Wenn Muskelkraft ersetzt werden muss

5. Juli 2014, 20:40
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Mit den Augen die Tastatur bedienen, die Maus mit den Lippen steuern: In Wien wollen Forscher Menschen mit eingeschränkter Motorik ein selbstbestimmteres Leben ermöglichen

Wien - Für Menschen mit Querschnittlähmung kann selbst die Bedienung herkömmlicher Alltagsgeräte zum Ding der Unmöglichkeit werden: eine E-Mail schreiben etwa, jemanden über Skype anrufen oder eine Computermaus bedienen. Allein in Europa leben über zweieinhalb Millionen Betroffene, die im Arm- oder Schulterbereich motorisch eingeschränkt sind.

An diesem Punkt setzen Assistive Technologies an, also technische Lösungen, die den Alltag von Menschen mit körperlicher Behinderung unterstützen. Durch Informations- und Kommunikationstechnologien soll den Betroffenen ein weitgehend selbstständiges und komfortables Leben ermöglicht werden. Die Fachhochschule Technikum Wien startet derzeit in diesem Bereich in mehreren parallel laufenden Projekten eine Forschungsoffensive.

Mausklick durch Zwinkern

Das Prinzip ist im Grunde simpel: Wenn Menschen beispielsweise an einer Armlähmung leiden, ergo keine Computertastaturen mit ihren Fingern bedienen können, müssen sie mit technikgestützter Hilfe auf ein anderes Steuerungssignal ausweichen - etwa anhand ihrer Augen.

Aus dieser Überlegung heraus entstand die Idee zur Entwicklung einer Eye-Tracking-Tastatur, die mit bloßer Blickbewegung bedient werden kann.

"Wir haben diese Technik weiterentwickelt, dass man nun mit einer Standard-Webcam, die heutzutage praktisch in jedem Notebook integriert ist, die entsprechende Gesichtserkennung und Bestimmung der Augenposition durchführen kann", sagt Peter Balog, Leiter des Instituts für Embedded Systems am Technikum Wien. Mausklicks könnten so etwa durch Mundbewegungen oder Augenzwinkern ausgelöst werden.

"Es gibt viele Möglichkeiten, wie man die Restmobilität von Menschen mit körperlicher Behinderung ausnutzen kann, um die notwendige Steuerinformation zu gewinnen, die es benötigt, um beispielsweise einen Computer zu bedienen", sagt Balog.

Hilfe via Spieleindustrie

Im Rahmen eines von der Europäischen Union geförderten Projekts haben die Forscher der FH Technikum Wien unter der Leitung von Christoph Veigl eine Art Baukastensystem entwickelt, mittels dessen die technischen Lösungen individuell auf die jeweilige Einschränkung des Benutzers abgestimmt werden können. Insgesamt enthält das System bereits über 120 unterschiedliche Sensoren: von der Steuerung über Muskelspannungen im Schulterbereich über Bewegungssensoren für Finger bis hin zum Messen von Kopfbewegungen.

Für eine Patientin etwa, deren Körper ab dem zweiten Halswirbel abwärts gelähmt ist, wurde eine sogenannte "Lippenmaus" entwickelt: Diese ist an einem Gelenkarm am Tisch montiert und wird mit einem zehn Zentimeter langen Mundstück bedient. E-Mail-Programme, Web-Browser, Videotelefonie und sogar einige Spieleanwendungen können damit bedient werden.

In Diplomarbeitsprojekten von Studierenden des Masterstudiengangs Gesundheits- und Rehabilitationstechnik werden diese technischen Lösungen bereits in der Praxis erprobt. Die Akzeptanz der Patienten sei laut Balog durchwegs hoch.

Dank sich ständig verbessernder Rechenleistungen werden vor allem kamerabasierte Technologien in Zukunft an Bedeutung gewinnen. "Da hilft uns natürlich auch die Spieleindustrie, durch die hochkomplexe Sensoren sehr billig geworden sind", sagt Balog.

Bestes Beispiel ist die Kinect- Kamera, ein von Microsoft entwickeltes Ortsbestimmungssystem, ursprünglich für die hauseigene Spielkonsole X-Box entwickelt: Dieses erkennt etwa bestimmte Gesten oder Wischbewegungen des Nutzers.

Autonomer Rollstuhl

Natürlich kann diese Technik auch für andere Bereiche zunutze gemacht werden - am Institut für Embedded Systems des Technikums Wien sollen Kinect-Kameras unter anderem dabei mithelfen, einen vollautomatisierten, smarten Rollstuhl zu entwickeln.

Derzeit funktioniert die Bedienung elektrisch gesteuerter Rollstühle noch für gewöhnlich über einen Joystick - und bleibt damit Menschen mit einem hohen Querschnitt verwehrt.

Der angedachte "smarte" Rollstuhl hingegen soll auch via Spracherkennung gesteuert werden können. Verbale Äußerungen des Benutzers soll der Rollstuhl via integrierte Software ortsbestimmend zuordnen können. Die Aussage "Fahr mich ins Wohnzimmer" soll entsprechend bewirken, dass das Gerät sich genau dorthin in Bewegung setzt.

Eingebaute Kameras sorgen dafür, dass umliegende Hindernisse - etwa Stühle oder Stiegengeländer - eigenständig erkannt werden und gezielt umfahren werden.

Derzeit befindet sich das Forschungsprojekt noch in der Aufbauphase, erste Ergebnisse werden in frühestens einem Jahr erwartet. (Fabian Kretschmer, DER STANDARD, 2.7.2014)

  • Mit technischen Hilfsmitteln die körperliche Behinderung überwinden:  Assistive Technologies sorgen für ein möglichst autarkes Leben der Betroffenen.
    foto: ap

    Mit technischen Hilfsmitteln die körperliche Behinderung überwinden: Assistive Technologies sorgen für ein möglichst autarkes Leben der Betroffenen.

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