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Roboter

Pepper, Elevon und Co.: Werden wir in Zukunft von Robotern gepflegt?

© Adobe Stock

21. März 2019

Der demografische Wandel macht sich in kaum einem anderen Bereich so bemerk­bar wie in der Pflege. Während die Anzahl der Pflege­bedürftigen wächst, scheiden gerade ältere Fach­kräfte aufgrund der hohen Belastung oft früh­zeitig aus. Um dem akuten Personal­mangel entgegen­zuwirken, sollen künftig auch elektronische Pflege­helfer zum Einsatz kommen.

Im Bauch des Uniklinikums Köln sind sie bereits unter­wegs: 91 Roboter surren durch das sechs Kilo­meter lange System aus Gängen und Fluren, das die Klinik­gebäude unter­irdisch mit­einander verbindet. Entwickelt wurden die flachen Roboter­wagen ursprünglich für die Industrie­logistik. In der Kölner Uniklinik transportieren sie Roll­container, die etwa Essen oder Wäsche für die Patienten enthalten. Auf ihren bis zu 3.000 täglichen Fahrten, die von einem Zentral­computer gesteuert werden, folgen sie festen Fahr­spuren, an denen sie sich durch Sensoren orientieren. Auch in der Uniklinik Jena oder im Kranken­haus Nord in Wien bringen batterie­betriebene Logistik­roboter Speisen und Materialien von A nach B – unbemerkt von Patienten oder Besuchern. Doch bald könnten Letztere oder auch die Bewohner von Alten­heimen tag­täglich mit Robotern in Kontakt kommen. Und das hat ganz pragmatische Gründe.

Roboter gegen den Pflegenotstand

Rund 35.000 Pflege­kräfte fehlten Berechnungen der Bundes­regierung zufolge 2017 in deutschen Kranken­häusern und Pflege­heimen. Besonders dramatisch ist die Situation in der Alten­pflege: Auf 100 offene Stellen kamen nur 21 arbeits­lose Fach­kräfte. Ein Problem, das sich durch den demo­grafischen Wandel weiter verschärft: 2025 werden 200.000 Pflege­kräfte fehlen, prognostiziert das Statistische Bundesamt. Die Bertelsmann-Stiftung spricht in einer Studie gar von 430.000 unbesetzten Stellen für 2030. Um dem Personal­mangel entgegen­zuwirken, sollen künftig auch elektronische Helfer in der Pflege zum Einsatz kommen. In Japan, wo die Geburten­raten im Vergleich mit anderen Industrie­nationen besonders niedrig und die Zahl der Rentner über­durch­schnittlich hoch sind, wird bereits seit Jahren mit Robotern im Pflege­bereich experimentiert. Auch das Bundes­ministerium für Bildung und Forschung will das Potenzial für Roboter in der Pflege ausloten und fördert Pilot­projekte in diesem Bereich mit 20 Millionen Euro.

So unterstützt das Bildungs­ministerium beispiels­weise das Projekt „Anwendungs­nahe Robotik in der Alten­pflege“ (ARiA) der Fach­hoch­schule Kiel und der Universität Siegen. Die Forscher besuchen etwa eine Demenz-Wohn­gruppe in Kiel mit der Roboter­dame „Emma“. Die macht mit den Bewohnern Gedächtnis­training, spielt Memory, stellt Quiz­fragen, tanzt oder liest ihnen vor. Emma heißt eigentlich „Pepper“ und wurde von einer Tochter­firma des japanischen Technologie­konzerns Softbank dafür entwickelt, menschliche Sprache, Gestik und Mimik zu erkennen. Hotel­ketten nutzen sie am Empfang, am Flughafen in München erklärt sie den Weg zum Terminal, aber eben auch Pflege­forscher haben die rund 17.000 Euro teure Roboter­dame mit den Kuller­augen für sich entdeckt. Die Forscher aus Kiel und Siegen wollen heraus­finden, wie ein solcher Roboter die Lebens­qualität von Senioren verbessern „und Pflege­kräfte unter­stützen kann“, so Volker Wulf, Professor für Wirtschafts­informatik an der Universität Siegen. Dazu testen sie, wie Bewohnerinnen und Bewohner sowie Pflege­kräfte auf Pepper reagieren, und entwickeln in Kooperation mit Letzteren Anwendungen für den Roboter, mit denen dieser die Senioren beruhigen, aktivieren oder ihr Gedächtnis anregen kann. Das ist besonders für Demenz­patienten wichtig. Ersetzen soll der Roboter menschliche Pflege­kräfte allerdings nicht, sondern diese vielmehr entlasten – damit ihnen letztlich mehr Zeit bleibt, um sich um die Senioren kümmern zu können.

Entlasten, nicht ersetzen

Überhaupt werden die meisten sozialen Tätigkeiten, die einen Groß­teil der Pflege ausmachen, weiterhin Spezial­gebiet menschlicher Pflegender bleiben, betont Birgit Graf vom Fraunhofer-Institut für Produktions­technik und Automatisierung IPA. „Zwischen­menschliche Kommunikation oder Interaktion werden Roboter auch lang­fristig nicht so gut beherrschen, dass sie Menschen ersetzen können“, sagt die Leiterin der Gruppe Haushalts- und Assistenz­robotik am IPA. Zuhören, trösten, sich einfühlen und auch wortlos Bedürfnisse verstehen, das ist den elektronischen Helfers­helfern nicht gegeben. Wie Roboter aber Pflegerinnen und Pfleger zeitlich und körperlich entlasten können, daran forscht Ingenieurin Graf mit ihren Kollegen in Stuttgart.

„Zwischenmenschliche Kommunikation oder Interaktion werden Roboter auch langfristig nicht so gut beherrschen, dass sie Menschen ersetzen können.“

Dr.-Ing. Birgit Graf, Leiterin der Gruppe Haushalts- und Assistenzrobotik am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Damit das Personal künftig weniger Zeit für Lauf­wege und die Dokumentation von verbrauchtem Material auf­wenden muss, hat das Team im Rahmen des Projekts „SeRoDi“ unter anderem mit dem Hersteller MLR einen „intelligenten Pflege­wagen“ entwickelt. Per Smart­phone ruft die Pflege­kraft ihn an den gewünschten Einsatz­ort, dann navigiert er selbst­ständig zum Ziel und kann dabei falls nötig auch einen Fahr­stuhl nutzen. Mithilfe eines 3-D-Sensors erkennt der Pflege­wagen das entnommene Material. Wird es knapp oder geht der Akku zur Neige, fährt er nach Freigabe durch das Personal selbst­tätig ins Lager oder an die Lade­station.

Intelligenter Pflegewagen

Getestet wurde der Pflege­wagen über mehrere Wochen in zwei Senioren­heimen und in der Universitäts­klinik in Mannheim. War er in den Heimen für den Wäsche­transport zuständig, versorgte er die Pflege­kräfte in der Klinik mit Verbands­material. Das steckt in sogenannten Modul­körben, die in der Kranken­haus­logistik gefüllt und vom Personal auf den Stationen unkompliziert gewechselt werden können. In einem nächsten Schritt soll auch der Wechsel der Körbe automatisch erfolgen, um den zeitlichen Aufwand für das Personal weiter zu reduzieren. Doch bereits jetzt hätten die Pflege­kräfte die Unterstützung durch den Pflege­wagen als Entlastung wahr­genommen, erzählt Ingenieurin Graf.

Wie die Transportroboter in der Uniklinik in Köln fährt der Pflege­wagen auf fest­gelegten Fahr­spuren. Kreuzt ein Hindernis seinen Weg, umfährt er es und biegt zurück auf die Spur. Damit der Pflege­wagen im zackigen Takt des Pflege­all­tags nicht hinter­her­rollt, aber auch keine Patienten durch ein allzu forsches Tempo erschreckt, kann er seine Geschwindig­keit dynamisch und situativ anpassen. Erkennen seine Sensoren eine Hürde, drosselt er voraus­schauend sein Tempo. Um die Fahr­weise des Roboters weiter zu optimieren, arbeiten Graf und ihre Kollegen gerade an einem Sensor, der zwischen Personen und anderen Hindernissen unter­scheiden kann. „Wenn etwa ein Essens­wagen auf dem Gang steht, kann er schneller daran vorbei­fahren, als wenn dort eine Person läuft“, erläutert die Ingenieurin des IPA.

Der Roboter reicht Getränke

Neben dem intelligenten Pflegewagen machten die Bewohner des Senioren­zentrums Waldhof in Mannheim auch Bekanntschaft mit dem robotischen ServiceAssistenten. Saßen sie im Aufent­halts­raum, rollte der ServiceAssistent heran, um ihnen per Sprach­ausgabe ein Getränk anzubieten, das sie sich via Touch­screen aussuchen konnten. Dazu wurde er vorab von den Pflege­kräften mit Getränken bestückt und auf die Runde geschickt. Dann berechnete er anhand einer Umgebungs­karte selbst die optimale Route zu den Bewohnern. Berührungs­ängste hatten die Senioren keine, erzählt Graf. Und auch bei den Pflegerinnen und Pflegern kam der Roboter-Assistent gut an. „Das Feedback war sehr gut, gerade weil das Personal nicht die ganze Zeit vor Ort sein kann, um darauf zu achten, dass die Leute genug trinken“, so die Ingenieurin. In einer weiteren Entwicklungs­stufe könnte der Roboter mit der Software für die Dokumentation gekoppelt werden, damit das Personal immer weiß, welche Getränke an wen aus­gegeben wurden. Ebenfalls angedacht ist eine stärkere Individualisierung des Systems. Durch die Verknüpfung mit der Patienten­daten­bank könnte der ServiceAssistent künftig auch gezielt etwa auf Unverträglich­keiten einzelner Patienten reagieren.

Pflegekräften unter die Arme greifen

Auch die hohe körperliche Belastung in den Pflege­berufen sollen Roboter reduzieren helfen. Laut einer Befragung der Bundes­anstalt für Arbeits­schutz und Arbeits­medizin schleppen Pflegende mehr als Bau­arbeiter. „In der Industrie, etwa in der Montage, gibt es unzählige Arbeits­hilfen, um die körperliche Belastung auf ein Minimum zu reduzieren. Hier sehen wir großen Bedarf, auch Pflege­kräfte mit solchen Hilfen aus­zustatten“, erklärt Ingenieurin Graf das Ziel. Roboter könnten beispiels­weise beim Heben und Umbetten der Patienten mithelfen und so auch dafür sorgen, dass Fach­kräfte wegen körperlicher Über­lastung nicht vor­zeitig aus dem Beruf ausscheiden. „Wenn es uns gelingt, die Leute zu halten, die schon lange in diesem Beruf arbeiten und ihn auch gerne weiter ausüben wollen, haben wir viel gewonnen“, sagt Birgit Graf. Gemeinsam mit ihrem Team hat die Ingenieurin etwa den Prototyp eines Multi­funktions­lifters namens „Elevon“ entwickelt, der selbstständig zum Einsatzort kommt und die Pflegekraft bei der Patienten­auf­nahme aktiv unter­stützt. Solche Systeme serienreif zu machen sei aber nach wie vor mit technischen Heraus­forderungen verbunden, so die Expertin. Da die Roboter große Kraft benötigen, besteht bei eventuellen Fehl­funktionen auch ein erhöhtes Verletzungs­risiko für Patienten. „Um diese Systeme entsprechend sicher zu gestalten, müssen neue technische Lösungen erarbeitet werden, die aktuell noch nicht am Markt verfügbar sind“, stellt Graf fest.

Auch Exoskelette bieten prinzipiell ein großes Potenzial, um den Pflegenden bei Hebe­tätig­keiten zu helfen. Ihre Entwicklung steht jedoch vor ähnlichen technischen Heraus­forderungen wie eigen­ständige Trage­roboter. „Um sich in den Pflege­all­tag zu integrieren, müssen sie zudem schnell an- und abgelegt werden können und dabei möglichst unauffällig aussehen“, erklärt Graf. Die Senioren sollen schließlich keinen Schock bekommen, wenn die Robo-Pflegerin zur Tür herein­kommt.

Serienreife steht noch aus

Bislang sind Roboter für den Pflege­einsatz auch inter­national noch kaum über die Proto­typen-Phase hinaus­gekommen. Laut Birgit Graf könnte sich das in den nächsten Jahren aber zunächst bei Transport- und Assistenz­robotern ändern. „Technisch sind diese Systeme bereits sehr weit entwickelt“, so die Ingenieurin. Auch wirtschaftlich könnte sich der Einsatz der kostspieligen Geräte rechnen: „Voraus­gesetzt, die Aufgaben werden so ausgewählt, dass der Roboter durch­gehend aus­gelastet ist und nicht den halben Tag ungenutzt in der Ecke steht“, erläutert Graf. Dazu brauche es aller­dings zusätzlich andere Möglich­keiten für Kliniken und Pflegeheime, um solche größeren Investitionen zu finanzieren. Denn die seien aktuell noch stark eingeschränkt. „Manche Hersteller denken hier schon über Leasing-Modelle nach. Aber aus meiner Sicht müssten auch entsprechende Finanzierungs­modelle von staatlicher Seite auf den Weg gebracht werden“, empfiehlt die Robotik-Expertin.

Die deutsche Bevölkerung steht dem Einsatz von Robotern in der Pflege auf jeden Fall recht auf­geschlossen gegenüber: 26 Prozent der Teilnehmer einer repräsentativen Umfrage der Techniker Krankenkasse rechnen damit, dass in zehn Jahren jeder Pflege­bedürftige von einem Roboter unter­stützt wird. Fast 60 Prozent würden sich heute bereits von einem Roboter helfen lassen.

ZUR PERSON

Dr.-Ing. Birgit Graf ist Leiterin der Gruppe Haushalts- und Assistenzrobotik am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart.