände für die gestengesteuerte Kommunikation nutzen

Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM entwickelt in dem Forschungsprojekt Daysi die gesamte Oberfläche. Dazu zählt die Hardware für den Radarsensor, die Funkkommunikation und das kontaktlose Laden der Akkus (Wireless Charging) zur Versorgung der einzelnen Komponenten. Durch die Integration dieser Elemente wird der Tisch zu einem interaktiven Interface, auf dem handelsübliche Gegenstände gestengesteuerte Kommunikationsmittel werden.

Die einzelnen Komponenten sind die Kontaktpunkte zu einem in der Tischplatte integrierten Mini-Computer. Zusätzliche externe Bestandteile des Systems, wie z. B. Projektoren, Kameras sowie ein Spracherkennungssystem, können über die Funkschnittstellen des Tisches verbunden und bei Bedarf in Alltagsgegenständen, wie Vasen oder Bilderrahmen, eingebaut werden. All diese Gegenstände sollen mittels einer automatischen Abspieltechnik verbunden werden, sodass sie sich bei Benutzung direkt mit dem Rechner verbinden.

Neben verschiedenen Funkkommunikationsschnittstellen und einer Ladevorrichtung wird auch eine Gestenerkennung in Zusammenarbeit mit dem Software-Partner Creonic integriert. Weitere Partner im Daysi-Projekt sind die Contag AG für den Aufbau der Elektronik, die Böhm-Gruppe für den Einbau der Elektronik in den Tisch sowie die Evangelische Altenhilfe Duisburg GmbH und die Charité́ Universitätsmedizin Berlin, um den Tisch im realen Anwendungsumfeld zu testen und einzusetzen.

Nach ungefähr der Halbzeit des Projektverlaufs sind sich die Projektpartner einig: »Das Daysi-Interface wird das Feld der Patient*innenversorgung revolutionieren. Solche Systeme können die Pflege deutlich vereinfachen. Auch andere Anwendungsfelder sind denkbar, wie beispielweise die Spieleindustrie«, sagt der Projektleiter Christian Tschoban vom Fraunhofer IZM, aus dessen Team die Idee zu der Technik in dem Tisch stammt.

Prototyp – auch für Spiele

Derzeit arbeitet das Konsortium an der Schaltung für einen Prototypen des Interfaces. Der Demonstrator wird anschließend durch die Projektpartner in den Tisch eingebaut und die Machbarkeit, Akzeptanz sowie die möglichen Kommunikationsfehler durch die Charité́ Universitätsmedizin Berlin und die Evangelische Altenhilfe Duisburg in verschiedenen Einsatzszenarien getestet. So werden beispielsweise per Projektor Familienangehörige oder Freunde simuliert, die über den Tisch mit den Betroffenen kommunizieren und interagieren können. Mittels Gestenerkennung soll die beruhigende Wirkung abgeschätzt und bei ausbleibendem Erfolg der Pflegedienst informiert werden.

Damit der Tisch auch bei der aktivierenden Animation unterstützen kann, wurden Spielmöglichkeiten integriert, die über die in den Tisch eingelassenen Spulen, den Beamer und die Gestenerkennung gesteuert werden können.

Pflegeexperten untersuchen auch, inwiefern es an Demenz erkrankten Menschen hilft, ihre bislang passive Umwelt plötzlich interaktiv zu erleben. Unterdessen testen die Fraunhofer-Forscher die Funktionen der integrierten Radartechnik und des miniaturisierten Systems. Bislang gab es derartige Systeme nur in weitaus größerer Form.

Das Forschungsprojekt Daysi mit einem Volumen von 2,11 Mio. Euro wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung zu 74 Prozent gefördert. Es läuft noch bis Ende 2021. Der Projektname Daysi ist ein Kunstwort aus »day« – Abkürzung zu daily (täglich) – und »si« – Abkürzung zu simple (einfach). Bis dahin arbeiten alle Projektpartner an dem interaktiven, alltagstauglichen Assistenzsystem für an Demenz erkrankte Menschen, das zum Projektende in Pflegeeinrichtungen und der häuslichen Umgebung eingesetzt werden soll.

Basis für Multi-Touch-Tische für VR-Anwendungen

Neben der Altenpflege streben die Fraunhofer-Forscher zusammen mit der Technischen Universität Berlin auch eine Zusammenarbeit mit Garamantis an. Anders als die Multi-Touch-Tische der Firma, die bisher noch kapazitiv wie übliche Touchscreens funktionieren, sollen die interaktiven Welten künftig mittels Gestensteuerung bedient werden. Erste Projektanträge der Entwicklung einer 3D-Gestensteuerung für Multi-Touch-Umgebungen mittels neuartiger Multi-Radar-Sensoren für virtuelle Realitätsumgebungen sind eingereicht. Diese bieten eine Grundlage für weitere Anwendungsfelder wie autonomes Fahren oder als Erleichterung für ältere und beeinträchtigte Personen, wie z.B. Sehbehinderte.

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