Der Care-O-bot: ein C-3PO für das Altenheim

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA arbeitet bereits seit über zehn Jahren an Servicerobotern, die in der Pflege zum Einsatz kommen sollen. Bisher war die Tätigkeit der Wissenschaftler durch die Bewältigung technischer Probleme bestimmt: Wie können sich Roboter in einer sich verändernden Umgebung autonom bewegen? Wie dosieren sie ihre Kraft? Wie erkennen sie Sprachbefehle und wie Gegenstände? Nachdem diese Fragen inzwischen weitgehend geklärt sind, trauten sie sich mit der dritten Generation ihres Roboterassistenten Care-O-bot im Rahmen des Projekts „WiMi-Care“ für einen Praxistest in ein Altenheim.

Ganz so menschenähnlich wie der liebenswerte aber nervige Droide C-3PO aus der Star-Wars-Saga sieht der Care-O-bot noch nicht aus. An Fähigkeiten steht er ihm jedoch nicht mehr in vielem nach. Serviceroboter wie der Care-O-bot könnten in Zukunft daher nicht nur in stationären Einrichtungen Pflegekräfte von zeitaufwendigen Routinetätigkeiten entlasten. Sie könnten auch im häuslichen Umfeld zum Einsatz kommen und dort Putzen, Wäsche waschen, Essen zubereiten und servieren oder sich um die Wäsche kümmern. Indem Roboter wie der Care-O-bot Arbeiten übernehmen, die ältere und pflegebedürftige Personen nicht mehr selbst bewältigen, ermöglichen sie ihnen, länger ein eigenständiges Leben in der gewohnten Umgebung zu führen. Und schließlich bieten sich Roboter auch an, um dem durch die demografische Entwicklung in Deutschland erwarteten Pflegenotstand zu begegnen.

In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt WiMi-Care wählten die Forscher gemeinsam mit einer stationären Altenpflegeeinrichtung zwei Einsatzszenarien aus: Zum einen die Versorgung der Bewohner mit Getränken, zum anderen die Nutzung als Unterhaltungsplattform. „Entscheidend für die Auswahl der Szenarien war, dass der Roboter den Pflegekräften mehr Zeit verschafft, um sich mit den Bewohnern zu beschäftigen. Ziel war es, die ausgewählten Einsatzszenarien auf dem Care-O-bot so umzusetzen, dass dieser von den Pflegekräften gesteuert und somit im Rahmen ihrer täglichen Arbeit eingesfgtzt werden kann“, sagt Birgit Graf, die am Fraunhofer IPA die Gruppe Haushalts- und Assistenzrobotik leitet.

Für die Versorgung der Bewohner mit Getränken kann der Care-O-bot mithilfe eines Roboterarms an einem Wasserspender Becher selbstständig füllen und diese den Bewohnern auf einem Tablett servieren. Die Anbindung einer Datenbank und die dem Roboter zur Verfügung stehenden visuellen Möglichkeiten erlauben es, die einzelnen Bewohner zu identifizieren. Während einer Rundfahrt kann der Roboter so gezielt Personen ansteuern, die noch nicht genug getrunken haben.

„Durch die gezielte Ansprache der Bewohner und aktives Nachhaken konnten wir sicherstellen, dass die Bewohner die Getränke nicht nur nehmen, sondern auch davon trinken“, so Fraunhofer-Forscher Theo Jacobs, der die Praxistests vor Ort begleitet hat. Für die Pflegekräfte stellt das eine erhebliche Erleichterung dar, ist doch gerade die Versorgung mit Getränken in ausreichender Menge eine zeitaufwendige und schwer zu kontrollierende Aufgabe.

Aufgaben verteilen die Pflegekräfte an den Roboter mithilfe einer dafür entwickelten grafischen Benutzeroberfläche. „Mit wenigen Klicks kann eine Pflegekraft Care-O-bot dort seine Aufträge für den Tag erteilen und sich dann weiter den Bewohnern widmen“, so Jacobs. Berührungsängste mit dem Roboter gab es bei der Praxisevaluierung nicht. „Die Bewohner haben Care-O-bot neugierig begutachtet und fanden es spannend, ihm bei der Arbeit zuzusehen. Auf der Demenzstation haben einige Bewohner den Roboter sogar richtig ins Herz geschlossen“, berichtet Jacobs.

Roboter als Haushaltshilfe

Im Rahmen weiterer Forschungsprojekte werden jetzt insbesondere die Fähigkeiten von Care-O-bot bei der Unterstützung älterer Personen im häuslichen Umfeld erweitert und erprobt. Das von der EU geförderte Projekt SRS nutzt dabei die Möglichkeit, den Roboter von Angehörigen fernsteuern zu lassen, um so dessen Einsatzfelder zu erweitern. Damit die Verständigung zwischen Mensch und Roboter auch in einer intuitiven und sozial verträglichen Weise erfolgt, sollen im EU-Projekt „Accompany“ Schnittstellen und Komponenten zur Benutzerinteraktion entwickelt werden.

Nach Ansicht der Experten genügt es jedoch nicht, nur den Roboter zu betrachten. „Um die Robotertechnologie in echte Applikationen zu überführen, wird es in Zukunft insbesondere wichtig sein, den Roboter nicht als einzelnes System zu betrachten, sondern als Teil eines Gesamtszenarios, eingebettet in ein umfassendes Dienstleistungskonzept“, sagt Ulrich Reiser, der am Fraunhofer IPA die Entwicklung von Care-O-bot koordiniert. Im vom Bundesministeriums für Bildung und Forschung geförderten Projekt „Tech4P“ werden deshalb Strategien entwickelt, wie sich personenbezogene Dienstleistungen durch den Einsatz von Robotertechnologie unterstützen lassen. „Diese Gesamtsicht schließt unter anderem die Möglichkeit mit ein, dass die Roboter gezielt an eine spezielle Applikation angepasst werden“, so Reiser. „Nichtsdestotrotz ist der alltagstaugliche Alleskönner weiterhin unser ultimatives Entwicklungsziel.“

Einsatzkosten überwiegen Anschaffungspreis

Eine heute auf einer Veranstaltung des Verbandes Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. in Frankfurt am Main vorgestellte Studie des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI hat exemplarisch elf neuartige Anwendungen von Servicerobotern in sieben Zielmärkten untersucht. Dazu zählen die Wartung von Außenanlagen, das Bewegen von Personen in der Pflege, Bodenreinigung, Containertransport im Krankenhaus, Bodenernte oder Produktionsassistenz.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Anschaffungsaufwendungen eines Serviceroboters bei der Betrachtung des gesamten Lebenszyklus in der Regel nur einen Anteil von weniger als 25 Prozent ausmachen. Reduzierte Herstellungskosten fallen daher zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit weniger ins Gewicht als geringere Aktivitäts- und Wartungskosten. Die lassen sich etwa durch ein robusteres und einfacheres Anwendungskonzept erreichen. Gezielte Interviews mit erfahrenen Nutzern ergaben zudem, dass der qualitative Zusatznutzen einer Anwendung in der Regel schlechte Wirtschaftlichkeit nicht ausgleichen kann. Schließlich stellte das Fraunhofer ISI mittels Marktpotenzialanalysen fest, dass in vielen Zielmärkten selbst bei sehr guter Wirtschaftlichkeit der Serviceroboter die Finanzierungsmöglichkeiten der Anwender einen wesentlichen Engpass für die rasche Verbreitung darstellen. Die Technik wurde nicht bemängelt, sie scheint also zu stimmen. Jetzt geht es in erster Linie darum, Konzepte für die Vermarktung zu entwickeln.