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Institut für Künstliche Intelligenz

ERTRAG



virtueller Ergonomietrainer in der Pfleugeausbildung

Projektzeitraum: Juni 2016 – Mai 2019, im Auftrag von BMBF

Beschäftigte in Pflegeberufen weisen ein erhöhtes Risiko für die Entstehung muskuloskelettaler Beschwerden insbesondere im Bereich des Rückens auf. Rückenschonendes Arbeiten wird häufig in Blockseminaren durch Fremddozenten vermittelt, d.h., ein bis zwei Mal während der gesamten dreijährigen Ausbildung zur Pflegefachkraft.

Die Auszubildenden führen dabei entweder gegenseitig Übungen durch in Übungsräumen oder wenden die zu erlernenden Techniken in sogenannten Skillslabs an, über die bisher jedoch nur einige wenige Pflegeschulen in Deutschland verfügen. Neben einer korrekten Durchführung von Pflegehandlungen sollen dabei u.a. ungünstige ergonomische Haltungen der Auszubildenden identifiziert werden. Bisher erhalten die Auszubildenden dieses Feedback von speziellen Pflegetrainern.

Aufgrund von Personalmangel im Bereich der Pflegetrainer wird in diesem Projekt ein virtueller technikgestützter Ergonomietrainer in der Pflegeausbildung entwickelt und evaluiert, der die geschilderten Defizite in der Pflegeausbildung adressiert und ein technikgestütztes, individuelles erfahrbares Lernen ermöglicht. Das ERTRAG-System wird den Pflege-Auszubildenden ergonomische Pflegebewegungen, aufgenommen von professioneller geschulter Experten, visuell und auditiv demonstrieren. Dann wird es die Auszubildenden dazu anleiten die Handlungen selbst durchzuführen und sie dabei zu verbalisieren, welches den Lernprozess im Sinne des Cognitive Apprenticeship verstärkt.

Dieses System erfasst über Sensorik die Handlungen der Pflegeauszubildenden, analysiert sie durch den Einsatz eines lernfähigen Klassifikators und gibt dem Lernenden unmittelbare Rückmeldung über die Qualität seiner Bewegungsausführung und eine verständliche, gut umsetzbare Anleitung, wie er seine Bewegung ggf. abzuändern hat, um ergonomisch optimal zu arbeiten.

Die Bewegungsanalyse wird vom Institut für Künstliche Intelligenz durchgeführt. Die Aufgabe besteht aus verschiedenen Komponenten. Das Erkennen und Filtern von ungültigen Sensordaten durch regelbasierte oder anhand von Trainingsdaten lernenden Algorithmen ist der erste Teil. Des weiteren werden die aktuelle Bewegungsabläufe des Auszubildenden mit den aufgenommenen Abläufen der Experten durch Verwendung von komplexen Distanzmetriken verglichen und bei zu hoher Abweichung eine Rückmeldung für den Anwender generiert.

Beim Interesse, bzw. Fragen zum Projekt:
Ankita Agrawal
0751 501-9752
agrawala@hs-weingarten.de



3D-Punktwolke der Microsoft Kinect v2 mit generiertem Skelettmodell der Pflegeperson und des Patienten.