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Feature Stories - Anpassbare Unterstützungstechnologien für Menschen mit Behinderungen

"Unterstützungstechnologien" (Assistive technologies, AT) haben sich in den letzten Jahren schnell weiterentwickelt, sodass Menschen mit motorischen Behinderungen unabhängiger und komfortabler leben können. Jetzt werden unterstützende IT-Systeme, die mit einem Wimpernschlag, einer Kopfbewegung oder sogar mit einem Gedanken Türen öffnen, Licht einschalten oder eine Verbindung zum Internet herstellen können, noch flexibler und für einzelne Benutzer anpassbarer – dank der Arbeit, die von EU-finanzierten Forschern geleistet wird.
Feature Stories - Anpassbare Unterstützungstechnologien für Menschen mit Behinderungen
Schätzungsweise 2,6 Millionen Menschen in Europa haben Bewegungsprobleme, die mit ihren oberen Gliedmaßen zusammenhängen, und rund 1,3 Millionen von ihnen benötigen Unterstützungstechnologien oder die Hilfe eines menschlichen Betreuers, um alltägliche Aufgaben zu erfüllen. In den entwickelten Ländern steigt diese Zahl auf 2,5 Millionen. Dazu gehören Menschen, die an einer Reihe von Krankheiten, wie Multiple Sklerose und Amyotrophe Lateralsklerose sowie an unterschiedlichen Lähmungsgraden leiden. Darunter das Locked-in-Syndrom, bei dem eine Person möglicherweise nur ihre Augen bewegen kann.

Während viele Menschen bereits Unterstützungstechnologien nutzen - ein Oberbegriff, der unterstützende, adaptive und rehabilitative Geräte für Personen mit Behinderungen umfasst - werden in den meisten Fällen die Systeme und Anwendungen so konzipiert, dass sie eine bestimmte Funktion erfüllen oder jemanden mit einer bestimmten Form von Behinderung unterstützen.

"Was ich als den alten AT-Markt bezeichne, wird von isolierten Anwendungen und Geräten bestimmt, die sich jeweils auf eine spezifische Behinderung oder auf eine bestimmte Fähigkeit des Benutzers konzentrieren. Dies ist im Prinzip gut, da es bedeutet, dass jedes Gerät hervorragend an seine Funktionalität angepasst werden kann", erklärt Stefan Parker, Projektkoordinator und Wissenschaftler am KI-I in Österreich. "Problematisch ist, dass in den meisten tatsächlichen Anwendungsfällen diese Geräte nur einen Teil der Fähigkeiten des Benutzers ausnutzen können oder in anderen Fällen nicht richtig an die Bedürfnisse des Benutzers angepasst werden können, so dass dieser oder diese ein Gerät hat, das für den bestimmten Nutzungszweck nur halb-optimal ist."

Behinderungen lassen sich jedoch nicht kategorisieren. Jeder Mensch ist anders und sogar zwei Menschen, die an der gleichen Krankheit leiden, werden meist sehr unterschiedliche Grade und Arten von Behinderungen haben oder eine Kombination von verschiedenen Behinderungen zur gleichen Zeit. Normalerweise müssen die benötigen Systeme an den einzelnen Betroffenen angepasst werden oder es müssen neue Geräte verwendet werden, da sich die Symptome mit der Zeit verändern.

Um das Problem anzugehen, hat ein Konsortium aus Forschungsinstituten, Universitäten und Privatunternehmen aus sieben Ländern eine kostengünstige und skalierbare Plattform entwickelt, um AT in einer viel stärker personalisierten und flexiblen Art und Weise zu implementieren. Ihr System, das über einen Zeitraum von mehr als zwei Jahren im Projekt "Assistive technology rapid integration and construction set" (ASTERICS) mit einer Finanzhilfe von 2,65 Mio. EUR von der Europäischen Kommission entwickelt wurde, ist bereits in die kommerzielle Produktion gegangen. Durch laufende Forschung soll es weiter verbessert werden.

Assistive auf den Benutzer ausgerichtete Systeme

"Der AT-Markt verändert sich derzeit sehr stark. Auf der einen Seite erobern mobile Geräte wie Smartphones und Tablet-PC die Welt und diese Entwicklung beeinflusst den AT-Markt in besonderem Maße. Auf der anderen Seite werden immer mehr benutzerorientierte und flexiblere AT-Ansätze geschaffen - wobei ASTERICS an erster Stelle steht und auch am wichtigsten ist", so Parker, der die Projektkoordination unterstützt hat.

Im Gegensatz zu herkömmlichen AT-Systemen kann die ASTERICS-Plattform so konfiguriert werden, dass sie den spezifischen Bedürfnissen der einzelnen Anwender gerecht werden kann. Es ist möglich, aus einer Vielzahl von Sensoren auszuwählen, von einfachen Schaltern oder Webcams bis zu erweiterten "Gehirn-Computer-Schnittstellen" (BCI), da die Interaktion mit dem System von den Bedürfnissen und Fähigkeiten der einzelnen Person abhängt.

Die Eingabedaten werden vom "ASTERICS Runtime Environment" (ARE) unabhängig davon, wie diese generiert wurden, verarbeitet. Die Software kann einfach auf einem Windows-Rechner installiert werden und nutzt sogenannte "Modelle", die für jeden Benutzer konfiguriert werden, um Benutzerbefehle auf jedem Gerät zu verarbeiten und auszuführen, sodass mit einem Smartphone oder Computer die Klimaanlage gesteuert oder in der Wohnung ein Fenster geöffnet werden.

Die Modelle werden über ein dediziertes Konfigurationsprogramm, die "ASTERICS Configuration Suite" (ACS) gebaut und konfiguriert, wobei es über eine grafische Oberfläche möglich ist, mehrere Plug-Ins für die Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe zu kombinieren und diese über Daten- und Ereigniskanäle zu verbinden. Einmal vollendet, wird ein Modell einfach zum ARE hochgeladen, wo mehrere Modelle gespeichert werden können, so hat der Benutzer verschiedene Optionen für verschiedene Anwendungsfälle.

Es gibt auch Erweiterungsmodule für den Anschluss von Sensoren, die über ein Standard-USB-Kabel und einen HID-Schalter ("Human Interface Device") entweder an die Plattform oder an einen anderen Computer angeschlossen werden können. Bei einem HID-Schalter handelt es sich um eine kleine USB-Schnittstelle, die sich wie ein drahtloses Standard-Plug-and-Play-Gerät verhält und Maus, Tastatur oder Joystick emuliert.

"Dieser Ansatz führt zu einer völlig neuen benutzerorientierten Entwicklung von AT - der Benutzer muss sich nicht mehr an das Gerät anpassen, sondern das Gerät passt sich dem Benutzer an. Das geht so weit, dass die Nutzer sogar kleine Anpassungen selbst vornehmen können oder ihre Pfleger können diese für sie vornehmen, sodass auf Veränderungen direkt reagiert werden kann", bemerkt Parker. "Das System lässt sich jedes Mal dann neu anpassen, wenn sich der Zustand des Benutzers zum positiven oder negativen verändert - es ist also nicht nötig ein neues Gerät zu kaufen, sobald sich der Zustand verändert. Auch kann das gewohnte Gerät weiter genutzt werden, selbst wenn die Bedienung schwer fällt - jedoch mit neuen Eingabemöglichkeiten oder auch nur mit einer verfeinerten Einstellung."

Menschen mit motorischen Behinderungen, spezialisierte Betreuer und AT-Experten wurden vom ASTERICS-Team während des gesamten Entwurfs- und Entwicklungsprozesses konsultiert und die Prototypenplattform erhielt in den Tests überwiegend positives Feedback.

"ASTERICS wurde von den Benutzern sehr geschätzt und im Laufe der Benutzertests konnten wir den Menschen Möglichkeiten geben, die sie ohne das System nicht gehabt hätten. Einige Benutzer haben seit den Benutzertests das ASTERIC-System weiter genutzt und sind sehr zufrieden damit", sagt Parker.

Entscheidend ist, dass das System relativ billig zu installieren ist und es bestehende Geräte wie die Webcam am Laptop des Benutzers nutzen kann, sodass sich Kosten weiter reduzieren. Parker schätzt, dass die meisten Menschen für eine geeignete Einrichtung rund 500 EUR ausgeben werden müssen - ohne die Kosten für den Kauf eines Laptop oder PC. Jedoch können sich die Kosten auch auf mehrere tausend Euro belaufen, wenn teurere Geräte wie eine Gehirn-Computer-Schnittstelle erforderlich sind.

IMA, ein Projekt Partner in der Tschechischen Republik, produziert derzeit handelsübliche Hardware, zu der auch Eingabe/Ausgabe-Module für den Einsatz mit dem System gehören, während Harpo in Polen, ein weiterer Partner, Hauptvertreter des kompletten Systems ist und Adaptation und Kundenanpassung anbietet.

Das Ziel des Teams ist es nun, die Forschungen fortzusetzen und ein Folgeprojekt zu starten, um das System für die Nutzung mit mobilen Geräten wie Smartphones und Tablets zu erweitern.

ASTERICS erhielt eine Forschungsförderung unter dem Siebten Rahmenprogramm der Europäischen Union (RP7).

Link zu einem Projekt auf CORDIS:

- RP7 auf CORDIS
- ASTERICS Projektdatenblatt auf CORDIS

Link zur Projekt-Website:

- 'Assistive technology rapid integration and construction set' website

Links zu themenbezogenen Videos/Audiomedien:

- ASTERICS Projektvideos

Weitere Links:

- Website der Europäischen Kommission zur Digitalen Agenda

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