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1 Vorwort1 VorwortMeine sehr verehrten Herren Gutachter,liebe Leserinnen und Leser,aufbauen, entsprechend modifiziert und in die Praxis umgesetztwerden.Die Arbeit des Seniorenbeirats wurde um die Hilfestellungeneines Ärztlichen Beirats ergänzt:Mit dem vorliegenden Abschlussbericht endet nach dreiJahren die gemeinsame Arbeit des Bayerischen ForschungsverbundsFitForAge. 13 Projektteams habensich der Entwicklung technologiebasierter Produkte undDienstleistungen gewidmet, die den Herausforderungender älter werdenden Gesellschaft begegnen sollen. Vierbayerische Universitäten, das Fraunhofer-Institut für IntegrierteSchaltungen IIS sowie zahlreiche Unternehmen arbeitetengemeinsam an den Zielsetzungen des Verbundprojekts.Mit einem Zusammenspiel von Wissenschaftund Industrie und einem engagierten Miteinander dereinzelnen Teilprojekte ist uns ein erfolgreiches Arbeitengelungen. Dabei waren durch die Begrenzung der Laufzeitauf drei Jahre der hohen Anzahl beteiligter Partner undder feststehenden Fördersumme klare Grenzen gesetzt.Bereits bei der Bewilligung wurde eine Fokussierung aufdie „Entwicklung von Assistenzsystemen“ festgelegt.Es war von Anfang an deutlich, dass die isolierte Lösungeinzelner technischer Probleme einer alternden Gesellschaftnicht ausreichend sein wird. Querschnittsprojektesollten daher übergreifend Leitlinien für anwendungsundnutzerorientierte Lösungen bieten. Insbesondere dieAkzeptanz technischer Lösungen und die Evaluierungder entstehenden Systeme durch die Zielgruppe, sprichdie potenziellen Nutzer, erschienen notwendig. So gründetedas Institut für Psychogerontologie Ende 2008 imRahmen des Querschnittsprojekts Fit4Use den ErlangerSeniorenbeirat für die Produktentwicklung (SEN-PRO).Die Entwicklungen der einzelnen Themenfelder wurdenvon 140 Seniorinnen und Senioren, die in verschiedenzusammengesetzte Gruppen von Nutzern aufgeteilt wurden,getestet und evaluiert. Die Entwicklungsschrittein Teilprojekten von Fit4Life, Fit4Mobility und Fit4Workkonnten auf Ergebnissen der Tests des SeniorenbeiratsAufgrund der Anregungen, die bei der ersten Zwischenbegutachtungdurch die Gutachter gegeben wurden, wurdeim September 2009 in Erlangen ein Ärztlicher Beirat, bestehendaus acht Mitgliedern, gegründet. Dadurch wurdeverstärkt ärztlicher Sachverstand in den Forschungsverbundeingebracht. Die einzelnen Projektbearbeiter hattendadurch die Möglichkeit, sich medizinische Anregungenund Hilfestellung bei der Entwicklung zu holen.Im dritten Projektjahr wurde der Rat der Gutachter ausder zweiten Zwischenbegutachtung befolgt und die Publikationslageverbessert. Die Projektbearbeiter warenauf zahlreichen Konferenzen vertreten. Im Rahmen desThemenfelds Fit4Work wurde in Kooperation mit demQuerschnittsprojekt Fit4Use und den Industriepartnerndie Studie „Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltung inProduktion und Logistik“ veröffentlicht und im Rahmendes FitForAge-Kongresses im November 2010 vorgestellt.Exemplarisch sei hier auch auf die Publikation desMethodenkatalogs zum Ende der Verbundlaufzeit verwiesen,der in Kooperation mit den QuerschnittsprojektenFit4Use und Fit4Product und mithilfe des ThemenfeldsFit4Mobility geschrieben wurde. Er wird mit dem Abschlussberichtvorgelegt.Im letzten Projektjahr veranstalteten der ForschungsverbundFitForAge sowie die bayerischen Metall- und Elektro-Arbeitgeberverbändebayme vbm bereits zum zweitenMal den FitForAge-Kongress, der im November 2010stattfand. Für das Thema „Produktionsstrategie 2020 –Arbeitsplätze der Zukunft vor dem Hintergrund des demographischenWandels“ konnten hochkarätige Rednerund zahlreiche Industrieunternehmen gewonnen werden,die gemeinsam Produktionsstrategien der Zukunftaufzeigten und diskutierten. Über 150 Teilnehmer – vor6 I Abschlussbericht FitForAge

allem aus verschiedenen Industriezweigen – informiertensich, wie der Handlungsbedarf im eigenen Betrieb identifiziertwerden kann. Es wurden Anregungen für eine demdemographischen Wandel angepasste Organisation gegebenund aufgezeigt, was in der Zukunft aus technologischerSicht an Hilfestellungen erwartet werden kann undmuss. Begleitet wurde der Kongress mit einer Fachausstellungder FitForAge-Projekte.Im Januar 2010 wurde im Rahmen einer Strategietagung,zu welcher der FitForAge-Verbund in Veilbronn zusammenkam,der Veilbronner Kreis ins Leben gerufen. Er wurde gegründet,da eine Verlängerung des Verbunds FitForAge inder bestehenden Konstellation aufgrund der Bestimmungender Bayerischen Forschungsstiftung nicht möglich ist.Innerhalb des Veilbronner Kreises sollen sich die Partneraus der Wissenschaft und die Mitglieder des Ärztlichen Beiratsauch in Zukunft austauschen, um die Ergebnisse desVerbunds FitForAge zu sichern und Kontinuität in der notwendigenBearbeitung von Themen des demographischenWandels zu wahren. Es ist ein Anliegen des VeilbronnerKreises, nicht nur weiterhin die Herausforderungen desdemographischen Wandels zu bearbeiten, sondern dabeiauch übergreifende Themen aufzunehmen, die im AntragFitForAge nicht berücksichtigt werden konnten. Ziel ist es,den Kreis als Plattform zu nutzen, um Themenfelder, Projektideenund entsprechende Akquisitionen auszutauschen.Es sollen Projektverbünde entstehen, und der VeilbronnerKreis soll – neben FitForAge – als Marke dienen, um die erarbeitetenLösungen publizieren und vertreten zu können.Die Arbeit findet in jährlichen Arbeitstreffen, aber auch inwissenschaftlichen Symposien und Workshops statt.Mein herzlicher Dank geht auch an unsere Gutachter, dieuns mit ihren Ratschlägen über die drei Projektjahre hinwegtatkräftig zur Seite standen. Durch ihre Anregungenbekam der Forschungsverbund neue Impulse, die die Ergebnisseentscheidend beeinflussten.Des Weiteren möchte ich an dieser Stelle für die engagierteUnterstützung des Seniorenbeirats und die Hilfestellungendurch den Ärztlichen Beirat danken. Ihre Verbesserungsvorschlägefinden sich heute in unseren Ergebnissenwieder.Bei der Leitung des Projekts haben mich Frau Heppner,Frau Hopfengärtner und Herr Dr. Wiese begleitet. Ihnengebührt mein besonderer Dank für ihr Engagement.Nicht zuletzt möchte ich mich bei all unseren Industriepartnernfür ihr Interesse und ihre Unterstützung unseresProjekts bedanken. Dank dieser Hilfe haben unsere Produkteund Entwicklungen den Bezug zur Praxis gewinnenund vertiefen können.Prof. Dr.-Ing. Heinz GerhäuserSprecher des Bayerischen Forschungsverbunds FitForAgeDieser Bericht gibt mir die Gelegenheit, mich bei allen Beteiligtendes Bayerischen Forschungsverbunds FitForAgeganz herzlich für ihre engagierte Mitarbeit zu bedanken.Hervorheben möchte ich die großzügige Unterstützungder Bayerischen Forschungsstiftung, ohne deren Hilfe dieseErgebnisse nicht zustande gekommen wären.I 7

2 Allgemeine Angaben2 Allgemeine Angaben2.2.2 Beteiligte UnternehmenBayerischer Forschungsverbund „ZukunftsorientierteProdukte und Dienstleistungen für die demographischenHerausforderungen (FitForAge)“Aktenzeichen: 780/072.1 KurzbeschreibungZiel des Forschungsverbunds ist es, technische Lösungsansätzezu finden, die den alternden Menschen in Wohnungund Haus, im Arbeitsleben wie in der Kommunikation mitder Umwelt und im Verkehr ein aktives Leben erhalten. Esgibt im Forschungsverbund drei Themenfelder: „Fit4Life– Menschen leben länger selbstbestimmt“, „Fit4Mobility– Menschen bleiben länger mobil“ und „Fit4Work – Menschenbleiben länger im Arbeitsleben“, die sich konkretentechnischen Lösungen zuwenden, sowie zwei übergreifendeQuerschnittsprojekte „Fit4Use“ und „Fit4Product“.2.2 Antragsteller2.2.1 SprecherVerbundsprecherProf. Dr.-Ing. Heinz GerhäuserFraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IISAm Wolfsmantel 33, 91058 ErlangenStellvertretender VerbundsprecherProf. Dr. Klaus SchillingLehrstuhl für Informatik VII: Robotik und Telematik (LRT)Julius-Maximilians-Universität WürzburgAm Hubland, 97074 WürzburgThemenfeldsprecherProf. Dr.-Ing. Joachim HorneggerProf. Dr. Frieder R. LangProf. Dr. Tim C. LüthProf. Dr.-Ing. Harald MeerkammProf. Dr.-Ing. Gunther ReinhartABF Apotheke, Fürthbayme vbm - Die bayerischen Metall- und Elektro-Arbeitgeber, MünchenBIJO-DATA Informationssysteme GmbH, Holzkirchen/Ufr.Biosigna GmbH, MünchenBMW AG, MünchenBMW Group Forschung und Technik, MünchenBMW M GmbH, GarchingBSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH, Dillingen/DonauChimaera GmbH, EffeltrichColorfoto Redaktion, MünchenCorscience GmbH & Co. KG, ErlangenDiakonie, NeuendettelsauDr. Hein GmbH, NürnbergEURO-LOG AG, MünchenGeis Industrie-Service GmbH, NürnbergGeromed GmbH, HerzogenaurachGEV Grundstücksgesellschaft Herzogenaurach mbH &Co. KG, HerzogenaurachHandicare GmbH, GeiselbullachMetabowerke GmbH, NürtingenMTM-Institut, ZeuthenNavigon AG, Würzburgnuinno, ErlangenPearson Assessment & Information GmbH, Frankfurt/MainPraxisnetz Nürnberg Süd e. V., NürnbergReis Robotics GmbH & Co. KG, ObernburgSoftgate GmbH, ErlangenSympalog Voice Solutions GmbH, Erlangenszenaris GmbH, BremenTRIKON Engineering GmbH, StammhamtrilogIQa, MünchenZELENKA GmbH, Gilchingxmedio GmbH, München8 I Abschlussbericht FitForAge

2 Allgemeine Angaben2.2.3 Gutachter des Bayerischen ForschungsverbundsFitForAgeProf. Dr.-Ing. Eberhard AbeleInstitut für Produktionsmanagement, Technologie undWerkzeugmaschinenTechnische Universität DarmstadtPetersenstraße 30, 64287 DarmstadtProf. Dr. med. Michael HabsDr. Willmar Schwabe GmbH & Co. KGWillmar-Schwabe-Straße 4, 76227 KarlsruheProf. Dr.-Ing. Andreas HeinDepartment für InformatikCarl von Ossietzky Universität Oldenburg26111 OldenburgProf. Dr. med. Dipl.-Psych. Ralf IhlAlexianer-Krankenhaus KrefeldDießemer Bruch 81, 47805 KrefeldDr. Michael MesterharmAutoUniVolkswagen AktiengesellschaftBrieffach 1231, 38436 Wolfsburg2.2.4 Ärztlicher BeiratProf. Dr. med. Hans DrexlerLehrstuhl für Arbeits- und Sozialmedizin, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergProf. Dr. med. Raimund ForstDirektor der Orthopädischen Universitätsklinik imWaldkrankenhaus St. Marien, ErlangenProf. Dr. med. Matthias Lochmann (Sprecher)Lehrstuhl für Sportwissenschaft mit dem SchwerpunktBewegung und Gesundheit, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergDr. Dr. Günter NiklewskiChefarzt der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie,Klinikum Nürnberg-NordProf. Dr. med. Matthias SchiekerLeiter der Experimentellen Chirurgie und RegenerativenMedizin an der Chirurgischen Klinik der Ludwig-Maximilians-Universität MünchenProf. Dr. med. Dr. h. c. Jürgen SchüttlerDirektor der Klinik für Anästhesiologie, ErlangenProf. Dr. med. Hans Georg NehenKlinik für GeriatrieElisabeth-KrankenhausGermaniastraße 3, 45356 EssenProf. Dr.-Ing. habil. Peter NyhuisInstitut für Fabrikanlagen und LogistikUniversität HannoverAn der Universität 2, 30823 GarbsenDr. med. Michael SchwabBürgerspital WürzburgProf. Dr. med. Cornel SieberLehrstuhl für Innere Medizin (Geriatrie),Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergProf. Dr. med. Jörg SchulzProteaImmun GmbHRobert-Rössle-Straße 10, Campus Berlin Buch,13125 Berlin10 I Abschlussbericht FitForAge

Projektlogos4F iTAGEBayerischer Forschungsverbund FitForAgeZukunftsorientierte Produkte und Dienstleistungen für diedemographischen HerausforderungenThemenfelderQuerschnittsprojekteT4F iLIFEF 4iTMOBILITY4 F T iWORKF 4iTUSEF 4iTPRODUCTI 11

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmtThemenfeld I3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmtDie Arbeiten im Themenfeld Fit4Life sollen es Menschen mithilfe altersgerechter technischer Systemeermöglichen, länger ein selbstbestimmtes Leben in den eigenen vier Wänden zu führen. Dabei wirddurch die Integration von Informationstechnologien im häuslichen Umfeld die Wohnsituation verbessert.Beispiele hierfür sind altersgerechte Mensch-Maschine-Schnittstellen, eine angepasste und intuitiveVermittlung von Wissen und Information, integrierte, intelligente Systeme sowie die Entwicklungnotwendiger neuer Dienstleistungen zur kosteneffizienten Erschließung der neu entwickelten Technologie.Fit4Life ging es hierbei aber nicht nur um die Erarbeitung von Konzepten und Methoden, sondernauch um die Entwicklung von Anwendungen. Während der Projektlaufzeit entstand so eine Reihe vonDemonstratoren, die ihre praktische Nutzbarkeit in mehreren Studien mit der Zielgruppe unter Beweisstellten. Eine Zusammenfassung der Ergebnisse und der Zusammenarbeit der Teilprojekte im ThemenfeldFit4Life folgt auf den nächsten Seiten. Darüber hinaus werden im Ausblick der einzelnen Projekteweiterführende Ideen zur Forschung und Entwicklung angeregt.3.1 Intelligentes seniorenangepasstesHaus (ISA-Haus)Lehrstuhl für Mustererkennung, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergProjektleitung: Prof. Dr.-Ing. Joachim HorneggerMitarbeiter: Dipl.-Inf. Werner SpieglIndustriepartner: GEV Grundstücksgesellschaft HerzogenaurachmbH & Co. KG, Herzogenaurach; nuinno,Erlangen; Sympalog Voice Solutions GmbH, Erlangen3.1.1 Forschungsumfeld und ZielsetzungZiel des Teilprojekts ISA-Haus ist die Entwicklung einessprachgesteuerten Wohnraum-Assistenz-Systems (WAS),das an die Situation und die Bedürfnisse älterer Menschenangepasst ist.Ankerpunkte bei der Entwicklung des ISA-Hauses sind dabeidie Möglichkeit der kosteneffizienten Integration desWAS in eine bestehende Wohnumgebung, die leichte Anpassungund Erweiterung des Systems an die Bedürfnissedes jeweiligen Bewohners und eine hohe Benutzerakzeptanzdurch die intuitive und robuste Steuerung mittelsnatürlicher Sprache.3.1.2 ErgebnisseDas fertige Produkt am Ende der Projektlaufzeit entsprichtder Zielsetzung, wie sie eingangs erwähnt wurde. Als anschaulichesund begehbares Objekt wurde am Lehrstuhl fürMustererkennung ein reales ISA-Haus in einer realen Wohnumgebungaufgebaut. Besonderes Merkmal ist die Sprachsteuerungaller integrierten Komponenten durch natürlicheSprache. Dabei kommt es vor allem darauf an, dem Systemverständlich zu machen, was die sprechende Person tatsächlicherreichen will. Es muss erkennen, ob es angesprochen ist12 I Abschlussbericht FitForAge

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmtAnalyse der NutzerakzeptanzIm Anschluss an die Fokusgruppen und Wizard-of-Oz-Experimente wurde von Fit4Use eine objektive Nutzerakzeptanzstudiedurchgeführt. Diese erfolgte über eineBriefumfrage mit insgesamt zwölf Fragen, die die BereicheProduktivität, Gesellschaftsleben, Umwelt, Alltagsbewältigung,Entscheidungsfindung und generelles Interesseam Thema Wohnraumassistenz mittels natürlicherSprachsteuerung beinhalteten. Die Antwortskala umfasstedie Werte 1 (trifft nicht zu) bis 5 (trifft voll und ganzzu). Insgesamt beteiligten sich an der Studie 46 Probandenmit einer Aufteilung von männlichen und weiblichenTeilnehmern im Verhältnis 65 zu 35 %.Zusammengefasst unter dem Begriff der Nützlichkeit dessprachgesteuerten Hausassistenzsystems kann die Akzeptanzmit einem Mittelwert von 3,3 als positiv bewertetwerden, mit Verbesserungspotenzial (siehe Abbildung 3).Die Anregungen der Probanden flossen dann weitestgehendin die Entwicklung des ISA-Hauses ein.Abbildung 3: Balkenhistogramm zur Analyse derNützlichkeit insgesamtAbbildung 2: Balkendiagramm zur Analyse derNützlichkeit des Wohnraum-Assistenz-Systems beider Bewältigung des AlltagsEine Kernfrage bei der Entwicklung des ISA-Hauses ist dieEinschätzung der Probanden, inwieweit das vorgestelltesprachgesteuerte System sie bei der Bewältigung des Alltagsunterstützen würde. Abbildung 2 zeigt die Auswertunghierzu. Es ist deutlich zu sehen, dass die Nützlichkeitvon einem Großteil der Befragten bestätigt wird. Weitüber 50 % beantworteten die Frage mit „trifft zu“ und„trifft voll und ganz zu“.Integration der Demonstratoren aus anderenTeilprojektenDas Projekt ISA-Haus und seine Realisation am Lehrstuhlfür Mustererkennung stellen die zentrale Integrationsplattformfür alle Teilprojekte aus dem ThemenfeldFit4Life dar. Zur Verdeutlichung werden einige der Teilprojekt-Demonstratorendargestellt, mit dem Fokus aufderen Integration in das ISA-Haus-System. Zur detailliertenBeschreibung der einzelnen Systeme sei hier auf dieBerichte der Teilprojekte verwiesen.Teilprojekt I-2 hat den Ergo-Feeder entwickelt. Dabeihandelt es sich um ein intelligentes Trainingssystem, dasdem Trainierenden auf intuitive Weise den optimalenTrainingsbereich aufzeigt. Das System regelt mittels gemessenerHerzfrequenz die Abspielgeschwindigkeit vonTV- und Videoprogrammen und pendelt somit den Benutzerintuitiv auf seinen idealen Trainingslevel ein. MittelsUPnP-Schnittstelle wurde das System an das ISA-Hausgekoppelt und kann komfortabel über natürliche Sprache14 I Abschlussbericht FitForAge

gestartet werden, beispielsweise durch eine Äußerungwie: „Ich bin jetzt bereit für mein tägliches Training, könntestdu bitte den Ergo-Feeder starten!“Ein weiterer Demonstrator von Teilprojekt I-2 ist der intelligenteBilderrahmen, der eine Erweiterung zu heuteüblichen digitalen Bilderrahmen darstellt. Mittels Emotionserkennungerkennt das System, welche Bilder demBetrachter gefallen. Anhand dieser Information wird automatischeine Bildauswahl getroffen. Zur Integration indas ISA-Haus haben die Entwickler des intelligenten Bilderrahmensdessen Schnittstelle an den verwendeten ISA-Haus-Standard angepasst. Somit dient der Bilderrahmendem WAS in zweierlei Hinsicht:a) als Sensor: Befindet sich der Bewohner gerade vordem Bilderrahmen und betrachtet Bilder, so wird diesdem ISA-Haus mitgeteilt. Damit ist die Position desBewohners bekannt. Das ISA-Haus kann diese Informationfür die Aufmerksamkeitserkennung nutzen.b) als Aktor: Ist dem Haussystem die Position des Bewohnersvor dem Bilderrahmen bekannt, kann es dieDarstellungsmöglichkeiten des Bilderrahmens nutzenund subtil Informationen anzeigen, wie z. B. das Trinkennicht zu vergessen.Mit der HomeCare-Unit (HCU) hat das Teilprojekt I-3 dieoptimale Ergänzung zum ISA-Haus entworfen und realisiert.Es handelt sich dabei um eine zentrale Einheit,die unter anderem Vitalparameter messen und erfassensowie ermittelte Bewegungs- und Aktivitätsanalysen visualisierenkann. Zur verbesserten Darstellung kann dieHCU die grafische Ausgabe auf einen externen Monitor(z. B. TV) umleiten. In Verbindung mit der implementiertenISA-Haus-Schnittstelle an der HCU sind unterschiedlicheSzenarien entwickelt worden, die eine komfortableSprachsteuerung der HCU erlauben. In der gleicher Weise,wie der Bewohner das Licht mittels Sprache einschaltenkann, kann er das ISA-Haus folgendermaßen anweisen:„Könntest du bitte meine Trainingsdaten von gestern aufdem Monitor zeigen?“ Daraufhin kann entsprechend diegrafische Darstellung mit einem akustischen Feedback folgen:„Sie haben sich gestern 47 Minuten aktiv bewegt.Das ist sehr gut.“ Zur zentralen Auswertung kann derBewohner dann darum bitten, diese Daten direkt an denArzt zu schicken.In Zusammenarbeit mit Teilprojekt I-4 wurde eine Dienstleistungerarbeitet, die vollständig an die Möglichkeitendes ISA-Hauses angepasst ist: das sprachgesteuerteSchmerz-Monitoring. Der Bewohner wird vom ISA-Haus-System, in regelmäßigen Abständen über den Tag verteilt,nach seinem subjektiven Schmerzbefinden befragt.Dies beantwortet er mit Zahlen aus einer vorher definiertenSkala, die den Grad des Schmerzempfindens angibt.Die Antworten werden gespeichert, bei Bedarf an einenentsprechenden Dienstleistungs-Server übermittelt undkönnen dort beispielsweise vom Arzt abgerufen undausgewertet werden. Der Aufwand und die Kosten zurIntegration dieser Dienstleistung wurden bereits vollständigvon I-4 beziffert. Von Vorteil war dabei, dass bereitseine Hardware-Version des Schmerz-Monitorings von I-4entwickelt wurde. Die Befragung des Benutzers erfolgtdabei über einen PDA. Aufbauend auf dieser Version veranschaulichtdas sprachgesteuerte Schmerz-Monitoring,wie auf die fertige Infrastruktur des ISA-Hauses ohne großenKosten- und Materialaufwand neue Dienstleistungenaufgesetzt bzw. vorhandene angepasst werden können.Unter diesem Gesichtspunkt stellt sich das ISA-Haus alsMehrwertplattform dar. Im Ausblick unter dem Punkt„Das intelligente Haus als Content-Plattform“ wird dieIntegration von Anwendungen und Dienstleistungen ausMarketingsicht weiter vertieft.Wie bereits mit dem Ergo-Feeder gezeigt wurde, lassensich in das ISA-Haus sinnvolle und von Senioren im Seniorenbeiratfür die Produktentwicklung (SEN-PRO) gewünschteFitnessgeräte installieren. Mit dem mobilen Fitnessbegleiterunseres Partners aus Teilprojekt II-1 lässt sichzudem zeigen, dass Geräte, die ursprünglich für den mobilenEinsatz entwickelt wurden, auch in der Infrastrukturdes ISA-Haus-Systems ihren Platz finden. Das PDA-basierteI 15

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmtSystem zur Übungs- und Trainingsunterstützung wurdedurch Anpassung der entsprechenden Schnittstelle fähig,mit dem Haussystem zu kommunizieren. Der Bewohnerkann zum Beispiel mittels Sprache eine Trainingseinheitauswählen, die dann auf dem TV-Gerät anstelle des PDAdargestellt wird. Rückmeldungen können ebenfalls überdie Sprachausgabe des ISA-Hauses erfolgen.Automatische AufmerksamkeitserkennungDie Aufmerksamkeitserkennung in der natürlich-sprachlichenKommunikation unter Menschen ist ein Schlüsselzum erfolgreichen Informationsaustausch. Derjenige, deretwas zu sagen hat, muss dies dem Adressaten seinerBotschaft signalisieren. Der Adressat muss dies erkennen,d. h., die gerichtete Aufmerksamkeit des Gegenübers alsInteraktionswunsch deuten. Viel wichtiger dabei ist allerdings,dass diejenigen Gegenüber, die eben nicht angesprochensind und nicht den Aufmerksamkeitsfokushaben, dies ebenfalls zuverlässig erkennen und wissen,dass sie nicht reagieren müssen. Im Fall eines sprachgesteuertenAssistenzsystems geht dies noch einen Schrittweiter: Wenn das System nicht angesprochen ist, darfes nicht reagieren. Unterhalten sich zwei Personen überdas Fernsehprogramm, darf das Haussystem nicht aufdie Idee kommen, das erwähnte Programm am TV-Geräteinzuschalten. Zur automatisierten Aufmerksamkeitserkennungähnlich der zwischenmenschlichen Kommunikationwurde ein Verfahren entwickelt, das unterschiedlicheBereiche und Ebenen in der natürlich-sprachlichenKommunikation untersucht. Die beiden untersuchtenBereiche sind zum einen der linguistische, also der Inhaltdes Gesagten, und zum anderen der paralinguistische,die intonatorische Form des Gesagten. Die unterschiedlichenEbenen, die dabei in beiden Bereichen untersuchtwerden, sind die Phonem-, Wort-, Satz- und Dialogebene.Der Kerngedanke hierbei ist die Einbeziehung desKontextes auf unterschiedlichen Ebenen. Befindet sichder Dialog beispielsweise im Kontext einer Rückfragedes Haussystems (z. B. „Welchen Sender möchten Sie sehen?“)ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass eine Antwortdes Bewohners folgt, die an das Haussystem gerichtetist. Diese Heuristiken bezüglich des Kontextes finden sichauf jeder untersuchten Ebene. Erste Experimente mit dengewonnen Daten aus den WOZ-Studien waren paralinguistischeUntersuchungen auf Satzebene. Hier konnte bereitseine Erkennungsrate von 75 % erreicht werden. Dasheißt, ohne den Inhalt des Gesagten zu kennen, würdeein System, das mit diesem Modul ausgestattet ist, bereitsdrei Viertel aller Anfragen und Nichtanfragen richtiginterpretieren als gerichtete bzw. ungerichtete Aufmerksamkeitdes Bewohners. Untersucht man die Merkmale,die am zuverlässigsten in diesem Modul arbeiten, stelltsich heraus, dass eine starke Korrelation zwischen gerichteterAufmerksamkeit und Energie der eingesetztenStimme besteht. Sätze, die an das System gerichtet sind,werden mit deutlich erhöhter Energie („Könntest du bittedas Licht anmachen!“) gesprochen als z. B. Small Talk(„Und dann habe ich ihm gestern gesagt, er soll das Lichtanmachen.“).Bis zum Einreichungsschluss des Abschlussberichts konntenallerdings nicht alle Ebenen analysiert werden. DieErgebnisse der vollständigen Studie werden zur Begutachtungvorliegen und mit einem eigenen Demonstratorpräsentiert.Entwicklung eines angepassten ISA-Hauses zurLangzeitevaluation beim ProbandenFür die geplanten Studien zur Langzeitevaluation amEnde der Projektlaufzeit konnte ein Proband gewonnenwerden, der der Projektzielgruppe genau entspricht. Herr B.ist etwa 60 Jahre alt, sitzt aufgrund einer Kinderlähmungim Rollstuhl und hat infolge des sich verschlechterndenKrankheitsverlaufs motorische Einschränkungen zu kompensieren.Dazu gehört unter anderem die verminderteBewegungsfreiheit seiner Arme und auch Finger. EinfacheHandgriffe wie das Steuern seines Elektrobettes mittelsFernbedienung sind ihm mittlerweile nur noch schwermöglich. Durch den modularen Aufbau des ISA-Hauseskonnte eine speziell an die Bedürfnisse des Probandenangepasste ISA-Haus-Version entwickelt werden, in derz. B. die erwähnte Fernbedienung des Bettes durch eine16 I Abschlussbericht FitForAge

Stimmsteuerung ersetzt und in das ISA-Haus integriert ist.Bei der Entwicklung des Systems zur Bettsteuerung musstenzwei Herausforderungen bewältigt werden:Zum einen musste eine Hardware-Schnittstelle entwickeltwerden, die eine Verbindung zwischen Bett und ISA-Hauszulässt, damit der ISA-Haus-Rechner als Steuerung fungierenkann. Da die Schaltpläne der Fernbedienung nichtoffen lagen, wurde die komplette Fernbedienung „reverseengineered“ (auf Funktionsweise untersucht und nachgebaut)und um eine PC-übliche USB-Schnittstelle erweitert(siehe dazu Abbildung 4). Es sind somit keine Eingriffe indas vor Ort aufgestellte Bett notwendig: die Bett-Rechner-Steuerung kann parallel neben der Originalfernbedienungangesteckt werden.durch ein entsprechendes Kommando oder wenn er amAnschlag ist. Die entwickelte Lösung für das ISA-Haus istnun keine übliche Sprachsteuerung für das Bett, sonderneine Stimmsteuerung: der Bettmotor bewegt sich solange,wie ein bestimmter Vokal artikuliert wird (z. B.„o“). Dies entspricht dem gleichen Aktivierungsprinzipwie bei der Originalfernbedienung. Lediglich die Auswahlder entsprechenden Bettfunktion wird noch mittels Spracheausgewählt:Bewohner: „Bitte die Kopfstütze hochfahren!“ISA-Haus: „Das Hochfahren der Kopfstütze ist jetztaktiv. Bitte artikulieren Sie ‚o‘!“Bewohner: „oooooooooooooo“Bewohner: „Bitte die Fußstütze herunterfahren!“ISA-Haus: „Solange Sie den Vokal ‚o‘ artikulieren,wird die Fußstütze heruntergefahren!“Diese Bettsteuerung wurde neben weiteren Anwendungenin eine angepasste Version des ISA-Hauses für denProbanden integriert.Abbildung 4: Hardware-Schnittstelle zwischen Bettund ISA-Haus-RechnerZum anderen musste bei der Steuerung des Bettes durchdas ISA-Haus die Funktionsweise der ursprünglichenFernbedienung nachgeahmt werden. Diese arbeitet folgendermaßen:Solange ein Knopf an der Fernbedienunggedrückt wird, bewegt sich der entsprechende Motor imBett. Im Gegensatz dazu arbeitet eine Sprachsteuerungnach dem Aus- / Einschalt-Prinzip: „Bitte das Bett hochfahren!“,„Stop!“, „Weiter!“, Zurück!“, „Weiter!“ etc.Übertragen auf die reale Situation ist dies weder komfortabelnoch sicher. Ist der Motor in Fahrt, stoppt er nurBei der aktuell stattfindenden Langzeitevaluation desSystems handelt es sich vor allem um einen langwierigenIterationsschritt in der Produktentwicklung: Das ISA-Hausmuss seine Einsatzfähigkeit unter realen Bedingungen unterBeweis stellen, d. h., es muss im Alltag robust und mitminimalen Fehlertoleranzen funktionieren. Da diese Evaluationzum Redaktionsschluss des Abschlussberichts nochnicht abgeschlossen ist, werden die Ergebnisse hierzu beider Endbegutachtung präsentiert. Zum jetzigen Zeitpunktlässt sich bereits sagen, dass das ISA-Haus, speziell an dieBedürfnisse von Herrn B. angepasst, eine Erhöhung seinerLebensqualität und seines Lebenskomforts darstellt.I 17

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmt3.1.3 Zusammenarbeit mit den Themenfeldernund IndustriepartnernPartner zur Seite, der von Anfang an die Richtung bei derProduktentwicklung des ISA-Hauses vorgab.In regelmäßigen Abständen erfolgten innerhalb der einzelnenTeilprojekte des Themenfelds Fit4Life Sitzungenzur gemeinsamen Ideenfindung und deren Umsetzungim ISA-Haus-Umfeld. Der Erfolg zeigt sich deutlich in dernahtlosen Integration der Demonstratoren in das ISA-Haus, wie bereits oben beschrieben.Weiterhin führte der zusätzliche intensive Austauschmit Partnern aus den Themenfeldern Fit4Work und Fit4-Mobility zum Ausbau der Integrationsfähigkeit des ISA-Hauses. Durch die modulare Infrastruktur ist es jetztmöglich, komfortabel neue Geräte aus beliebigen Anwendungsbereichenin das Haussystem einzufügen. Beispielhafthierfür steht der bereits erwähnte Fitnessbegleiteraus dem Themenfeld Fit4Mobility.Besondere Bedeutung bei der Entwicklung des gesamtenISA-Hauses kommt den beiden QuerschnittsprojektenFit4Use und Fit4Product zu.Neben den Forschungspartnern trugen vor allem die Industriepartnerwesentlich zum Gelingen des ISA-Hausprojektsbei:Sympalog Voice Solutions GmbH, als Anbieter von intelligentenLösungen in den Bereichen Voice Self Servicesund Speech Analytics, lieferte bereits zu Beginn des Projektsdas Basismodul des ISA-Hauses: den Dialogmanager.Darauf aufbauend und mit der kompetenten Beratungstätigkeitvon Sympalog konnte ein Dialogsystem aufgesetztwerden, das den Kern des ISA-Hauses als natürlichsprachlichesWAS bildet.Maßgeblich bei der Entwicklung der Hardware-Schnittstellezur Bettsteuerung für unseren Probanden der Langzeitstudieerwiesen sich das Know-how und die Personalkraftvon nuinno. Zusätzlich konnten durch die beratendeTätigkeit von nuinno weitere Geräte aus dem Embedded-Bereich erfolgreich in das Haussystem integriert werden.Wie bereits in einem der vorherigen Abschnitte beschrieben,fanden im Sommer 2010 unter Leitung von Fit4Useüber mehrere Wochen hinweg Benutzerstudien statt.Diese Studien (Fokusgruppen und Wizard-of-Oz) wurdensowohl im Institut für Psychogerontologie als auchim ISA-Haus durchgeführt. Mit der zielgerichteten Durchführungder Studien mit Vertretern der Benutzergruppe,repräsentiert durch den Seniorenbeirat SEN-PRO, konnteein System entwickelt werden, das in erster Linie auf dieBedürfnisse und die Situation der zukünftigen Anwenderzugeschnitten ist, d. h. „fit for use“ ist.In gleicher Weise wie aufseiten der Anwender die Benutzbarkeitdes Systems wichtig ist, so ist vonseiten derProjektplaner eine kosteneffiziente und reproduzierbareSystementwicklung ein tragendes Element. Mit demQuerschnittsprojekt Fit4Product stand den Entwicklerndes ISA-Hauses ein kompetenter und aufgeschlossenerZuverlässig in Rat und Tat stand jederzeit die GEV GrundstücksgesellschaftHerzogenaurach mbH & Co. KG demEntwickler-Team des ISA-Hauses zur Seite. Durch die professionelleUnterstützung gelang es, das ISA-Haus weiterin Richtung Marktreife zu entwickeln.3.1.4 AusblickInnerhalb der Projektlaufzeit konnte zusammen mit denPartnern ein umfassendes ISA-Haus-System entwickeltwerden. Mit der Anpassung des ISA-Hauses beim Probandenund der intensiven Zusammenarbeit im dritten Jahrbezüglich der Demonstrator-Integration der einzelnenTeilprojekte ergaben sich zahlreiche neue Ideen. Zum Abschlussdes Projektberichts werden zwei Themen angerissen,die Inhalte für neue Projekte liefern können; aufbauendauf den Vorarbeiten durch das Projekt ISA-Haus.18 I Abschlussbericht FitForAge

sehprogramm, das während der Anwendung wenige Sekundenzeitverzögert abläuft. Die verschiedenen Medienwerden aber nur dann in der richtigen Geschwindigkeitabgespielt, wenn sich der Trainierende in seinem optimalenTrainingsbereich befindet. Sollte sich der Nutzer zustark belasten, erhöht sich die Abspielgeschwindigkeitund es wird der Hinweis gegeben, weniger intensiv zutrainieren. Im umgekehrten Fall wird die Geschwindigkeitgesenkt und der Trainierende wird aufgefordert, sich stärkerzu belasten. Zusätzlich werden während der Übungpermanent die Herzschlagrate und der optimale Trainingsbereicheingeblendet. Um eine komplizierte und unnötigeAusrüstung zu vermeiden, werden diese Informationensowie die ausgewählten Medien auf einem heute in nahezujeder Wohnung vorhandenen Fernsehgerät dargestellt.Durch eine Universal Plug-and-Play (UPnP)-Anbindung andas ISA-Haus ist es außerdem möglich, den Ergo-Feederper Sprachschnittstelle zu starten.Das System selbst besteht aus drei Teilen: Einem Fernsehgerät,einem Gerät zur Aufnahme der Biosignale sowie einemTrainingsgerät. In unserem Fall ist das Trainingsgerät einFahrradergometer. Dieses Fahrradergometer ist lediglicheine Beispielanwendung und kann auch durch andere Trainingsgeräte,etwa einen Stepper, ersetzt werden. Hier kannin Absprache, etwa mit dem Hausarzt, eine Trainingseinheiterstellt werden, die auch Vorerkrankungen berücksichtigt.Das Gerät zur Aufnahme der Biosignale wird lediglich zuTestzwecken in unserer Forschungsumgebung verwendet.Da die Entwicklung von Sensoren zur Erfassung von Biosignalennicht Forschungsschwerpunkt von informARTikist, wurde hier auf ein bereits vorhandenes Gerät zurückgegriffen.Heute existieren bereits eine Reihe von Neuentwicklungen,die es ermöglichen, Vitalparameter beispielsweisedurch intelligente Kleidung zu messen.Da die Aufnahme der Vitalparameter unabhängig von dereigentlichen Übung stattfindet, ist dieses System sehr flexibeleinsetzbar.In einer Studie wurde der Ergo-Feeder von zwölf Personenmit einem Durchschnittsalter von etwa 30 Jahren aufseine Funktionalität sowie Motivationsfähigkeit untersucht.Dazu wurden die Testpersonen gebeten, drei unterschiedlicheTrainingseinheiten von je fünf Minuten zuabsolvieren. Die Reihenfolge der Trainingseinheiten wurdeunter den Probanden geändert.a. Training ohne Überwachung undohne VisualisierungHier wurden die Probanden gebeten, ohne jeglicheInformation zu trainieren und dabei nur durch Selbsteinschätzungihren Trainingspuls zu halten.b. Training mit Überwachung, aberohne VisualisierungHier wurden den Probanden lediglich ihr aktueller undihr optimaler Puls angezeigt.c. Training mit Überwachung und VisualisierungHier wurde den Probanden das komplette System zurVerfügung gestellt, also Visualisierung des aktuellenund optimalen Pulses sowie das ausgewählte Medium.Die Auswertung der Testdaten in Tabelle 1 zeigt, dassder Ergo-Feeder die Probanden dazu bewegt, länger imoptimalen Bereich zu trainieren. Während bei nicht überwachtemTraining die Probanden im Durchschnitt nur62,0 % der Zeit im optimalen Bereich trainierten, lag derDurchschnitt bei den überwachten Einheiten deutlich höher(87,7 % bzw. 88,3 %).TrainingseinheitIm BereichFreies Training ohne Überwachung 62,0 % ± 29,5 %Überwachtes Training87,7 % ± 15,3 %ohne VisualisierungÜberwachtes Training88,3 % ± 15,0 %mit VisualisierungTabelle 1: Ergebnisse der Ergo-Feeder-StudieNach dem eigentlichen Training wurden die Probandengebeten, die Einheiten nach dem Spaßfaktor einzuteilen.I 21

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmtAlle Teilnehmer nannten die Trainingseinheit mit demErgo-Feeder als am meisten motivierend. Diese erstenVersuche mit dem Ergo-Feeder zeigen deutlich, dass derInformationsgehalt unseres Systems vergleichbar ist mitherkömmlichen Trainingsgeräten, es dabei aber den Nutzerstärker motiviert.Emotionales ZeichnenBereich, dessen Farbe geändert werden soll, durch dasZeigen darauf mittels Nintendo Wii Remote bestimmt. Indieser Variante ist die Tendenz, ob sich ein Benutzer geradeentspannt oder anspannt, zuständig für die Änderungder Farben auf dem Bildschirm. Bei einer Tendenz zur Beruhigungfärbt sich der Pinsel blau, während der Pinselbei Anspannung fließend in einen Rotton übergeht. Mitder so gewonnenen Pinselfarbe kann der Punkt, der geradefokussiert wird, eingefärbt werden. Auf diese Weiseentsteht nach und nach ein durch Körpersteuerungerschaffenes Kunstwerk.Abbildung 2: Das emotionale Zeichnen (links), Sensorzur Erfassung des Hautleitwerts (rechts)Das emotionale Zeichnen (Abbildung 2) stellt eine Plattformdar, die es dem Benutzer auf spielerische und künstlerischeWeise ermöglicht, seine Vitalparameter kennenzulernen,sie zu manipulieren und schließlich durchKörperbeherrschung eigene Kunstwerke zu erschaffen.Dazu kann zwischen zwei Arten der Erzeugung von Kunstgewählt werden: aktives Zeichnen und Änderung vonvorgegebenen Strukturen. Bei beiden Varianten dienendie aktuellen Vitalparameter als Grundlage. Die Erfassungder Vitalparameter wird durch ein mobiles Gerätzur Erfassung verschiedener Biosignale umgesetzt, dasvia Bluetooth mit einem Rechner kommuniziert. Durchdie Analyse der vorhandenen Parameter ist es möglich zuerkennen, ob sich ein Benutzer gerade in einem Zustandder Entspannung oder Anspannung befindet. Beim aktivenZeichnen wird zusätzlich der Bereich des Bildschirms,der gerade vom Benutzer fokussiert wird, benötigt. AlsVisualisierungsplattform dient hier, wie auch schon beimErgo-Feeder, der Fernseher, um zusätzliche Geräte auf einMinimum zu reduzieren.Beim aktiven Zeichnen wird in unserem System derIn der zweiten Variante kann der Benutzer zunächst auszwei verschiedenartigen Fraktalen wählen. Hier könnenArt, Form und Farbe vom Benutzer frei gewählt werden.Diese zwei Fraktale bilden die Begrenzung der möglichenVeränderung der Strukturen. Der Übergang zwischenden Fraktalen findet wieder in Abhängigkeit des Stresslevelsstatt, also der Tendenz, ob sich ein Benutzer geradeentspannt oder anspannt. Unabhängig von der Art desZeichnens ist es dem Benutzer mit diesem Demonstratormöglich, direkt oder indirekt durch bewusste Manipulationdes Körpers Kunstwerke zu erschaffen und zu verändern.Intelligenter BilderrahmenAbbildung 3: Der intelligente Bilderrahmen mit undohne HinweisDieser Demonstrator erweitert die Funktionalität heutzutageüblicher digitaler Bilderrahmen. Mit neuen, integriertenInteraktionsquellen, wie einer Kamera und einemTouchscreen, können der Blickfokus sowie auffälligeEmotionen des Betrachters analysiert werden. Bei Bildern22 I Abschlussbericht FitForAge

eines vorher gespeicherten Albums, die beim Betrachterein Lächeln hervorrufen, wird bei diesem digitalen Bilderrahmendie Anzeigewahrscheinlichkeit automatischerhöht. Bei Bildern, die vorzeitig weggedrückt oder nichtangesehen werden, wird die Wahrscheinlichkeit für einerneutes Anzeigen gesenkt. Alle Bilder können zusätzlichin Gruppen eingeteilt werden. Lacht ein Benutzer beieinem Bild einer Gruppe, steigt auch die Anzeigewahrscheinlichkeitanderer Bilder innerhalb dieser Gruppe.Ebenso wie der Ergo-Feeder ist auch dieser Bilderrahmenmit dem ISA-Haus über eine UPnP-Schnittstelle verbunden.Durch diese Schnittstelle wird die Funktionalität desintelligenten Bilderrahmens weiter erhöht. Der Bilderrahmenliefert dem ISA-Haus kontinuierlich Informationendarüber, ob der Bewohner gerade den Fokus auf denBilderrahmen legt oder nicht. Dies kann vom ISA-Hausdazu genutzt werden, verschiedenste Informationen, z. B.die Erinnerung an die Einnahme von Medikamenten, zusätzlichzur Spracherinnerung auch auf der Anzeige desBilderrahmens darzustellen. Erste Funktionstests und Studienhaben die Robustheit des Systems gezeigt, sowohlbeim Langzeiteinsatz als auch bei der Erkennungsrate vonGesichtern und Lachen.Wohnungen sollen die Möglichkeit bekommen, psychometrischeTestverfahren wie den SKT auf spielerische Artund Weise bequem von zu Hause aus durchzuführen. DiesesZiel soll exemplarisch mit der Umsetzung des SKT alstelemedizinische Anwendung gezeigt werden. Die Testergebnissesowie zusätzliche, bislang unberücksichtigteMerkmale sollen dem Arzt online zur Verfügung gestelltwerden, ohne dass der Patient für jeden Test dessen Arztpraxisaufsuchen muss. So entsteht die Möglichkeit, nebender eigentlichen telemedizinischen Anbindung einkontinuierliches Screening für den Bereich vordementiellerErkrankungen aufzubauen. Dabei kann gleichzeitig dieValidität des ursprünglichen Tests durch zusätzlich verfügbareSensoren erhöht werden.Der digitale SKT (Abbildung 4) verfügt in seiner aktuellenEntwicklungsstufe über eine Testleiteransicht und eine Patientenansicht.In der Testleiteransicht werden die Instruktionenangezeigt, die dem Probanden vor der Übung erklärtwerden sollen. Während der Tests wird ein Feedbacküber die aktuellen Antworten des Probanden gegeben.Die Patientenansicht dient der Durchführung der Übungund dem Bestätigen der Antworten.Digitaler SKTAbbildung 4: Der digitale SKT mit Testleiteransicht (links)und Patientenansicht (rechts)Das langfristige Ziel bei der Computerisierung des Syndrom-Kurztests(SKT), einem Test zur Erfassung der Leistungvon Gedächtnis und Aufmerksamkeit, ist der Einsatzdes Tests in der heimischen Wohnumgebung. DieBewohner zukünftiger intelligenter, seniorenangepassterÜber die Computerisierung und die damit verbundeneautomatische Testauswertung sowie die Übertragung derTestergebnisse hinaus verfügt der aktuelle SKT über verschiedene,integrierte Sensoren. Diese Sensoren dienender Erfassung von Vitalparametern, des Blickfokus undder Sprache. Ziel ist es, die Validität einer zukünftigen Versiondurch die Auswertung dieser Sensordaten zusätzlichzu steigern und Testergebnisse weiter zu differenzieren.Mit den erfassten Sprachdaten soll zukünftig ein Spracherkennungssystemso robust trainiert werden können,dass die Sprache als weitere Schnittstelle zur Verfügunggestellt werden kann. Dies soll langfristig den Einsatz desSKT am Fernsehgerät ermöglichen.Gründe für ein schlechtes Testergebnis können Müdigkeitoder Prüfungsangst sein. Durch die Erfassung von Vital-I 23

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmtparametern soll der aktuelle Stresslevel des Probandenbestimmt werden, um so die Aussagekraft des Testergebnissesbesser einschätzen zu können.Ziel der Erfassung des Blickfokus ist eine genauere Differenzierungzwischen Aufmerksamkeitsleistung und Gedächtnisleistung.Bislang wurden Gegenstände, an dieman sich nicht erinnern konnte, immer der Gedächtnisleistungangerechnet. Dies ist aber nur dann der Fall, wennder Proband die Gegenstände auch wirklich aufmerksamlernt und während der Einprägungsphase nicht abgelenktist. Mit der Erfassung des Blickfokus und der Verweildauerbei einzelnen Bildern soll deshalb überprüft werden, ob derProband wirklich aufmerksam lernt oder nicht.Der digitale SKT ist in das am Lehrstuhl für Mustererkennungentwickelte Online-Framework PEAKS integriert.Die Integration des Tests in dieses Framework ermöglichtes, parallel zur Evaluation des digitalen SKT, das Testergebnis,die Sprachdaten und die Vitalparameter des Probandenaufzuzeichnen und verschlüsselt auf einen Serverzu übertragen. Die Daten werden dann auf diesem Server,für spätere Analysen durch einen sehr eingeschränktenPersonenkreis wie etwa dem Hausarzt, in einer Datenbankgespeichert und in einem Online-Portal zur Verfügunggestellt. Der Test kann so prinzipiell auf jedemRechner durchgeführt werden, der mit dem Internet verbundenist. Bislang sind dazu allerdings immer eine Mausund ein anwesender Testleiter vonnöten.Mit dieser aktuellen Version des digitalen SKT wurdenbereits mehrere Studien durchgeführt, die im Folgendenkurz dargestellt werden.Erste klinische Evaluation – Usability:30 Patienten am Universitätsklinikum Erlangen absolviertenden digitalen SKT. Ziel der Studie war es, die Akzeptanzdes SKT zu evaluieren und die Funktionalität deselektronischen Tests sowie der automatischen Auswertungzu überprüfen. Mit Ausnahme kleinerer Änderungswünsche,vor allem in Bezug auf Farbe und Größe vonBildern, ergab der Test ein durchweg positives Ergebnisbezüglich Nutzerfreundlichkeit und Akzeptanz. Die gewonnenenInformationen wurden in der aktuellen Versionumgesetzt, die in allen Folgestudien eingesetzt wurde.Evaluation im ISA-Haus:An dieser Studie haben 30 Personen teilgenommen. Währendder Studie wurden sowohl die Sprache des Probandenals auch verschiedene Biosignale (EKG, Blutvolumenpuls,Hautleitwert, Hauttemperatur) aufgezeichnet. Vor Beginnder Studie wurde der Proband gebeten, einen Fragebogenbezüglich Stresssensitivität sowie einen Fragenbogen bezüglichdes aktuellen Stresslevels auszufüllen. Dieser Fragebogenmusste zusätzlich während und nach der Testphaseausgefüllt werden, um das subjektive Stressempfinden desProbanden während der Studie zu erfassen.Die eigentliche Testphase bestand darin, den computerisiertenSKT insgesamt zweimal zu absolvieren. Dabeiwurde abwechselnd bei einem der beiden Durchläufeein störendes Geräusch auf die Kopfhörer gelegt, die derProband für die Sprachaufnahmen trug. Um Trainingseffektezu reduzieren, wurden unterschiedliche Formen desSKT für die unterschiedlichen Testphasen verwendet. Diedurch diese Studie gesammelten Daten werden aktuellausgewertet. Um auch die Tauglichkeit des SKT als telemedizinischeApplikation zu zeigen, wurden bereits beidieser Studie, wie auch bei allen folgenden, alle Daten,die während der Studie aufgezeichnet wurden, über einesichere Internetverbindung fehlerfrei zur PEAKS-Datenbankübertragen und dort gespeichert.Differenzierung von Aufmerksamkeits- undGedächtnisleistung:Zur besseren Differenzierung zwischen AufmerksamkeitsundGedächtnisleistung wurden in zwei Studien (Studie 1:140 Probanden, 15 Sekunden; Studie 2: 22 Probanden,60 Sekunden) kontinuierlich der Blickfokus und die Verweildauerjeder Person bei jedem Bild aufgenommen.Währenddessen sollte sich der Proband in einem erstenUntertest Alltagsgegenstände einprägen. Die Studien24 I Abschlussbericht FitForAge

unterschieden sich dabei lediglich in der Zeit, die derProband hatte, sich die Gegenstände einzuprägen. DerAufbau war bei beiden Studien identisch. Im Anschlussdaran wurden die Probanden gefragt, an welche der Gegenständesie sich noch erinnern konnten. Aktuell wirduntersucht, inwieweit das Lernmuster und der BlickfokusEinfluss auf die Anzahl und Reihenfolge der genanntenGegenstände haben.Vergleich der Paper-Pencil-Version mit dem computerisiertenSKT:Der digitale SKT wurde durch eine gemeinsame Studie mit44 Teilnehmern (Alter: 67,0 Jahre ± 4,9) aus dem Seniorenbeiratfür die Produktentwicklung (SEN-PRO) und demQuerschnittsprojekt Fit4Use evaluiert. Bei dieser Studiewurde vor allem der Vergleich der Papierversion zur digitalenVersion untersucht. Aus diesem Grund absolviertenalle Teilnehmer beide Testversionen. Um Lerneffekte zuvermeiden, wurden auch hier jeweils unterschiedliche Formendes SKT verwendet. Zusätzlich wurde die Reihenfolgeder Bearbeitung unter den Probanden vertauscht. BeiInterviews im Anschluss an die eigentliche Testphase wurdenbeide Tests als sehr angenehm und kurzweilig bewertet.Die Bearbeitung des digitalen Tests wurde dabei, mitkleineren Anpassungswünschen, als problemlos bewertet.Die während der Testphase zusätzlich gesammelten Datensätze(Sprache, Vitalparameter) werden ebenfalls aufbereitetund im Anschluss daran untersucht.Vergleich der Paper-Pencil-Version mit dem computerisiertenSKT im klinischen Umfeld:Zusätzlich zur Studie mit SEN-PRO wird aktuell eine weitereStudie am Universitätsklinikum Erlangen durchgeführt.Die Studie ist genauso aufgebaut wie die SEN-PRO-Studie.Der Unterschied besteht darin, dass bei dieser Studie gezieltProbanden mit leichten bis mittleren kognitiven Einschränkungenteilnehmen. Bis zum Einreichungsschlussdieses Abschlussberichts konnten nicht alle Daten analysiertwerden. Die Ergebnisse der Studien werden jedochzur Begutachtung vorliegen und präsentiert.3.2.3 Zusammenarbeit mit den Themenfeldernund IndustriepartnernDas Teilprojekt informARTik hat während der dreijährigenProjektphase mit verschiedenen Teilprojekten aus unterschiedlichenThemenfeldern zusammengearbeitet. Einwichtiges Teilprojekt ist das Projekt Interaktion im ISA-Haus. Das dort implementierte ISA-Haus ist die Plattformfür nahezu alle vorgestellten Demonstratoren. Diese wurdenmittels UPnP-Schnittstelle in das Haus integriert undstehen somit bei Bedarf als einzelne Module zur Verfügung.Die Geromed GmbH um Prof. Hellmut Erzigkeit warals wichtiger Ideen- und Ratgeber kontinuierlich bei derUmsetzung des digitalen SKT sowie der Planungsphaseder Studien beteiligt.Daneben wurde mit Fit4Use und dem dort ins Leben gerufenenSeniorenbeirat für die Produktentwicklung (SEN-PRO) zusammengearbeitet. Durch Studien mit SEN-PROkonnte der digitale SKT weiter in seiner Nutzerfreundlichkeitverbessert sowie die telematische Datenübertragungder Ergebnisse und der Daten des SKT überprüft werden.Die hier gesammelten Daten dienen zusätzlich der Verifizierungder beschriebenen Erweiterungen.Fit4Product stand beratend bei der Umsetzung und prototypischenKonstruktion von Demonstratoren wie beispielsweisedem intelligenten Bilderrahmen zur Seite. Währendder Entwicklung des Ergo-Feeders wurde gemeinsam mitdem Projekt Fitnessbegleiter darauf geachtet, dass beideSysteme für zukünftige Projekte schnell zusammengeführtwerden können.3.2.4 AusblickMithilfe verschiedener Demonstratoren konnte das ProjektinformARTik zeigen, dass durch die Verbindung vonKunst und Informatik die Möglichkeit geschaffen wurde,eine völlig neue Dimension intuitiv gestalteter Anwendungenzu entwickeln. Speziell hervorzuheben ist dabei derBereich Telemedizin im Heimbereich. informARTik soll alsI 25

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmtBasis für die weitere Entwicklung von Demonstratorensowie zur Verbesserung der Attraktivität und des Bedienkomfortsvon Technik im häuslichen Umfeld dienen.Jeder Demonstrator aus diesem Projekt bietet das Potenzialfür eigene, weiterführende Projekte. Leider konnteaus Mangel an Zeit und dem Verlust mehrerer Industriepartnernicht jede Idee bei der Entwicklung der Demonstratorenumgesetzt und jede Aussage durch Studienvollständig überprüft und verifiziert werden. Mögliche Erweiterungenund notwendige zukünftige Schritte werdendaher im Folgenden dargestellt.Ergo-FeederHier ist zur Bestätigung der bisherigen Ergebnisse einegroße Studie mit Teilnehmern der zukünftigen Zielgruppenötig. Zur exakten Bestimmung des optimalen Leistungsbereichsmuss bei Probanden vorab eine Laktatleistungskurveerstellt werden. Eine Untersuchung desTrainingseffekts und der damit verbundenen Steigerungdes optimalen Leistungsbereichs müssen bei dieser Studieebenfalls mit einbezogen werden. Denkbar ist auch einzukünftiges Projekt, das die Ergebnisse von informARTikmit den Ergebnissen des mobilen Fitnessbegleiters vereint,z. B. bei der Übertragung und intuitiven Darstellung desFitnessbegleiters auf einem Fernsehgerät im ISA-Haus.Emotionales ZeichnenÜber die Freude an der Kunst und an der bewussten Manipulationdes Körpers hinaus eröffnen sich durch diesenDemonstrator neben den schon beschriebenen Untersuchungsoptionennoch einige weitere. Eine Möglichkeitkann sein, das Kunstwerk unsichtbar für den Nutzer zuerstellen, während er ein Bild oder eine Sequenz von Bildernbetrachtet. Die so entstandenen Kunstwerke könnenim Anschluss an die Betrachtung analysiert werden.So kann zum Beispiel untersucht werden, ob der Nutzereine emotionale Bindung zu Gegenständen, Orten oderPersonen auf den gezeigten Bildern aufbaut. Das kannmittels Methoden der Mustererkennung bestimmt werden.Auch eine Erweiterung durch zusätzliche Strukturenneben Fraktalen ist um die modulare Programmierungmöglich.Intelligenter BilderrahmenBislang ist das vorgestellte System in der Lage, Gesichterallgemein und ein Lächeln zu erkennen. Für einenHaushalt mit mehr als einem Bewohner wäre es sinnvoll,die Gesichtserkennung um eine Nutzeridentifikation zuerweitern. Auch eine Erweiterung der Erkennung vonemotionalen Zuständen, die über die Freude hinausgehen,wie etwa Trauer oder Wut, kann zu einer zusätzlichverbesserten Auswahl der angezeigten Bilder führen. Eineweitere Herausforderung ist die automatische Einteilungvon Bildern in Gruppen durch eine automatische Erkennungvon Bildinhalten.Digitaler SKTUm den digitalen SKT als medizinische Anwendung nutzbarzu machen, ist zunächst eine groß angelegte Studiezur Validierung nötig, um geeignete Normwerte für dieeinzelnen Tests zu bestimmen. Für eine Erweiterung alstelematische Anwendung für den Heimbereich, speziellauf dem Fernsehgerät, muss der SKT in verschiedenen Bereichenweiterentwickelt werden. Zunächst muss eine geeigneteMöglichkeit gefunden werden, dem Benutzer dieeinzelnen Übungen zu erklären, ohne das ein Testleiteranwesend sein muss. Weiterhin muss der Touchscreen alsSchnittstelle von einer Spracherkennung abgelöst werden.Die Version für den Heimbereich muss im Anschlussan die Integration erneut validiert und mittels Studiengetestet werden.26 I Abschlussbericht FitForAge

3.2.5 Arbeits- und ZeitplanArbeitsplan: informARTikAP 1: Erstellung einer modularen Demonstrator-UmgebungAP 2: Erfassung und Übertragung klinisch relevanter DatenMeilenstein 1: Entwicklung eines DemonstratorsAP 3: Telemedizinische Datenerhebung und -speicherungAP 4: Auswertung der DatenMeilenstein 2: Wissensbasierte DatenbankAP 5: Einrichtung einer Internet-CommunityAP 6: Feldstudien zur AkzeptanzAP 7: Experimentelle EvaluationMeilenstein 3: Vollständiges SystemZeitplanJahr 2008 2009 2010Quartal 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4Zeitraum der laufenden ArbeitMeilensteinI 27

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmt3.3 Intelligente Inhouse-Infrastrukturund -diensteZentralinstitut für Medizintechnik (IMETUM), TechnischeUniversität MünchenProjektleitung: Prof. Dr. Tim C. LüthMitarbeiter: Dipl.-Ing. Axel CzabkeIndustriepartner: Biosigna GmbH, München3.3.2 ErgebnisseIm Arbeitspaket 1.1 „Entwicklung eines Mote-Systems“sollten tragbare Messsysteme entwickelt und so aufgebautwerden, dass sie im Alltag leicht zu benutzen sind. Nebender einfachen Handhabung waren weitere zu erfüllende Anforderungeneine autonome Stromversorgung, die Einpassungin eine Ladestation sowie der Datentransfer. Zusätzlichsollte eine Programmierumgebung für die Motes (tragbareMesssysteme) und deren Basisstationen aufgebaut werden.3.3.1 Forschungsumfeld und ZielsetzungViele ältere und hilfsbedürftige Menschen sind mit modernenKommunikationsmedien überfordert. Daher meidensie häufig den Gebrauch dieser Medien und Geräte,obwohl diese bereits heute in einer Vielzahl für den häuslichenGebrauch zur Verfügung stehen. Eine intelligenteInhouse-Infrastruktur soll die Verwendung modernerMedien und Geräte vereinfachen und automatisieren.So soll älteren Menschen ein selbstbestimmtes Leben zuHause ermöglicht werden. Ziel dieses Teilprojekts ist es,eine zentrale Steuerung (HomeCare-Unit) zu realisieren,mit der moderne Technologien in den täglichen Ablauf integriertwerden und auch von älteren Menschen genutztwerden können. Dazu gehören Systeme zur Messung undAuswertung von Vitalparametern (wie etwa Puls oderBlutdruck), deren Daten automatisch an die HomeCare-Unit gesendet und dort abgespeichert und ausgewertetwerden können. Die Steuerung des Systems erfolgt überFernbedienung oder Sprachsteuerung (wie sie z. B. imISA-Haus, Teilprojekt I-1, vorhanden ist). Mit den gesammeltenDaten aus unterschiedlichen Messsystemen sollenBewertungs- und Analyseverfahren realisiert werden.Durch die kontinuierliche Datenaufnahme können Veränderungenin bestimmten Parametern frühzeitig erkanntund behandelt werden. Da die HomeCare-Unit an denFernseher angeschlossen ist, kann die Bewegungs- bzw.Aktivitätsanalyse vor Ort dargestellt werden und dient soetwa dem Hausarzt bei seinem Besuch als Unterstützung.Zunächst wurde eine Mote-Plattform, basierend auf Modulender Firma Crossbow, aufgebaut. Da deren ProduktionEnde 2008 eingestellt wurde, musste das Systemauf eine andere Hardware-Plattform umgestellt und mitMote-Modulen der Firma Nanotron neu aufgebaut werden.Als Ergebnis wurde das tragbare System „Motionlogger“zur Analyse von Aktivitätszuständen entwickelt(siehe Abbildung 1). Trägt ein Nutzer den Motionlogger,so kann dieser erkennen, ob der Nutzer ruht, geht oderrennt. Der ermittelte Zustand wird zusammen mit einerZeitinformation gespeichert und kann später ausgegebenund weiter analysiert werden [1].Abbildung 1: Das Mote-System MotionloggerUm Geräte des alltäglichen Gebrauchs und deren Benutzungdurch den Anwender in das System integrieren zukönnen, sollten diese im Arbeitspaket „Integration vonRFID-Technologien“ mit RFID-Tags markiert werden. Zielwar, dass die getragenen Motes die Signale der RFID-Tagsempfangen und speichern können, bei entsprechenderEinrichtung und Programmierung. Die gespeicherten Beziehungen(wann hat der Benutzer welches Gerät benutzt28 I Abschlussbericht FitForAge

zw. bewegt) sollten an eine Basisstation übertragen, dortausgewertet und analysiert werden.Da sich die Reichweite von passiver RFID mit Werten < 13 cmals zu gering herausstellte, wurde für die Interaktionserkennungeine neue Systemarchitektur geschaffen, basierendauf Nanotron-Funkmodulen. Das Ergebnis ist dasGerät „Actionlogger“, mit dem eine ortsunabhängige Interaktionserkennungrealisiert werden konnte. Es erkenntdas Zusammentreffen zweier Objekte und interpretiertaus diesen „Kontakten“ die entsprechenden Interaktionen.Die hierfür verwendeten Funkmodule können untereinanderkommunizieren und den „Kontakt“ mit anderenModulen speichern. Werden Objekte und / oder Personenmit diesen Funkmodulen ausgestattet, können Aussagenüber unterschiedliche Interaktionen zwischen den Objektenund / oder Personen getroffen werden. Der innovativeAnsatz besteht darin, dass bei den Funkmodulen imGegensatz zu RFID die für jeden Anwendungsfall idealeReichweite eingestellt werden kann. Am Lehrstuhl wurdenmehrere Versuche durchgeführt, welche die Funktionalitätdes Systems belegen und die auf der IEEE-KonferenzPervasive Health publiziert wurden [2]. Die nachfolgendenGrafiken veranschaulichen die Einstellmöglichkeitenfür verschiedene Interaktionsradien mit dem entwickeltenReichweiteneinstellungsgerät.Abbildung 2: Abdeckung verschiedener Bereiche durchdas einstellbare Interaktionssystem (links), Gerät zurReichweiteneinstellung (rechts)Im Arbeitspaket 1.3 „Entwicklung einer HomeCare-Unit“sollte ein zentrales System entwickelt werden, das alle Datenaus unterschiedlichen Messsystemen aufnimmt und abspeichert.Die Bedienung war speziell auf die Bedürfnissevon Menschen anzupassen, die in ihrem Alltag kaum mitmoderner Technik in Berührung kommen. Das beinhalteteine einfache und intuitive Bedienung sowie ein automatischesÜbertragen von Daten der übrigen Messsysteme.Da die HomeCare-Unit als zentrale Schnittstelle zum Nutzerzu sehen ist, war es bei deren Entwicklung von entscheidenderBedeutung, die speziellen Anforderungen derZielgruppe zu berücksichtigen. Aus diesem Grund erfolgtdie Bedienung der HomeCare-Unit intuitiv über einen berührungsempfindlichenBildschirm. Zusätzlich kann dasGerät auch an einen Fernseher angeschlossen werden:Auch dann kann die Bedienung weiterhin über das Touch-Display oder ein zusätzliches Infrarot-Eingabegerät erfolgen.Dieses erkennt, auf welche Stelle des Fernsehers geradegezeigt wird, und ermöglicht so das Auswählen vonSchaltflächen direkt am Fernseher. Das Menü, die Gestaltungder Bedienelemente sowie des Gehäuses wurden inZusammenarbeit mit dem Erlanger Seniorenbeirat für dieProduktentwicklung (SEN-PRO) und dem QuerschnittsprojektFit4Use evaluiert und in mehreren Iterationsschrittenan die Bedürfnisse der Senioren angepasst.Das Herzstück der HomeCare-Unit ist ein Embedded-PC,der aufgrund seiner Rechenleistung, seiner geringen Größe(100 x 72 mm) und der vorhandenen Schnittstellenausgewählt wurde. Die PC-Plattform wurde noch um einigeKomponenten erweitert, damit die HomeCare-Unitüber alle benötigten Schnittstellen verfügt, um mit denGeräten aus diesem und anderen Teilprojekten kommunizierenzu können. Beispielsweise wurde ein Stecker alsSchnittstelle zum Motionlogger und zur Mobility Unit integriert.Ein Nanotron-Funkmodul sowie ein Bluetooth-Modul erlauben eine kabellose Kommunikation mit demActionlogger oder dem Fitnessbegleiter aus dem TeilprojektII-1. Die Software ist modular implementiert. Eskönnen also ver-schiedene Funktionsmodule ohne großenAufwand hinzugefügt oder entfernt werden. Somit kanndie HomeCare-Unit immer an die Bedürfnisse des Nutzersangepasst werden, indem nur die gewünschten Moduleeingebunden werden.I 29

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmtAbbildung 3: Die entwickelte HomeCare-UnitIm Arbeitspaket 2.1 „Aktivitäts- und Bewegungsanalyse“sollten Algorithmen entwickelt und implementiert werden,die zur Auswertung der unterschiedlichen Messsystemegenutzt werden können. Sie ermöglichen es demAnwender und dem Arzt, Tätigkeits- und Bewegungsmustereines Tages zu analysieren und zu bewerten.Um für den unter Arbeitspaket 1.1 vorgestellten Motionloggereine Nutzerschnittstelle zu schaffen, wurde die inAbbildung 4 dargestellte Dockingstation für den Motionloggerentwickelt. Diese ermöglicht ein automatisiertesAuslesen des Motionloggers und gibt nach jedem Datentransferautomatisch ein Feedback über die Bewegungshäufigkeit.Auf Wunsch lassen sich die Aktivitätsphasendes Tages auch im Detail betrachten. Neben der Darstellungder Daten dient die Dockingstation auch zum Ladendes Motionloggers. Die HomeCare-Unit verfügt ebenfallsüber eine Andock-Möglichkeit für den Motionlogger zumautomatischen Aufladen und Daten-Auslesen. Das Motionlogger-Software-Modulbietet sowohl die einfacheRückmeldung (wie Lob oder Aufforderung zu mehr Bewegung– siehe Abbildung 4) als auch die Möglichkeit, sichBewegungsinformationen detailliert für einzelne Tage,Wochen oder auch als Verlauf über die letzten Monateanzeigen zu lassen.Abbildung 4: Einfache Rückmeldung über das Bewegungsverhalten auf der HomeCare-Unit (links),Dockingstation für Bewegungsfeedback (rechts)30 I Abschlussbericht FitForAge

Abbildung 5: Intelligenter Pullover (oben),Programm zur Analyse der Bewegungen mitSturzerkennungsfunktion (unten)Auch das in Arbeitspaket 1.2 entwickelte System zur Interaktionserkennungkonnte in Arbeitspaket 2.1 erfolgreichin die HomeCare-Unit integriert werden. Hierfür wurdeein Software-Modul implementiert, das automatisch erkennt,wenn sich ein Actionlogger mit neuen Daten inder Nä-he der HomeCare-Unit befindet, diesen daraufhinausliest und die Daten speichert. Der Nutzer kann, wenner möchte, sich für jeden Tag eine grafische Darstellungder registrierten Kontakten sowie deren Dauer anzeigenlassen. Des Weiteren wurde in diesem Arbeitspaket einintelligentes Textil zur Messung von Bewegungen entwickelt[3]. Dieses soll im Gegensatz zur Entwicklung ausdem Teilprojekt „Fitnessbegleiter“ aus dem TeilprojektII-1 nicht zur Durchführung von Fitnessübungen verwendetwerden, sondern eine weitere Möglichkeit (nebendem Motionlogger) für eine kontinuierliche Bewegungsüberwachungbieten. Der Fokus liegt zum einen auf derErkennung von Notfallsituationen und zum anderen aufder Veränderung von Bewegungen über einen längerenZeitraum. Zu diesem Zweck wurden Beschleunigungssensorenin einen Pullover integriert, die mittels eines Mikrocontrollersausgelesen werden. Der Integrationsgrad wurdemehrfach verbessert, weshalb das Textil nun bei 30 °Cund 900 U/min in der Waschmaschine gewaschen werdenkann. Der Pullover wurde mit einer SD-Karte ausgestattet,die das Aufzeichnen von Bewegungen über einen Zeitraumvon zwei Stunden erlaubt. Alternativ können die Bewegungsdatenauch per Funk an einen PC gesendet werden.Hierfür wurde ein Programm geschrieben, das dieBewegungen des Textils grafisch darstellt. Darüber hinausist es möglich, Bewegungen verschiedener Nutzer aufzuzeichnenund zu einem späteren Zeitpunkt abzuspielen.Außerdem wurde ein Algorithmus zur Sturzerkennung implementiert.Bei ersten Tests unter Laborbedingungen mitzehn Testpersonen wurde eine Erkennungsrate von über90 % erreicht [4]. Die Bedienoberfläche des Programms istin der nachfolgenden Abbildung 5 dargestellt.Schließlich wurde in diesem Arbeitspaket ein Gerät zurvereinfachten Bedienung einer Nintendo-Spielkonsoleentwickelt. Die Nintendo Wii bietet eine Vielzahl an Spielen(z. B. Wii Sports) an, die vom Benutzer durch aktiveBewegung gesteuert werden.Aus [5] geht hervor, dass auch ältere Menschen an demKonzept der virtuellen Sportstunden großen Gefallen finden,sie haben allerdings Schwierigkeiten, sich durch dieMenüführung zu klicken, bis das eigentliche Spiel gestartetwerden kann. Deshalb wurde ein Gerät mit dem NamenSimple Use Wii entwickelt, das dem Nutzer alle Bedienschrittebis zum Start des Spiels abnimmt. So wurde zumeinen untersucht, wie man Bedienkonzepte vereinfachenkann, um vorhandene Geräte auch für ältere Menschentatsächlich nutzbar zu machen, und zum anderen, ob sichSpielkonsolen eignen, um die Bewegungshäufigkeit zu be-I 31

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmteinflussen und objektiv zu dokumentieren. Das Gerät verfügtin der ersten Version über vier Knöpfe, die mit vierverschiedenen Spielmöglichkeiten hinterlegt sind. Durcheinmaliges Drücken eines Knopfes wird das entsprechendeSpiel gestartet. Das Spielen selbst erfolgt wie gehabt mitder intuitiven Fernbedienung der Nintendo Wii [6].Die Folgeversion der Simple Use Wii verfügt über einTouch-Display, über das die gewünschten Spiele aufgerufenwerden. Das Display gibt dem Nutzer eine Rückmeldungüber den Ladevorgang („Spiel wird geladen“) undverwirklicht über Rückfragen („Was wollen Sie als Nächstestun?“) ein einfaches und verständliches Bedienkonzept.Informationen über Häufigkeit, Dauer und Art dergewählten Spiele werden auf einer SD-Karte gespeichert.Dies erlaubt die Analyse des Spielverhaltens über einenlängeren Zeitraum.Abbildung 6: Die Simple Use Wii zur einfachen Bedienung der SpielkonsoleNintendo Wii. Erste Version mit Knöpfen (links), zweite Version mitTouch-Display (rechts)Im Arbeitspaket 2.2 „Integration von Kommunikationsmedien“sollte auch Menschen, die mit moderner Kommunikationstechniknicht vertraut sind, die Kommunikationmit anderen Menschen ermöglicht werden. Medienwie Telefon und Internet waren in das GesamtsystemHomeCare-Unit zu integrieren. Dabei spielte vor allem dieintuitive Bedienung eine wichtige Rolle.Die HomeCare-Unit verfügt über verschiedene Schnittstellen,die eine Verbindung zum Internet ermöglichen. DieAnsteuerung dieser Komponenten erfolgt automatisch.Startet der Nutzer eine Übertragung an eine Datenbankim Internet, so wird automatisch geprüft, welche Schnittstellegenutzt werden kann. Ist die Unit mit dem analogenTelefonnetz verbunden, wird das 56k-Modem verwendet,bei einer kabelgebundenen Verbindung kommt dieLAN-Karte zum Einsatz, bei kabellosen Netzwerken dasWLAN-Modul. Steht keine der genannten Möglichkeitenzur Verfügung, baut die HomeCareUnit die Verbindungüber UMTS auf. Das GSM-Modem wird auch verwendet,um dem Nutzer eine Telefonfunktion zur Verfügung zustellen. Der Vorteil liegt hier in der einfachen Einrichtung:Man muss nur eine SIM-Karte in den entsprechendenSteckplatz einführen und schon können alle Kommunikationsfunktionengenutzt werden.Zusätzlich wurde eine Software entwickelt, die beispielsweiseeinem Arzt oder Pfleger den Einblickauf die in der Web-Datenbank gespeichertenWerte ermöglicht. Über dieSoftware können auch Fragen an denNutzer der HomeCare-Unit formuliertund zusammen mit möglichen Antwortenauf dem Web-Server gespeichertwerden. Der Nutzer beantwortet dieFragen an der HomeCare-Unit, welchedie Ergebnisse zur Einsicht durch denArzt wieder an den Server übermittelt.In Arbeitspaket 2.3 „Integration vonMedical-HomeCare-Produkten“ solltenverschiedene Übertragungsprotokolle und Schnittstellenin die Systemsoftware integriert werden, um bereits verfügbareGeräte zur Messung von Vitalparametern an dieHomeCare-Unit anschließen zu können.Im Rahmen dieses Arbeitspakets wurde mit der Firma Biosignaeine Software zur einfachen Aufnahme und Übertragungvon EKGs von zu Hause aus entwickelt (siehe Abbildung7). Die Software wurde zunächst zur Anwendungauf einem Standard-PC geschrieben und in einer späteren32 I Abschlussbericht FitForAge

Projektphase als Funktionsmodul für die HomeCare-Unitimplementiert. Unter Verwendung der Software und einesBluetooth-EKG-Geräts ist es möglich, kabellos Kurzzeit-EKGs zu übertragen und auf Knopfdruck an die Online-Plattform der Firma Biosigna zu übermitteln. Für die Online-Plattformwurde ein Algorithmus zur automatischenSortierung der eingegangenen EKGs nach Dringlichkeitentwickelt und implementiert. Dadurch wird sichergestellt,dass übermittelte kritische EKGs von Kardiologen als Erstesausgewertet werden und bei Bedarf eine entsprechendeMeldung an den Hausarzt geschickt werden kann [7].Darüber hinaus wurde ein SpO2-Modul in die HomeCare-Unit integriert. Dieses ermöglicht eine einfache Messungvon Puls und Sauerstoffsättigung im Blut. Die Messungwird durch Auflegen eines Fingers auf die Sensorflächegestartet, die HomeCare-Unit wechselt dann automatischzur Darstellung der gemessenen Werte (siehe Abbildung7). Ist die Messung abgeschlossen, kann diese einem Nutzerzugeordnet werden und wird dann automatisch zusammenmit der Uhrzeit und dem Datum auf der Home-Care-Unit gespeichert.Abbildung 7: Integrierte Vitalparametermessung.Software zum EKG-Versand (links), Pulsmessung mit derHomeCare-Unit (rechts)In Arbeitspaket 3.1 „Integration des Fitnessbegleiters ausTP II-1“ sollte mithilfe einer offenen Schnittstelle der entwickelteFitnessbegleiter und die Bewegungsanalyse ausdem TP II-1 in das System integriert werden. Dazu solltendie Daten von diesem System auf die HomeCare-Unitübertragen und dort gespeichert werden. Es war gefordert,dass die Daten am angeschlossenen Fernseher visualisiertwerden können.Zur Integration des Fitnessbegleiters wurde ein entsprechendesProgramm-Modul implementiert, das perKnopfdruck eine Bluetooth-Verbindung aufbaut und eineÜbermittlung der gespeicherten Trainingsdaten veranlasst.Diese beinhalten Informationen über Datum, Dauer,Art der Übung und Qualität der Übungsausführung.Nach der Übertragung werden die Informationen auf derHomeCare-Unit automatisch gespeichert und können anschließendin einer Tages-, Wochen- oder Monatsansichtbetrachtet werden.In Arbeitspaket 3.2 „Integration der Sprachsteuerungaus TP I-1“ sollte die intuitive Bedienung des intelligentenHaussystems um die Sprachsteuerung des TeilprojektsISA-Haus erweitert werden. Damit steht dem Benutzer nebender Bedienung über das Touch-Display oder die Fernbedienungeine weitere Möglichkeit zur Verfügung, dasSystem zu steuern.Da die HomeCare-Unit über die benötigten Schnittstellen(LAN- und WLAN-Karte) verfügt, kann sie mit dem Netzwerkdes ISA-Hauses verbunden werden. Um die Sprachsteuerungzu integrieren, musste eine Software-schnittstellezur HomeCare-Unit implementiert werden. Dieswurde durch das im ISA-Haus verwendete UPnP (UniversalPlug and Play)-Protokoll erreicht. UPnP dient zur herstellerübergreifendenAnsteuerung von Geräten (Stereoanlagen,Router, Drucker, Haussteuerungen usw.) über einIP-basiertes Netzwerk und verfügt über eine Reihe vonstandardisierten Netzwerkprotokollen und Datenformaten.Durch ein Programm-Modul wurde die HomeCare-Unit zur Verwendung als UPnP-Gerät in einem Netzwerkermöglicht. So kann die HomeCare-Unit auch durch dasISA-Haus gesteuert werden, sobald sie mit dessen Netzwerkverbunden ist.Im Rahmen von Arbeitspaket 3.3 „Integration des Fahrzeugsaus TP II-4“ sollte ermöglicht werden, die währendder Fahrt aufgezeichneten Daten der Sensoren im Fahrzeugan die zentrale HomeCare-Unit im Haus zu sendenund dort auszuwerten. Diese Anforderung wurde überI 33

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmtden an der HomeCare-Unit vorhandenen Stecker und einzusätzliches Software-Modul erfüllt. Der Stecker wurde soausgelegt, dass daran nicht nur die Motionlogger, sondernauch die Mobility Unit aufgesteckt werden können. DasSoftware-Modul erkennt die angesteckte Mobility Unitautomatisch und initialisiert die Datenübertragung zurHomeCare-Unit. Hier werden die Informationen über gemesseneVitaldaten zusammen mit der entsprechendenZeitinformation gespeichert und können dem Nutzer dargestelltwerden.Im Rahmen des Arbeitspakets 3.4 „Evaluierung“ wurdenverschiedene Projektergebnisse, wie etwa die Simple UseWii und der intelligente Pullover durch das QuerschnittsprojektFit4Use evaluiert. Des Weiteren wurden verschiedeneBedienkonzepte für die HomeCare-Unit verglichen undbewertet. Hierbei konnten viele wichtige Erkenntnisse gewonnenwerden, die direkt in die darauf folgenden Entwicklungsschritteder Geräte eingeflossen sind.Der geplante Aufbau einer Demonstrator-Umgebung inmehreren Räumen des IMETUM (Meilenstein 1) konntenicht umgesetzt werden. Der Grund hierfür liegt in unvorhersehbarenEntscheidungen der Hochschulleitung. Alle übrigenArbeitspakete und Meilensteine konnten erfolgreichabgeschlossen werden.3.3.4 AusblickIn diesem Teilprojekt wurde eine zentrale Steuerung(HomeCare-Unit) realisiert, die moderne Technologienin den täglichen Ablauf integriert und auch von älterenMenschen genutzt werden kann. Dazu wurden Systemezur Messung und Auswertung von Vitalparametern undAktivitäts- und Bewegungsdaten integriert. Daten werdenautomatisch an die HomeCare-Unit gesendet, dortabgespeichert und dargestellt. Die Steuerung des Systemserfolgt über ein berührungsempfindliches Display,eine intuitive Fernbedienung oder die Sprachsteuerungaus dem ISA-Haus. Die HomeCare-Unit kann dabei auchan den Fernseher angeschlossen werden.Somit wurden die in diesem Teilprojekt angestrebten Ergebnisseerreicht und technisch umgesetzt. Wünschenswertwäre es nun, das funktionierende System zu vervielfältigenund unter realen Bedingungen über einenlängeren Zeitraum einzusetzen. Nur so kann gezeigt werden,dass die zentrale Verarbeitung der Daten aus verschiedenenMesssystemen einen Mehrwert an Informationbringt und letztendlich für alle Beteiligten (Nutzer,Pflegedienst, Arzt und Angehörige) von Vorteil ist.3.3.5 Literatur3.3.3 Zusammenarbeit mit den Themenfeldernund IndustriepartnernDie Zusammenarbeit mit anderen Teilprojekten erfolgte amintensivsten im letzten Projektjahr und spiegelt sich in dererfolgreichen Integration von Fitnessbegleiter, ISA-Haus undMobility Unit (in den Arbeitspaketen 3.1, 3.2 und 3.3) wider.Die Möglichkeit, Zwischenergebnisse und Prototypendurch Fit4Use und den Seniorenbeirat evaluieren zu lassen(Arbeitspaket 3.4) brachte wichtige Erkenntnisse und hatgeholfen, die Qualität der erzielten Ergebnisse noch zu erhöhen.Während der gesamten Projektlaufzeit konnte vonder guten Zusammenarbeit mit der Biosigna GmbH in verschiedenenBereichen des Projekts profitiert werden.[1] Czabke, A.; D’Angelo, L.; Niazmand, K.; Lüth, T. C.:Ein kompaktes System zur Erfassung und Dokumentationvon Bewegungsgewohnheiten, Tagungsband, 2. DeutscherAAL–Kongress, Berlin, 27.1.–28.1.2009, S. 424–428[2] Czabke, A.; Neuhaeuser, J.; Lueth, T. C.: Detection of Interactionswith Objects Based on Radio Modules, IEEE Conferenceon Pervasive Health 2010, München, 22.3.–25.3.2010[3] Niazmand, K.; Lüth, T. C.: Ein alltagstauglicher Pulloverfür die Aufzeichnung von Bewegungen, DGBMTHealth Technologies, Frankfurt, 3/2010, S. 2–3[4] Niazmand, K.; Jehle, C.; D’Angelo, L. T.; Lüth, T. C.: A34 I Abschlussbericht FitForAge

New Washable Low–Cost Garment for Everyday Fall Detection,In: 32nd Annual International Conference of theIEEE Engineering in Medicine and Biology Society, BuenosAires, Argentina, 31.8.–4.9.2010, S. 6377–6380[5] John, M.; Häusler, B.; Frenzel, M.; Klose, S.; Ernst, T.,Bücher, J.; Seewald, B.; Liebach, J.; Wolschke, M.; Klinkmüller,B.: Rehabilitation im häuslichen Umfeld mit derWii Fit – Eine empirische Studie. AAL Berlin, 2009Kongress, Berlin, 25.1.–26.1.2011, S. 1–6[7] D‘Angelo, L. T.; Tarita, E.; Zywietz, T. K.; Lüth, T. C.: ASystem for Intelligent Home Care ECG Upload and Priorisation,in: 32nd Annual International Conference of theIEEE Engineering in Medicine and Biology Society, Medline,U.S. National Library of Medicine, 2010, S. 2188–2191[6] Somlai, I.; Czabke, A.; Lüth, T. C.: Ein altersgerechtesSystem zur Vereinfachung der Bedienung bewegungsgesteuerterSpielkonsolen, Tagungsband, 4. Deutscher AAL-3.3.6 Arbeits- und ZeitplanArbeitsplan: Intelligente Inhouse-Infrastruktur und -dienste ZeitplanJahr 2008 2009 2010Quartal 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4AP 1: Demonstrator-UmgebungAP 1.1: Entwicklung eines Mote-SystemsAP 1.2: Integration von RFID-TechnologienAP 1.3: Entwicklung einer HomeCare-UnitMeilenstein 1: Demonstrator-Umgebung am IMETUMAP 2: AlgorithmenAP 2.1: Aktivitäts- und BewegungsanalyseAP 2.2: Integration von KommunikationsmedienAP 2.3: Integration von Medical-HomeCare-ProduktenMeilenstein 2: HomeCare-Unit mit AnalysefunktionAP 3: Integration und ExperimenteAP 3.1: Integration FitnessbegleiterAP 3.2: Integration SprachsteuerungAP 3.3: Integration FahrzeugAP 3.4: EvaluierungMeilenstein 3: Funktionsfähiges System am IMETUMZeitraum der laufenden ArbeitMeilensteinI 35

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmt3.4 Intelligente integrierte Technologienund Dienstleistungen für eineselbständige Lebensführung im AlterService-Engineering-Plattform soll parallel durch ein praktischesUmsetzungsbeispiel demonstriert werden.3.4.2 ErgebnisseLehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre, insb. Logistik,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergProjektleitung: Prof. Dr. Evi Hartmann, Dr. AlexanderPflaumMitarbeiter: Stephanie Schmitt-RüthIndustriepartner: ABF Apotheke, Fürth; EURO-LOG AG,München; Praxisnetz Nürnberg Süd e. V., Nürnberg;bis 2009: Dr. Hein GmbH, Nürnberg; Corscience GmbH &Co. KG, Erlangen3.4.1 Forschungsumfeld und ZielsetzungDas Teilprojekt I-4 ist darauf ausgerichtet, Dienstleistungenin der ambulanten Patient-Arzt-Interaktion zu entwickeln,die es älteren Menschen durch den Einsatz innovativerInformations- und Kommunikationstechnologie (IuK)ermöglicht, trotz eventueller Einschränkungen längerselbstbestimmt zu Hause zu wohnen. Als theoretischerBezugsrahmen werden in diesem Teilprojekt Konzepteund Ideen des „Service Engineering“ herangezogen. Hierunterversteht man das planvolle und systematische Vorgehenbeim Entwurf neuer Dienstleistungen. Die Herausforderungliegt darin, den Service-Entwicklungsprozessmöglichst effektiv und effizient zu durchlaufen und dabeidie enge Verknüpfung zwischen Dienstleistungs- undTechnologie-Entwicklungsprozess zu berücksichtigen. PrimäresZiel des Teilprojekts I-4 „Intelligente und integrierteDienstleistungen“ ist es somit, eine systematisierte Vorgehensweisezur Entwicklung und Realisierung von Dienstleistungenim Gesundheitsumfeld zu entwickeln, die aufIuK-Technologien basieren. Es gilt, eine erste generischeEntwicklungsplattform zu konzipieren, die anschließendfür Design und Realisierung anderer Dienstleistungen imgleichen Umfeld herangezogen werden kann. Dieser theoretischeAnsatz sowie die praktische Einsetzbarkeit der3.4.2.1 Repräsentative Studie zum Stand derTechnik für Dienstleistungen in der TelemedizinIm Rahmen der im ersten Jahr der Projektlaufzeit erarbeitetenStudie zum Stand der Technik und Umsetzung beitelemedizinischen Dienstleistungen wurden zwei Fragenbeantwortet:• Wie können bestehende Produkte und Dienstleistungenzur Verbesserung der Beziehungen im ambulantenSektor identifiziert und beschrieben werden?• Welche erfolgversprechenden Kriterien und Stellschraubenlassen sich für die Entwicklung betriebswirtschaftlichvielversprechender ambulanter, telemedizinischer„Homecare“-Dienstleistungen in derambulanten Patient-Arzt-Interaktion ableiten?Im Projekt wurden dementsprechend bereits etabliertebzw. sich gerade in der Entwicklungsphase befindliche Produkteund Dienstleistungen sowie bestehende Forschungsprojekteund neuartige Ideen zur Verbesserung der Patient-Arzt-Kommunikationund der Patient-Arzt-Beziehungim ambulanten Sektor identifiziert und beschrieben [1].Die Studie macht deutlich, dass beim größten Teil telemedizinischerAnwendungen und Dienstleistungen nach wievor die reine Überwachung von Patienten im Vordergrundsteht. Weitere Dienstleistungen in diesem engen Bereichvoranzutreiben ergab aus Sicht der Partner im Teilprojektwenig Sinn. Es wurde daher nach neuen und bisher wenigerbearbeiteten Anwendungsfeldern gesucht.3.4.2.2 Identifikation und Bewertung neuerDienstleistungsideenIm Rahmen von Gesprächen mit den Projektpartnern undweiteren Experten außerhalb des Konsortiums wurdeschnell klar, dass Bedarf für neue und ökonomisch sinnvolleDienste aktuell vor allem im Bereich der chronischen Er-36 I Abschlussbericht FitForAge

krankungen vorhanden ist. Zielsetzung war an dieser Stelle,innovative Dienstleistungen gemeinsam mit den Partnernzu identifizieren, zu bewerten und die für die Patienten undLeistungsträger interessantesten zu einem Gesamtangebotzu bündeln. Mithilfe unterschiedlicher Kreativitätstechnikenwie „Brainstroming“ und der „6-3-5-Methode“ wurdeim Rahmen von Workshops eine Reihe neuer, vielversprechenderDienstleistungsideen generiert. Mit „e-Schmerzmonitoring“,„e-Arztkontakt“, „e-Diabetesmonitoring“für Erwachsene und Kinder, „e-Ernährungsscreening“,„e-Geriatriebegleiter“, „e-Kardiomonitoring“, „e-Medikamentenmonitoring“,„e-Patientenakte“, „e-Patientenbegleiter“und „Post-Reha-Monitoring“ sind an dieserStelle die wichtigsten Ideen genannt. Für die anschließendeBewertung wurden die einzelnen Dienstleistungen inForm von Tabellen knapp charakterisiert. Zudem wurdensogenannte Blueprints erstellt, um den grundlegendenProzessablauf zu verdeutlichen. In Abbildung 1 findet sichbeispielhaft der Blueprint für den „e-Patientenbegleiter“.Die tabellenartigen Dienstleistungsbeschreibungen sowiedie Blueprints wurden im Projekt als Input für die anschließendeBewertung anhand einer Portfolio-Analyseherangezogen. Ein Blick in die wissenschaftliche Literaturzeigt, dass hierfür die unterschiedlichsten Variantenexistieren [2]. Allen gemein ist, dass durch zwei Dimensioneneine Ebene aufgespannt wird, in dem zu bewertendeTechnologien, Produkte, Dienstleistungen etc. aufBasis unterschiedlich gewichteter Bewertungskriterienpositioniert werden. Üblicherweise werden für einzelneAbschnitte des aufgespannten Raums Normstrategienfestgelegt, an denen sich ein Entscheidungsträgergrundsätzlich orientieren kann. Die Kunst besteht darin,problemorientiert die richtigen Dimensionen, die richtigenBewertungskriterien auf erster und zweiter Ebenesowie die richtigen Gewichte festzulegen. Im Erfolgsfallkönnen Portfolio-Analysen eine wertvolle Hilfe beimstrategischen Umgang mit Technologien, Produkten oderDienstleistungen sein. Roadmaps für die Umsetzung einzelnerDienstleistungen lassen sich auf dieser Basis sehreinfach generieren. Nicht vergessen werden darf dabeiallerdings, dass Portfolios oft auf dynamischen Informationenbasieren und somit die Gefahr einerFehleinschätzung durchaus gegeben ist.Es ist sinnvoll den Portfolio-Prozess in festenzeitlichen Abständen bzw. bei Bedarfzu wiederholen.Abbildung 1: Blueprint für den „e-Patientenbegleiter“Um eine Portfolio-Analyse zu erstellen,sind bestimmte Schritte nötig. Zuerstmuss das Analyseobjekt definiert undmüssen die Dimensionen festgelegt werden.Im vorliegenden Fall sollten technologiebasierte,telemedizinische Dienstleistungenhinsichtlich der Sinnhaftigkeiteiner Implementierung bewertet werden.Als Hauptdimensionen wurden die „TechnischeMachbarkeit“ und die „PraktischeRelevanz“ gewählt (vgl. Abbildung 2). Dietechnologische Machbarkeit ist von derRessourcenstärke des Konsortiums undvom Realisierungsaufwand der Lösung abhängig. In dieRessourcenstärke gehen Subkriterien, wie beispielsweiseI 37

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmttechnologische Beherrschbarkeit, Zeitbedarf und Knowhow-Standein. Der Realisierungsaufwand kann zum wertet und im Teilprojekt weiter verfolgt.hinsichtlich der technologischen Machbarkeit positiv be-Beispiel für Hardwarekosten, Softwareentwicklung undSchnittstellendefinition definiert werden. Für die praktischeRelevanz sind der Nutzen für den Dienstleistungs-„e-Schmerzmonitoring“3.4.2.3 Entwicklung der Dienstleistunganbieter und die Marktattraktivität von Bedeutung. Der Ein Dienstleistungskonzept wurde entwickelt und prototypischgemeinsam mit Praxispartnern umgesetzt. DieNutzen wird wiederum durch eine erhöhte Kundenbindung,durch neue Akquisemöglichkeiten, durch Wettbewerbsvorteileoder durch Umsatzsteigerungen bestimmt. nischen Erfassung, Verarbeitung und Bereitstellung the-Dienstleistung wurde als integriertes System zur elektro-Für die Marktattraktivität sind Marktgröße, Wachstumsrate,Innovationspotenzial etc. interessant. Die Gewichte zung eines mobilen Endgeräts (Personal Digital Assistant,rapierelevanter Daten von Schmerzpatienten durch Nut-für die einzelnen Kriterien und Subkriterien wurden im kurz: PDA) konzipiert. Abbildung 3 zeigt das Grobkonzeptim Überblick.Projekt anhand eines Halbmatrixverfahrens pragmatischbestimmt. Über eine einfache Punktewertung konntendie einzelnen Dienstleistungen im Portfolio verortet werden.Hierfür wurde ein leicht zu bedienendes Excel-Tool des Verlaufs des Schmerzempfindens und der Schmerz-Die Dienstleistung soll Patient und Arzt bei der Kontrolleentwickelt.dokumentation unterstützen. Dabei wird der Zeitunterschiedzwischen der heute üblichenpapierbasierten Dokumentation desSchmerzes durch den Patienten sowiedie Reaktion auf die Veränderungdes Schmerzempfindens durchden behandelnden Arzt überbrückt.Die patientenindividuellen Daten,wie etwa Zeitpunkt des Schmerzes,Schmerzintensität, Begleiterscheinungenoder eingenommeneMedikamente, werden in Echtzeitaufgenommen, übermittelt und voneinem Service Center ausgewertet.Nach der Systemanmeldung desPatienten durch den Arzt versendetdas Service Center ein mobiles Endgerät(PDA) mit vorbereiteter Softwaredirekt an den Nutzer. Somit istsichergestellt, dass die Systeme immereinsatzbereit sind und die me-Abbildung 2: Portfolio zur Bewertung der gefundenen Dienstleistungendizinischen Leistungserbringer mitder technischen Infrastruktur nichtDie Dienstleistungsidee „e-Schmerzmonitoring“ wurde belastet werden. Nach Abschluss der Monitoring-Phasesowohl hinsichtlich der praktischen Relevanz als auch kann das System vom Patienten wieder beim Arzt abge-38 I Abschlussbericht FitForAge

geben werden. Von dort lässt das Service Center diesesabholen, wartet das System und stellt es direkt wieder volleinsatzbereit für den nächsten Nutzer zur Verfügung. Ineinem alternativen Szenario können die PDAs auch durcheine Apotheke verwaltet, ausgegeben und zurückgenommenwerden.Für die betriebswirtschaftlicheBewertung der neuen Dienstleistungwurde ein variablesExcel-Tool aufgesetzt, welchessowohl die Investitions- und Betriebskostenals auch die zu er-Abbildung 3: Grobkonzept der Dienstleistung „e-Schmerzmonitoring“wartenden quantifizierten Nutzenpotenzialeim Rahmen einerDie Dienstleistung konzentriert sich auf die reine Sammlung,Aufbereitung und Zusammenführung von Daten und beschriebene „e-Schmerzmonitoring“-Szenario wurde alsAmortisationsrechnung zusammenführt. Für das ebenunterstützt damit den Arzt bei seiner Tätigkeit. Die durch erste Kalkulation eine Amortisationsdauer von etwa dreiden Anwender eingegebenen Daten werden auf dem mobilenEndgerät zwischengespeichert. Diese Datenspeiche-Jahren berechnet.rung erfolgt ausschließlich verschlüsselt und anonym; sie 3.4.2.4 Entwicklung telemedizinischer Dienstleistungen– Das „Nürnberger Service Engineeringist mit einer Patientennummer versehen. Auch bei Verlustdes PDA können durch Einsicht in die Daten keine Rückschlüsseauf den konkreten Anwender gezogen werden. Nachdem die Service-Engineering-Literatur keine Vorge-Binokular“ als grundlegendes VorgehensmodellDie Übertragung der durch den Anwender eingegebenenDaten erfolgt über eine GPRS-Verbindung zwischen Basis grundlegender technologischer Innovationen bietet,hensmodelle für den Entwurf von Dienstleistungen aufdem PDA und einer Integrationsplattform bzw. einem wurde im Rahmen von FitForAge das achtstufige Vorgehensmodell„Nürnberger Service Engineering Binokular“Rechenzentrum. Der Zyklus der Datenübertragung kannfrei konfiguriert werden. Die Daten werden verschlüsselt (NSEB©) entwickelt und an die Anforderungen des Gesundheitswesensangepasst. Ausgangspunkt waren dieübertragen. Auch im Rechenzentrum werden die Datennur anonym, mit einer einfachen Patientennummer versehen,gespeichert. Die Zuordnung der Patientennummer Innovationen. Ein hieraus abgeleiteter erster Vorschlagcharakteristischen Merkmale prinzipieller technologischerzum Patienten ist ausschließlich dem behandelnden Arzt für das Vorgehensmodell wurde gemeinsam mit Dienstleistungsexpertenevaluiert und im Anschluss noch möglich. Mithilfe des Rechenzentrums können diese Da-einmalten gebündelt und je nach Zugriffsrecht und Anforderungdes Benutzers aufbereitet und visualisiert werden. DerArzt ist somit in der Lage, über eine gesicherte Internetverbindungauf die Auswertungen zuzugreifen und diesezur Unterstützung seiner Therapieentscheidungen zunutzen. So ist er kontinuierlich über den Zustand seinesPatienten im Bilde und wird beisignifikanten Vorkommnissenautomatisch vom Service Centerinformiert. Hierdurch kanner schneller reagieren und entsprechendeMaßnahmen einleiten.I 39

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmtüberarbeitet. Das resultierende Modell zielt darauf ab, telemedizinischeDienstleistungen nach dem Abschluss einerIdeenfindungsphase strukturiert zu entwerfen. Endergebnisist eine umfassende Dienstleistungsspezifikation,welche direkt umgesetzt werden kann. Die nachfolgendeAbbildung 4 zeigt eine einfache, eingängige Darstellung.Sie beschreibt zusätzlich die Zielsetzung der einzelnenDesignschritte.Zusatznutzens. Eine Analyse des aktuellen Stands derTechnik ermöglicht im Anschluss die Auswahl einer odermehrerer Technologien sowie das Design der eigentlichenDienstleistung mithilfe bereits heute vorhandener Methodenund Werkzeuge. Auf Basis des Dienstleistungskonzeptskann im nächsten Schritt das IT-System genauerspezifiziert werden. Dienstleistungs- und IT-Konzept ermöglichendann die Durchführung einer Wirtschaftlich-Das ModellZielsetzung der einzelnen Schritte1. Problem & Markt-Definition: Schaffen eines grundlegendenVerständnisses für das Problem des Kunden2. Analyse der aktuellen Lösung: Setzen einer „Nulllinie“ fürdie spätere Bewertung des Technologieeinsatzes3. Diskussion Nutzenpotenziale: Quantifizieren des Zusatznutzensdurch den Technologieeinsatz4. Stand der Technik: Schaffen eines grundlegenden Technikverständnissesals Basis für das spätere Systemdesign5. Technologieauswahl: Wahl der richtigen Basistechnologiefür den zu entwickelnden Dienst6. Dienstleistungsdesign: Festlegung von Prozessen, Aufbauorganisation,IT-System, Geschäftsmodell7. IT-Systemdesign: Definition von Anwendungsfällen undAbleiten der Systemarchitektur8. Wirtschaftlichkeitsrechnung: Abschätzung der Systemkostenund Erstellen einer AmortisationsrechnungAbbildung 4: Das Nürnberger Service Engineering Binokular (NSEB©)Der Prozess beginnt mit einer klaren Definition des adressiertenProblems sowie des Zielmarkts für die neueDienstleistung. Nachdem für bekannte Problemstellungenin der Praxis verschieden geartete Lösungen bzw.Teillösungen existieren, ergibt es Sinn, diese im Detailzu analysieren, um einen definierten Startpunkt für dieService-Entwicklung zu setzen. Im nächsten Schritt mussdiskutiert werden, inwieweit die Schwächen der existierendenPartiallösungen durch den Einsatz von Informations-und Kommunikationstechnologien behoben werdenkönnen. Ziel ist die Quantifizierung des entstehendenkeitsrechnung. Deren Ausgang entscheidet, ob das neueKonzept anschließend tatsächlich umgesetzt wird. Es istdavon auszugehen, dass bei einem einzigen Durchlaufder Vorgehensweise die Entwurfsaufgabe keinesfalls vollständigabgeschlossen werden kann. Die Komplexität derEntwurfsaufgabe erfordert ein iteratives Vorgehen, bisdas Konzept einen Detaillierungsgrad erreicht hat, dereine fundierte Entscheidung durch die Geschäftsleitungdes Unternehmens erlaubt. Das Vorgehensmodell bildetedie methodische Basis für die Entwicklung der oben beschriebenenDienstleistung „e-Schmerzmonitoring“.40 I Abschlussbericht FitForAge

Brainwriting 635 1.2/3.1/6.1/6.2/6.4/6.5/6.6./7.11. Bezeichnung der Methode Brainwriting2. Benennung der Quelle ausder Literatur„Service Engineering in Wissenschaft und Praxis“ by H. Luczak, R. Reichwald and D.Spath; „30 Minuten für Kreativitätstechniken“ Von Claudia Maria Bayerl3. Benennung der zu erwartendenErgebnisseSoll ähnlich dem Brainstorming Teilnehmer dazu anregen, ihre Idee darzulegen und weiterzuentwickeln4. Art der Methode Qualitativ5. Benennung der notwendigenVorarbeiten6. Darstellung der einzelnenVorgehensschritteAuswahl Gruppenmitglieder, Vorbereitung der Formulare, Raum buchen, Thema festlegenHierbei notieren „6“ Gruppenmitglieder „3“ neue Ideen innerhalb von „5“ Minuten aufein Blatt PapierNach der Definition eines Problems bzw. einer Aufgabenstellung erhält jeder der Gruppenmitgliederein Formular, auf dem sich drei Spalten und sechs Zeilen befindenJeder Teilnehmer hat nun 5 Minuten Zeit, um 3 neue Lösungsansätze aufzuschreibenIm nächsten Schritt werden die ausgefüllten Formulare in einer vorher festgelegten Reihenfolgean einen anderen Teilnehmer weitergegeben, der zunächst die bereits notierten Ideendurchliest und anschließend innerhalb der nächsten 5 Minuten weitere drei hinzugefügtBei einem Zeitraum von 30 Minuten erhält man somit 108 Vorschläge. Aufgrund von Doppelnennungenkann man in der Praxis von etwa 60-80 neuen Ideen ausgehenAuswertung der Idee7. Erforderliche Kompetenzen Keine besonderen Kompetenzen erforderlichfür die Anwendung8. Hinweis auf kritische Elemente Doppelnennungen / Handschriftlich /Zeitbeschränkung kann blockierend wirken9. Abschätzung des zeitlichen Etwa eine halbe StundeAufwands für Durchführung10. Nach Möglichkeit zusätzlicheAbbildungAbbildung 5: Exemplarische Profildarstellung der Methodik „Brainwriting 635“I 41

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmt3.4.2.5 Erweiterung des Vorgehensmodells zu einer„Service Engineering Plattform“ (NSEB©) – DasProblem der MethodenauswahlVor dem eigentlichen Dienstleistungsentwurf musste dasVorgehensmodell allerdings noch zu einer vollständigenEntwicklungsplattform erweitert werden. Im Rahmeneiner umfassenden Analyse der Literatur zum Thema„Service Engineering“ wurden etwa 30 unterschiedlicheVorgehensmodelle identifiziert. Ergebnis waren unteranderem knapp 40 unterschiedliche Entwurfsfragen ausden Bereichen Betriebswirtschaftslehre und Wirtschaftsinformatik,welche, ergänzt um weitere Fragen aus demTechnologie- und Innovationsmanagement, den einzelnenPhasen des Binokulars zugeordnet werden konnten.Sie sind in einem Arbeitspapier dokumentiert, welchesden FitForAge-Partnern zur Verfügung steht. In einemweiteren Schritt wurde in der wissenschaftlichen Literaturnach Methoden gesucht, mit denen sich die unterschiedlichenEntwurfsfragen beantworten lassen. Insgesamtwurden etwa 250 Methoden gefunden und gelistet. Diewichtigsten wurden inzwischen anhand eines Kriterien-Rasters profilartig beschrieben und katalogisiert (vgl.Abbildung 5). Die Profile umfassen die Bezeichnung derMethode, die Ergebnisse der Anwendung, die notwendigenVorarbeiten, die erforderlichen Kompetenzen für dieAnwendung, die Abschätzung des zeitlichen Aufwandsfür die Durchführung und viele andere Kriterien. Auf dieseWeise ist ein Methodenbaukasten entstanden, welcherbeim Entwurf eines neuen Dienstes genutzt werden kann.Mit jedem Iterationsschritt nimmt der Detaillierungsgraddes Dienstleistungskonzepts zu, bei ebenfalls wachsendemArbeitsaufwand. Welche Methoden bei einem Entwurfsprozesszum Einsatz kommen können, hängt vonden unterschiedlichsten Rahmenbedingungen ab. Einegenerische Lösung für alle Entwurfsprozesse existiert ausheutiger Sicht nicht. Die Arbeit im Projekt beschränktesich deswegen auf den Aufbau des oben bereits erwähntenMethodenbaukastens einerseits und auf die Entwicklungeiner einfachen Systematik zur Unterstützung derMethodenauswahl durch den Dienstleistungsentwicklerandererseits. Entscheidend für die Auswahl der richtigenMethode zur Beantwortung einer Entwurfsfrage ist zumeinen der erforderliche Aufwand, zum anderen die Aussagekraftder zu erwartenden Ergebnisse. Der Aufwandwird durch die anfallenden Kosten bei der Anwendungder Methode beschrieben, die Aussagekraft durch denGrad der Zielerreichung bei der Beantwortung einer konkretenEntwurfsfrage. Idealerweise wird bei der erstenIteration eine Methode mit maximalem Zielerreichungsgradbei gegebenen Kosten gewählt. Bei der zweiten wirddas Ziel neu definiert und der Auswahlprozess wiederholtsich. Eine Portfolio-Analyse kann die Methodenwahl unterstützen.Im Projekt wurde ein erstes „Set“ an Methodenerarbeitet und angewandt. Welche Anpassungen beianderen Dienstleistungsentwürfen erforderlich sind, mussdie Zukunft zeigen.An dieser Stelle muss noch betont werden, dass nicht alleEntwurfsfragen mit heute vorhandenen Methoden undWerkzeugen beantwortet werden können. Die methodischenLücken wurden im Rahmen des Projekts durch dieAnpassung und Weiterentwicklung vorhandener Verfahrenzum Teil geschlossen. Beispielsweise kann die Fragenach der Positionierung von Daten und Anwendungsintelligenzin einem verteilten telemedizinischen Systemdurch eine Weiterentwicklung der sogenannten Fehlermöglichkeits-und Einflussanalyse geklärt werden [3]. Fürandere Fragen fehlen die erforderlichen methodischenHilfsmittel noch. Es mangelt etwa an grundlegenden Referenzmodellenfür telemedizinische Dienstleistungen aufBasis neuer Technologien. Die vorhandenen Lücken müssenin kommenden Forschungsprojekten noch geschlossenwerden.3.4.2.6 Servicequalität als Begleitparameter derDienstleistungsentwicklungSpeziell im Bereich der Gesundheitswirtschaft spielt derQualitätsaspekt eine bedeutende Rolle, schließlich gehtes um sensible Daten. Die Messung der Dienstleistungsqualitätsollte idealerweise bereits bei der Entwicklungder Serviceleistungen berücksichtigt werden. Bislang exis-42 I Abschlussbericht FitForAge

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmtdem gleichen mobilen Endgerät ein Asthma-Kontroll-Testrealisiert (Abbildung 7). Im Zusammenhang mit der Versorgungssteuerungund der Entwicklung eigener regionalerBehandlungspfade traten bei der Umsetzung von nationalenVersorgungsleitlinien Schwierigkeiten auf. Da sichzum Beispiel die Komplexität einer Versorgungsleitlinie„Asthma“ nicht in den ICD-Diagnoseverschlüsselungenwiderspiegelt und somit eine elektronische Auswertungder Qualitätsparameter verhindert bzw. erschwert musstenentsprechende Lösungen durch Partnerunternehmenerst noch entwickelt werden. Dabei hat das PraxisnetzNürnberg Süd Vorgaben für die technische Entwicklunggegeben. Die notwendigen Geräte und das Zubehör solltenbeispielsweise im Handel problemlos erhältlich sein,damit Störungenmöglichst raschbehoben werdenkönnen. Es wurdeeine informationsundkommunikationstechnischePlattform realisiert,die es ermöglicht,medizinische Datendurch Personaloder Patienten zuerfassen, elektronischnach Vorga-Abbildung 7: AsthmaControlTest(ACT) in der technologischenben zu bewerten,Umsetzungzu übertragen undin der EDV zu speichernsowie einer Auswertung zugänglich zu machen.Dabei wurde auf Kompatibilität mit den PraxisverwaltungssystemenWert gelegt, die es erfordert, dass in derjeweiligen Arztpraxis die GDT-Schnittstelle (Gerätedatentransfer-Schnittstelle)in der aktuellen Version freigeschaltetist. Nach dem Aufspielen der netzeigenen Softwareund dem Anschluss der Handheld-Geräte unter dem BetriebssystemWindows spielt es heute keine Rolle mehr,in welcher Entfernung zum PC-Gerät die Datenerfassungerfolgt. Entweder werden die Daten nach Anschluss derPeripheriegeräte direkt an den Praxis-PC übertragen oderbei bestimmten Anwendungen telefonisch übersendetund in der Patientenakte abgelegt. Dabei können auchmedizinische Untersuchungsgeräte wie Blutzuckermessgeräte,Peakflow-Meter, Waagen und andere Geräte angeschlossenwerden.3.4.2.8 Adressierte Ziel- und KundengruppenAlle generierten Ergebnisse richten sich an sehr unterschiedlicheZiel- und Kundengruppen, welche im Folgendennäher definiert werden:• Grundlagenforschung: Universitäten, unabhängigeInstitute• Technologieanbieter: Hersteller telemedizinischerProdukte, Anbieter von „Smart Object“-Produkten (z.B. RFID, Sensornetzwerke, Lokalisierungssysteme)• Leistungserbringer im ambulanten Bereich: Ärzte undÄrztenetzwerke, Pflegedienste• Erbringer unterstützender Dienstleistungen: Telemedizin-Dienste,Systemintegratoren• Weitere Akteure im Gesundheitswesen: Apotheken,Krankenkassen• Patienten und Patientengruppen: z. B. chronischeSchmerzpatientenTabelle 1 zeigt, welche Ergebnisse für welche Kundengruppenim Sinne einer Vermarktung relevant sind. 3.4.3 Zusammenarbeit mit den Themenfeldernund Industriepartnern3.4.3.1 Querschnittsprojekt Fit4UseEs wurde vom Teilprojekt I-4 ein Konzeptvorschlag eingereicht,den Schmerz-PDA des neuen Dienstleistungskonzepts„e-Schmerzmonitoring“ im Rahmen des Seniorenbeiratsfür die Produktentwicklung (SEN-PRO) einzubringenund evaluieren zu lassen. Dieser Vorschlag beinhalteteneben einem Vorgehensmodell für die Kreativ-Phase einkonkretes Beispiel einer telemedizinischen Anwendungals Anregungsobjekt sowie eine thematische Kurzeinfüh-44 I Abschlussbericht FitForAge

ung zum Thema Telemedizin. Infolgedessen konnte imRahmen der Sitzungen des Seniorenbeirats aus dem QuerschnittsprojektFit4Use in den Fokusgruppen sowohl eineBewertung der Schmerzdokumentations-PDAs erfolgen alsauch eine Expertenrunde zum Thema Telemedizin durchgeführtwerden. Ein Ergebnisbericht beider Themen liegt vor.3.4.3.3 Fit4Life – Intelligentes seniorenangepasstes(ISA-)Haus (TP I-1/2)Das Konzept des „e-Schmerzmonitorings“ wird in das entwickelteund intuitiv zu bedienende, moderne Spracherkennungssystemdes ISA-Hauses integriert. Ferner wurden zweiWorkshops durchgeführt, um das Konzept des ISA-HausesNr.State-of-the-Art-Studiezum ThemaTelemedizinBewertungstoolfür neueDienstleistungenVorgehensmodellfürdie EntwicklunghybriderServicesPrototypischeDienst-leistungs-KonzepteInstrumentariumzurMessungvon Dienst-leistungs-Qualität„ServiceEngineeringPlattform“1. Grundlagenforschung2. Technologieanbieter3. Leistungserbringer4. UnterstützendeDienstleister5. WeitereAkteure6. PatientenTabelle 1: Relevanz der Projektergebnisse für einzelne Kundengruppen(Legende: Ein schwarzer Kreis steht für hohe, einweißer Kreis für geringe Relevanz)3.4.3.2 Querschnittsprojekt Fit4ProductDas Teilprojekt I-4 und Fit4Product bilden eine Ergänzungin Form einer Nahtstelle von Produkt und Dienstleistung.Auch der Vorgehensmodell-Gedanke zur Entwicklung vonProdukten auf der einen und Dienstleistungen auf der anderenSeite sind beiden Projekten ähnlich. Eine Kooperationgab es speziell hinsichtlich des Austauschs von Entwurfsmethoden,aber auch hinsichtlich der Möglichkeit,Produktinformationen für die altersgerechte Handhabungvon telemedizinischen Geräten zu verarbeiten.mittels des Binokulars durchlaufen zu lassen. Derzeit stehteine konkrete Dienstleistungsentwicklung in Verbindung miteiner Etablierung am Markt noch nicht im Fokus. Vielmehrgeht es in einem ersten Schritt um die Entwicklung der Technik.Allerdings konnte eine mögliche Vision ins Auge gefasstwerden: Die Einbindung innovativer Dienstleistungsideen indas individuelle Hausinformationssystem.3.4.3.4 Kontakt zu LeistungsträgernUnter dem Aspekt der Kommerzialisierung neuer Dienstleistungenist ein direkter Kontakt mit den Leistungsträgernüber das Praxisnetz Nürnberg Süd gegeben. Das Praxisnetzselbst hat einen Integrierten Versorgung-Vertragmit der gesetzliche Krankenkasse über das Screening aufVorhofflimmern geschlossen. Hierüber ist der Krankenkassen-Kontaktinitiiert.I 45

3 Fit4Life – Menschen leben länger selbstbestimmt3.4.4 Ausblick3.4.5 LiteraturDas Teilprojekt I-4 zeigt, wie wichtig der zusätzlich generierteindividuelle Mehrwert für die Akzeptanz desProdukts durch die beteiligten Akteure im Rahmen telemedizinisch-technologischerAnwendungen in der ambulantenVersorgung ist. Dabei kann die Finanzierung alsein entscheidendes, jedoch nicht als das einzige Kriteriumangesehen werden. Andere Aspekte, wie etwa einequalitativ hochwertigere Behandlung und intensivere Betreuung,stehen für die Patienten und deren Angehörigeebenfalls im Vordergrund. Nutzen wird vor allem aus derKontinuität der Fürsorge, der umfassenderen diagnostischenund therapeutischen Betreuung sowie der abgezieltenBesserung des Gesundheitszustands gezogen. Fürdie Kostenträger ergeben sich zusätzlich Mehrwerte wiedie Senkung der Behandlungskosten, die Möglichkeit derKundenbindung und die Schärfung ihres Profils. Die Herstellerund Dienstleister telemedizinisch-technologischerGeschäftsmodelle könnten mit ihrem Leistungsangebotauf dem Gesundheitsmarkt nachhaltig erfolgreich agieren.Vor diesem Hintergrund muss jedoch weitergehendeForschung im Bereich Entwicklung tragfähiger Geschäftsmodelle,speziell im Bereich Telemedizin für einebezahlbare Gesundheit im Alter, vorangetrieben werden.Umsetzbarkeit, Finanzierbarkeit und Bedarfsgerechtigkeitmüssen dabei der Fokus der Forschung sein. In diesemZusammenhang besteht ferner weiterer Forschungsbedarfzum Thema Nutzenbewertung medizintechnischerInnovationen aus erstattungsrechtlicher Sicht im Gesundheitswesen.Speziell das Thema Health Technology Assessment(HTA) wird in Zukunft auch für die Telemedizineine bedeutende Rolle spielen. Der Ausbau der „ServiceEngineering Plattform“ kann hierbei für die technologischeDienstleistungsentwicklung im Gesundheitsweseneinen signifikanten Mehrwert liefern. Ein Vorantreibendes Methodenbaukastens im Rahmen von Industrie- undForschungsprojekten ist bereits initiiert.[1] Jehle, F.; Kriegel, J.: Dienstleistungen in der Telemedizin– Eine Bestandsaufnahme der ambulanten Unterstützungälterer Menschen zu Hause, ISBN: 978-3-8167-7962-9, 2009[2] Bruhn, M.: Marketing, 9., überarbeitete Auflage,Wiesbaden, 2009, S.69–73, S. 135–136;Scheuch, F.: Marketing, 6., überarbeitete und ergänzteAuflage, München, 2007, S. 172–176;Wildemann, H.: Fremdbezug von Logistikleistungen,Leitfaden zum effizienten Fremdbezug von logistischenLeistungen und zur Integration von Logistikdienstleistern,München, 2007, S. 134–155, v. a. 141[3] Oczko, M. et al.: Ergebnisse des SimoBIT–Arbeitsforums.IT–Sicherheit in mobilen Geschäftsprozessen, BadHonnef, 2010[4] Sontow, K.; Kallenberg, R.; Fischer, J.: Gestaltung vonLeistungsprogrammen im Service, Sonderdruck 02/1998,2. Auflage, Aachen, 199946 I Abschlussbericht FitForAge

3.4.6 Arbeits- und ZeitplanArbeitsplan: Intelligente integrierte Technologienund DienstleistungenAP 1: Detaillierte Analyse der Ist-SituationAP 1.2: Katalogisierung existierender DienstleistungenAP 1.2: Erarbeitung und Verabschiedung BeschreibungsrasterAP 1.3: Aufbereitung der katalogisierten DienstleistungenMeilenstein 1: Öffentliche Studie zur Beschreibung der Ist-SituationAP 2: Beschreibung der Soll-Situation für einzelne PatientengruppenAP 2.1: Identifikation Dienstleistungen für FokusgruppeAP 2.2: Beschreibung der Dienstleistungen als BlaupauseAP 2.3: Entwicklung einer Vorgehensweise zur BewertungAP 2.4: Anwendung der Vorgehensweise und Auswahl der DienstleistungMeilenstein 2: Dokument zu den Ergebnissen der BewertungAP 3: Dienstleistungsentwicklung und UmsetzungAP 3.1: Konstruktion eines prototypischen DesignflowsAP 3.2: Katalogisierung und Zuordnung von WerkzeugenAP 3.3: Konzeption der ausgewählten DienstleistungenAP 3.4: Aufbau eines Instrumentariums zur Messung der ServicequalitätAP 3.5: Verknüpfung der Services zu einem GesamtkonzeptAP 3.6: Umsetzung der DienstleistungMeilenstein 3: Dokument zum DienstleistungsdesignMeilenstein 4: Erfahrungsbericht zur UmsetzungAP 4: Aufbau „Service Engineering Plattform“ und ProjektabschlussAP 4.1: Identifikation von SchwächenAP 4.2: Redesign Designflow und WerkzeugauswahlAP 4.3: Identifikation von Lücken und HandlungsempfehlungenAP 4.4: Abschließende Dokumentation der ProjektergebnisseMeilenstein 5: AbschlussberichtZeitplanJahr 2008 2009 2010Quartal 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4Zeitraum der laufenden ArbeitMeilensteinÄnderung der AntragstellungI 47

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilThemenfeld II4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilDer Erhalt und die Verbesserung von Mobilität sowohl bei gesunden als auch bei leistungsgewandelten Personensind Voraussetzungen für ein hohes Maß an Selbständigkeit im Alter. Nur Menschen, die in der Lagesind, zu Fuß oder im Fahrzeug mobil zu sein und bei der Erledigung alltäglicher Aufgaben sowohl bei derFortbewegung als auch bei der Orientierung keine Probleme haben, sind auch in der Lage, ihr Leben selbstzu gestalten. Im Themenfeld Fit4Mobility werden Lösungen entwickelt und evaluiert, die durch moderneTechnik bei der Unterstützung der Mobilität und der Prävention von Leistungseinbußen assistieren.Zur Bewertung und Verbesserung der Fitness wurde ein textiles Trainingssystem entwickelt, das Bewegungenund Vitalparameter erkennt und zu Übungen anleiten kann. Für Fußgänger wurde ein Scooter entwickelt,der, basierend auf nahtloser Ortung und fußgängergerechten Karteninformationen, in der Lage ist,bei der Findung des richtigen Weges zu helfen und die Vermeidung von Hindernissen für den Fahrer erleichtert.In ausgewählten Gebieten kann der Scooter den Nutzer auch selbständig begleiten, sodass diesereinen Teil der Strecke zu Fuß zurücklegen kann. Für den Einsatz im Automobil wurde ein System entwickelt,das es ermöglicht, Vitalparameter im Fahrzeug ohne Ablenkung von der Fahraufgabe zu erfassen, zu speichernund mit dem Fahrzeuginformationssystem auszutauschen.4.1 FitnessbegleiterFraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IISProjektleitung: Prof. Dr.-Ing. Heinz GerhäuserMitarbeiter: Dipl.-Inf. Martin RulschIndustriepartner: Diakonie Neuendettelsau;bis 2009: xmedio GmbH, München;bis 2010: Dr. Hein GmbH, Nürnbergden körpernahen Sensoren liegt auf preiswerten Sensorenzur Messung von Bewegungen. Damit verbunden istgleichzeitig die Entwicklung von Algorithmen zur Rekonstruktioneinzelner Bewegungsabläufe. Ergänzt wird diesdurch den Einsatz von weiteren Sensoren zur Erfassungder Atmung und des Gleichgewichts. Darüber hinauskönnen diese Informationen durch die Einbindung desFitnessbegleiters in eine telemedizinische Infrastrukturauch einem Therapeuten zugänglich gemacht werden.4.1.1 Forschungsumfeld und ZielsetzungIm Projekt Fitnessbegleiter wird ein Assistenzsystem entwickelt,das die Daten körpernaher Sensoren mit derAusführung motorischer Übungen verknüpft. Aus dieserKombination werden Rückmeldungen über den Übungsverlauffür den Anwender erzeugt. Der Schwerpunkt beiDer Fitnessbegleiter soll dabei die Lücke zwischen High-End-Systemen zur Bewegungserfassung und existierendenLösungen aus dem Entertainment-Bereich schließen.Während Systeme für Unternehmen aus der Filmbrancheoder professionelle Bewegungsanalyse-Labore exzellenteGenauigkeiten erreichen, sind sie für den privaten Haushaltschlichtweg unbezahlbar. Auf der anderen Seite istin den letzten Jahren ein wachsender Markt für Bewe-48 I Abschlussbericht FitForAge

gungssteuerungen in Videospielen entstanden. Die dabeiverwendeten Ansätze sind preiswert realisierbar, allerdingsvorwiegend auf die Anwendung der Spielsteuerungausgelegt. Die Erfassung und Bewertung komplexer Bewegungenmit derart spezialisierter Technologie gestaltetsich schwierig oder schränkt den Bewegungsradius ein.Präventions- und Rehabilitationsanwendungen für denErhalt oder das Wiedererlangen motorischer Fähigkeitenbesetzen eine Lücke zwischen diesen Bereichen. KomplexeBewegungen werden erfasst, ohne den Bewegungsradiuseinzuschränken, wobei das Gerät aber preiswertgenug ist, um für eine breite Anwendergruppe attraktivzu sein. Als Zielgruppe für den Fitnessbegleiter wurdenältere Menschen mit leichten kognitiven Einschränkungen(Mild Cognitive Impairment – MCI) ausgewählt [1]. DieseEntscheidung wurde vor dem Hintergrund getroffen, dassTherapieempfehlungen für MCI explizit die motorischeAktivierung für die Behandlung vorschlagen [2] [3].MCI wird als Prodromal- oder Risikosyndrom einer Demenzdefiniert. Die Erkrankung geht einher mit Gedächtnisstörungen,die über das durchschnittliche Ausmaßhinausgehen und von den Betroffenen sowohl subjektivwahrgenommen werden als auch objektiv testpsychologischfestgestellt werden können [4]. Im Gegensatz zueiner Demenz sind die Symptome nicht so weit fortgeschritten,dass dadurch basale Alltagsaktivitäten nichtund komplexe Alltagsaktivitäten nur geringfügig beeinträchtigtwerden.In Deutschland leiden etwa 2,4 Millionen Menschen über65 Jahren an einer leichten kognitiven Einschränkung.Bei ca. 10% bis 15% der Personen, bei denen ein MCIdiagnostiziert wurde, entwickelt sich im Laufe eines Jahresdas Vollbild einer Demenz. Über einen Zeitraum vonvier Jahren liegt das Risiko, an einer manifesten Demenzzu erkranken, sogar bei etwa 50% [5]. MCI ist somit einwichtiger Indikator für die Entwicklung einer Demenz [6].Menschen mit MCI verursachen dem Gesundheitssystemrelativ geringe Kosten. Allerdings steigen diese Kosten aufetwa 42.000 Euro pro Jahr, wenn sich aus der MCI eineDemenz entwickelt. Bei der geschätzten aktuellen Prävalenzvon 2,4 Millionen MCI-Patienten in Deutschland, entwickelnetwa 300.000 pro Jahr eine Demenz [6]. Könntedurch eine effektive Behandlung der Übergang bei nur10% der Patienten um ein Jahr verzögert werden, ergäbedies ein Einsparpotenzial von 30.000 mal 42.000 Euro proJahr. Das entspricht einer Gesamtsumme vom 1,29 MilliardenEuro pro Jahr.Eindeutige Therapierichtlinien für die Behandlung einesMCI existieren bisher allerdings nicht. In der Literatur werdenunterschiedliche Ansätze diskutiert. So konnte gezeigtwerden, dass durch kognitive Rehabilitation nebender Gedächtnisleistung und weiteren kognitiven Leistungenauch die Lebensqualität von MCI-Patienten signifikantverbessert werden kann [7]. Als weiterer Therapieansatz,der sich positiv auf den Verlauf einer MCI auswirkt, wirddie körperliche Aktivierung diskutiert [8]. Dementsprechendfindet sich in der S3-Leitlinie Demenz [3] für dasVorliegen eines MCI-Syndroms die Expertenempfehlung88: „Regelmäßige körperliche Bewegung und ein aktivesgeistiges und soziales Leben sollte empfohlen werden.“Das Szenario, in das sich der Fitnessbegleiter zur Behandlungvon MCI einbettet, ist in Abbildung 1 dargestellt. Währenddes Trainings erhält der Anwender vom Therapeuten einenPDA als Fitnessbegleiter und ergänzend einen Sensoranzug.Mithilfe des Sensoranzugs können Bewegung und Atmungerfasst werden. Während der ersten Trainingseinheiten leitetder Therapeut den Anwender bei der Nutzung des Systemsan und zeichnet die Übungen als Referenzen für das selbständigeTraining auf. Anschließend legen beide zusammeneinen Übungsplan fest. Über den Fitnessbegleiter kann derAnwender den Plan abrufen und den Ablauf der Übungenanhand einer Schritt-für-Schritt-Anleitung rekapitulieren. Beider Ausführung einer Übung überträgt der Sensoranzugdie Messwerte zum Fitnessbegleiter. Dieser vergleicht dieAusführung mit der hinterlegten Referenzübung und gibtbei Bedarf Hinweise zur Ausführung. Außerdem erstellt ereine Zusammenfassung der Übungsergebnisse für den The-I 49

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilrapeuten. Über eine Web-Schnittstelle kann der Therapeutauf diese Daten zugreifen und bei Bedarf den Trainingsplananpassen. Geeignete Übungen wurden bei Konsultationenim Gedächtniszentrum, einer gemeinsamen Einrichtung desInstituts für Psychogerontologie der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und des Klinikums am Europakanal,ausgewählt und um Übungen ergänzt [9] [10] [11].Abbildung 1: Fitnessbegleiter-Szenario4.1.2 ErgebnisseIm Bereich der Sensorentwicklung lag der Schwerpunkt aufder Bereitstellung eines Netzwerks aus Beschleunigungssensorenzur Erfassung von Bewegungen. Darüber hinausist das Netzwerk nicht auf Beschleunigungssensoren beschränkt,sondern kann flexibel um weitere Sensortypenzur Erfassung von Vitalparametern erweitert werden.Aufbauend auf den Sensorkomponenten, stellte das ThemaBewegungsanalyse und -rekonstruktion einen weiterenSchwerpunkt dar. Aus den schwer interpretierbarenDaten der Beschleunigungssensoren werden Informationenabgeleitet, die zur Bewertung von Bewegungsabläufenherangezogen werden können.Fortschritte bei MEMS-Technologie basierten Systemenführen zu immer kleineren, genaueren und preiswerterenBeschleunigungssensoren. Das macht diese Bausteine füreine Vielzahl von Anwendungen interessant. So wurde parallelzu den Arbeiten am Fitnessbegleiter im Projekt I-3„Intelligente Inhouse-Infrastruktur- und Dienste“ an einemPullover mit integrierten Beschleunigungssensoren gearbeitet.Während im Projekt I-3 der Fokus auf einer Erkennungvon langfristigen Veränderungen in Bewegungsmusternund von Notfallsituationenlag,stand im ProjektFitnessbegleiterdie Erfassung, RekonstruktionundBewertung komplexerBewegungsabläufebei Koordinations-undFitnessübungen imVordergrund.Die verwandtenFragestellungenförderten denAustausch zwischenden Projekten. Allerdings unterscheiden sich durchdie abweichenden Projektziele die Anforderungen an denSensoranzug bzw. den Pullover. Beispiele sind die Sensoranzahlund die Positionen, an denen Sensoren angebrachtwerden müssen. Diese Ausgangslage erforderte inbeiden Projekten separate Hardwareentwicklungen umdie formulierten Projektziele zu erreichenDie Anwendung der Komponenten, des Sensornetzwerksund der Algorithmen zur Bewegungsanalyse in dem weiteroben beschriebenen Szenario wird von einem Demonstratorverdeutlicht. Dieser kombiniert die Komponenten zu einemSystem, mit dem Übungen beobachtet und bewertet werdenkönnen. Im folgenden Abschnitt wird auf die einzelnenPunkte eingegangen.50 I Abschlussbericht FitForAge

Abbildung 2: Komponenten des Sensornetzwerks: T-Shirt zur Erfassung der Atmung (links), Jacke mit elf 3D-Beschleunigungssensoren (Mitte) und Wii-Balance-Board (rechts)SensornetzwerkKomponenten des Sensornetzwerks sind Sensormodulezur Erfassung der Beschleunigungen, der Atmungund des Gleichgewichts (Abbildung 2). Als Modul zurErfassung des Gleichgewichts wird das kommerziell erhältlicheWii-Balance-Board eingesetzt. Die anderenSensormodule zur Erfassung der Atmung und der Beschleunigungsind Eigenentwicklungen des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS.Zentrale Komponenten des Netzwerks stellen die Knotenzur Erfassung der Beschleunigung dar. An diese Knotenwerden hohe Anforderungen bezüglich Synchronisierungund Anzahl im Netzwerk gestellt. So müssen bei der vorgesehenenAbtastrate von 100 Hz die Abtastzeitpunkte allerSensoren in einem Zeitfenster von 10 ms liegen, um dieDaten sicher einer Abtastperiode zuordnen zu können. Aufdie Anzahl an nötigen Sensoren für die Bewegungsrekonstruktiondes Oberkörpers inklusive der Arme wird spätereingegangen. Für den gewählten Rekonstruktionsansatzsind derzeit neun Sensoren nötig. Der Sensor zur Erfassungder Atmung und das Wii-Balance-Board können über ihreFunkschnittstellen lose an das Netzwerk angebunden werden.An sie werden aber geringere Anforderungen in Bezugauf die Synchronisierung der Daten erhoben.Für den Aufbau des Netzwerks wurden zwei Konzepte erarbeitet:Erstens ein drahtloses Netzwerk, basierend auf derFunktechnologie ZigBee, und zweitens eine Hybridlösungaus einem drahtgebundenen Sensornetzwerk und drahtloserDatenübertragung. ZigBee wurde aufgrund seiner explizitenAusrichtung auf Sensornetzwerke als Technologiefür das drahtlose Netzwerk ausgewählt [12].Bei der Hybridlösung enthält ein dedizierter Hauptknotenein Bluetooth-Modul. Die weiteren Sensorknoten sind andiesem Hauptknoten über ein kabelbasiertes Bussystemangeschlossen. Der Hauptknoten sammelt die Daten deskompletten Netzwerks und überträgt sie via Bluetoothdrahtlos an den Fitnessbegleiter.Beide Varianten wurden als Laboraufbau realisiert und experimentellbewertet. Die wesentlichen Kennzahlen zwischenbeiden Konzepten sind in Tabelle 1 zusammengefasst.Trainingseinheit ZigBee-Netzwerk HybridlösungMaximale Anzahl der8* 19SensorknotenZeitdauer, um elfca. 2 ms ca. 0,3 msSensoren auszulesenFormfaktor 25x42x12 mm³ 15x18x4 mm³Tabelle 1: Vergleich zwischen ZigBee-Netzwerk und Hybrid-Netzwerk; *mit dem ZigBee-Netzwerk sind theoretisch maximal50 Knoten möglich, bei den durchgeführten Experimenten tratjedoch bei mehr als sechs Knoten das Problem auf, weitere Sensorknotenstabil in das Netzwerk aufnehmen zu können.I 51

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilNach einem Vergleich zwischen der Hybridlösung und demZigBee-Netzwerk wurde die Hybridlösung als Konzeptausgewählt und weiterentwickelt. Für das Projekt entstandeine Variante, bei der die Beschleunigungssensoren mitManschetten beliebig am Körper positioniert werden können.Daneben wurde die Integration der Sensoren in derKleidung untersucht. Exemplarisch umgesetzt wurde diesmit der Integration von elf Sensoren in eine Sportjacke.Die drahtlose Lösung ist durch den Wegfall der Verkabelungzwar flexibler einsetzbar, durch die Integration inTextilien und der damit verbundenen festen Positionierungrelativiert sich dieser Vorteil allerdings. Die Autonomieder Sensorknoten bringt außerdem mit sich, dassjedes Modul einen eigenen Akku enthält, der maßgeblichden Formfaktor beeinflusst und separat geladen werdenmuss. Für den Benutzer hat dies einen hohen Wartungsaufwandfür das ZigBee-Netzwerk zur Folge.Die Synchronisierung der Sensorknoten und deren maximaleAnzahl an Sensorknoten sind aus technischer Sicht dieentscheidenden Kriterien für das Netzwerk. DieSynchronisierung beeinflusst die nachfolgendeSignalverarbeitung. Nicht zu wissen, welcheDaten zum selben Zeitpunkt aufgenommenwurden, führt zum einen zu ungenaueren Ergebnissen,zum anderen erhöht es den Aufwand,der in die Robustheit der Signalverarbeitunginvestiert werden muss.Baudrate von 115.200 Baud (~11520 Byte/s) können maximalDaten von 19 Sensoren übertragen werden.Weitere Bewertungsfaktoren waren die Energieversorgungder Sensoren, der Aufwand für die Integration indie Kleidung und die Kosten pro Sensormodul. Durch denAnschluss aller Sensorknoten an den Hauptknoten könnenalle Sensoren über den Akku des Hauptknotens versorgtwerden. Somit muss für das komplette Netzwerknur ein Akku geladen werden. Der Einsatz von Beschleunigungssensorenin Micro-Electro-Mechanical-Systems(MEMS)-Technologie sowie der Verzicht auf Funkmoduleerlauben einen Formfaktor des Sensorknotens von15 x 18 x 4 mm. Dies ermöglicht die dezente Integration derSensoren in Textilien.Für die Auswahl eines geeigneten Beschleunigungssensorsin MEMS-Technologie wurde das Signal-zu-Rausch-Verhältnisvon fünf Sensoren verglichen (Abbildung 3). Die bestenErgebnisse in dB zeigte Sensor 4. Er wurde als Bauelementfür die Beschleunigungssensorknoten ausgewählt.Das Hybridnetzwerk liest einen Sensor in28 µs aus. Obwohl die Sensoren sequenziellausgelesen werden und dadurch die Zeitdauerfür einen Auslesezyklus linear wächst, unterbietetdas Netzwerk die Anforderungen.Abbildung 3: Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) der fünfverglichenen BeschleunigungssensorenDie Anzahl der Sensoren im Netzwerk wird durch diemaximale Datenübertragungsrate des Bluetooth-Modulsbeschränkt. Je Sensor entsteht mit einer Abtastrate von100 Hz und einer Datenpaketgröße von 6 Byte ein Datenstromvon 600 Byte pro Sekunde. Mit der verwendetenBewegungsanalyseIm Projekt werden Bewegungen des menschlichen Oberkörpersrekonstruiert: die des Rumpfes und der Arme.Armbewegung wurde ausgewählt, um Koordinationsübungenerfassen zu können und um die Komplexität der52 I Abschlussbericht FitForAge

Problemstellung einzuschränken. Es ist aber zu erwarten,dass die gewonnenen Erkenntnisse auf den unteren Bewegungsapparatübertragbar sind. Eine Herausforderung beidem gewählten Ansatz für die Bewegungsanalyse ist dieausschließliche Verwendung von 3D-Beschleunigungssensoren,um eine kostengünstige Lösung zu ermöglichen.Modell stellt einen Kompromiss zwischen der zu erwartendenGenauigkeit der Bewegungsrekonstruktion undder mathematischen Komplexität dar. Die Eignung einesähnlichen Modells für die Beschreibung natürlicher Armbewegungenkonnte in [13] mit einem elektromagnetischenBewegungsanalyse-System gezeigt werden.Für den Oberkörper wurde ein Modell erstellt, mit demnatürliche Bewegungen beschrieben werden können.Aus diesem Modell wurde ein Satz von hochgradig nichtlinearenGleichungen abgeleitet, die einen Zusammenhangzwischen der Körperhaltung und den gemessenenBeschleunigungen herstellen.Zur Reduzierung der Komplexität wurden dynamischeAnteile in den Gleichungen vernachlässigt. Dadurch istder Rekonstruktionsfehler in Ruhe und bei langsamenBewegungen am kleinsten und wächst mit zunehmenderGeschwindigkeit. Der Fehler wirkt sich allerdings nichtauf zukünftige Berechnungen aus und verschwindet sobaldsich der Anwender wieder in Ruhe befindet.In den folgenden Abschnitten wird detaillierter auf dieBewegungsrekonstruktion eingegangen.Das Oberkörpermodell besteht aus den SegmentenRumpf, linker und rechter Ober- und linker und rechterUnterarm. Es enthält 13 Freiheitsgrade: drei am Rumpf,drei am Oberarm und drei am Unterarm. Jeder Freiheitsgradentspricht einer Rotationsbewegung. Die Rotationsachsenfür den Rumpf und den rechten Arm sind inAbbildung 4 eingezeichnet.Der Rücken lässt sich nach vorne / hinten und zur Seitebeugen und kann um die vertikale Körperachse rotieren.Beim Oberarm entstehen die Freiheitsgrade durch eineRotation um die eigene Längsachse und die Bewegungdes Arms in der Transversal- und Frontalebene. Die zweiFreiheitsgrade des Unterarms kommen durch ein Anwinkelndes Armes am Ellbogen und ebenfalls durch eineRotation um die eigene Längsachse zustande. DiesesGleichzeitig wurden am Oberkörper geeignete Positionenfür die Platzierung der Beschleunigungssensoren identifiziert,an denen diese Freiheitsgrade gut beobachtbar sind.Für die Rekonstruktion der Rückenbewegung wird ein Sensorzwischen den Schulterblättern platziert. Am Ober- undUnterarm sind jeweils zwei Sensoren notwendig. Die Sensorenam Oberarm sollten sich direkt unterhalb der Schulterund oberhalb des Ellbogens befinden. Am Unterarm empfiehltsich eine Positionierung unterhalb des Ellbogens undam Handgelenk.Das hergeleitete Modellbeschreibt Positionenim Raum.Um eine Beziehungzwischen diesemModell und den gemessenenBeschleunigungenherstellenzu können, wurdendie Modellgleichungenzweimal nach derAbbildung 4: Rotationsachsen Zeit abgeleitet. Dasfür Bewegungen des Rumpfesund des rechten Armes: DerErgebnis, BeschleunigungenRumpf kann mit Rotationen umim Welt-Ψ rum die vertikale Körperachsekoordinatensystem,gedreht, um Φ rzur Seite undum Θ rnach vorne gebeugt wurde anschließendwerden. Eine Rotation um Ψ o in das Koordinatensystemder Sensorendreht den Oberarm um dieeigene Längsachse, währendRotationen um Φ ound Θ oeine transformiert. DasBewegung in der Frontal- bzw.Transversalebene beschreiben. Resultat ist ein hochgradignichtlinearesAm Unterarm führt eine Rotationum Θ uzu einem Anwinkelndes Armes und um Ψ Gleichungssystem,uzu einemDrehen des Handgelenks. mit dem es möglichist, für bekannte Be-I 53

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilAnsätze für ein vollständig beobachtbares Modell nehmendie Winkelgeschwindigkeiten und -beschleunigungen zuHilfe und bestimmen nicht beobachtbare Winkel durch Integration.Besonders geeignet erscheinen hierbei Filter ausder Kalman-Filter-Familie, das Extended-Kalman-Filter unddas Unscented-Kalman-Filter [14]. Mit synthetischen Datenwurden auf diese Weise vielversprechende Ergebnisse erzielt.Die Überführung in die Praxis ist noch nicht erfolgt.Neben der Bewegungsrekonstruktion wurden weitereArbeiten durchgeführt, um die Genauigkeit bewerten zukönnen. Zum einen wurde ein Qualitätsindex definiert,zum anderen wurde die Winkelauflösung bei den eingesetztenBeschleunigungssensoren untersucht.Abbildung 5: Gegenüberstellung von Bewegungsrekonstruktionund tatsächlicher Körperhaltungwegungen die zu erwartenden Beschleunigungen auszurechnen.Für die Bewegungsanalyse ist allerdings die Lösungdes inversen Problems notwendig: die ausgeführteBewegung aus gemessenen Beschleunigungen zu bestimmen.Eine direkte Lösung ist nur mit stark vereinfachtenAnnahmen möglich, wie etwa der Vernachlässigung derWinkelgeschwindigkeiten und -beschleunigungen. Dabeibeschränkt sich die Analyse auf die Auswertung der gemessenenGravitation. Bei langsamen Bewegungen oderin Ruhe führt dieser Ansatz zu verlässlichen Ergebnissen.Ein Beispiel ist in Abbildung 5 dargestellt. Die Beobachtbarkeitdes Modells ist jedoch nur gegeben, wenn dieRotationsachse eines Winkels nicht parallel zum Gravitationsvektorverläuft. Zum Beispiel ist bei aufrechtemOberkörper eine horizontale Bewegung des Oberarmsnicht rekonstruierbar. Trotzdem wurde der Fokus vorerstauf diese Auswertung gelegt, weil keine Drift über derZeit auftritt und zu jedem Zeitpunkt von 13 Freiheitsgradenmindestens acht beobachtet werden können. Darüberhinaus legt der Ansatz Grundlagen für komplexereAlgorithmen, weil er die Möglichkeit bietet, in geeignetenSituationen, beispielsweise in Ruhezuständen, Fehlerzurückzusetzen.Der Qualitätsindex beschreibt, unter Berücksichtigungder bereits berechneten Winkel, wie verlässlich die weiterenErgebnisse sind. Zum Beispiel kann nach aktuellemStand der Bewegungsanalyse bei einem herunterhängendenArm eine Rotation um die Armachse nicht bestimmtwerden. Bei einem waagerecht ausgestreckten Arm wärediese Berechnung jedoch unproblematisch. Der Qualitätsindexdrückt solche Zusammenhänge als quantitativeGröße aus. Er findet seine Anwendung bei der Visualisierungder Ergebnisse, wenn unzuverlässige Werte nichtdargestellt werden. In Zukunft soll er auch als Hilfsmitteldienen, um Algorithmen zu kombinieren. Beispielsweise,wenn zuverlässige Ergebnisse bei der Auswertung derGravitation verwendet werden um Fehler in komplexenAlgorithmen zu korrigieren.Der maßgebliche Einflussfaktor für die Winkelauflösungist der Quantisierungsfehler des Sensors, der sowohlvom Messbereich als auch von der Auflösung desselbenabhängt. Der Einfluss des Fehlers wurde zunächst theoretischuntersucht. Bei einer Modellierung mit einemMessbereich von ± 2 g und einer Auflösung von 10 Bit,den Kenngrößen des verwendeten Sensors, ist mit einermittleren Auflösung von 0,15° und einer Standardabweichungvon 0,17° zu rechnen. Für einen Winkelbereich von45° bis 90° wurden diese Werte experimentell überprüft.Dabei lag der mittlere Fehler zwischen tatsächlichem und54 I Abschlussbericht FitForAge

gemessenem Winkel bei 0,52°. Die Standardabweichungbetrug 0,31°. Vergleichbare Ergebnisse bei der Verwendungvon Beschleunigungssensoren zur Winkelberechnungwurden auch in [15] erzielt.DemonstratorZielsetzung des Projekts war es, ein Assistenzsystemzu entwerfen, das den Anwender beider Ausführung motorischer Übungen unterstützt.Der Demonstrator soll einen Eindruckgeben, wie ein mögliches Assistenzsystemaussehen könnte. Der spezielle Fokus bei derRealisierung lag dabei auf der Einbindung desSensornetzwerks und der Bewegungsanalyse.Mit dem erarbeiteten Demonstrator kann potenziellenNutzern ein konkretes Bild des Assistenzsystemsvermittelt werden, auch wenndas vorgestellte System derzeit noch nicht alleAspekte in finaler Ausarbeitung enthält.Um die Ansprüche und Anforderungen ältererMenschen zu erfassen, wurde das Demonstratorsystemin jedem Projektjahr dem Seniorenbeiratvorgestellt, in Zusammenarbeit mit demQuerschnittsprojekt Fit4Use.Abbildung 6: Blockdiagramm der Komponenten des Sensornetzwerk-FrameworksIm ersten Projektjahr bewertete eine Fokusgruppe(drei Teilnehmer im Alter von 64, 69 und 74 Jahren)Konzepte für den Avatar und Möglichkeiten zur grafischenAufbereitung des Trainingsfortschritts. Das vollständigeKonzept für die grafische Benutzerschnittstelle wurde erneutim Rahmen von Fokusgruppen (41 Teilnehmer, mittleresAlter 67,9 ± 5,2 Jahre) im zweiten Projektjahr betrachtet.Abschließend diskutierten im dritten ProjektjahrFokusgruppen (18 Teilnehmer, mittleres Alter 70,0 ± 5,3Jahre) den vollständigen Demonstrator. Nachdem 2008und 2009 die Nutzerführung im Vordergrund der Sitzungenstand, lag der Fokus 2010 auf den eingesetzten Sensorenund ihrer Integration in Textilien, der Umsetzungdes Trainingsplans und weiteren Anwendungsgebieten fürden Fitnessbegleiter. Die Anregungen der Fokusgruppenwurden hinsichtlich Häufigkeit und Umsetzungsaufwandgruppiert und flossen in die Weiterentwicklung ein. DerWunsch, den Fitnessbegleiter per Sprache steuern zu können,konnte umgesetzt werden: Der Demonstrator wurdein Zusammenarbeit mit Teilprojekt I-1 in das ISA-Haus integriert.Dort kann mit ihm über die vorhandene Sprachsteuerunginteragiert werden. Ein anderes Beispiel ist dieAnpassung der Übungsgeschwindigkeit an die individuellenFähigkeiten. Das System vergleicht dabei die Übung desAnwenders mit einer ebenfalls vom Anwender stammendenReferenzübung.Der Demonstrator besteht aus einem modularen Frameworkund der darauf aufbauenden Fitnessbegleiter-Anwendung.Das Framework ist sowohl auf Desktop-PCs als auchWindows-Mobile-basierten mobilen Endgeräten lauffähig.Der Aufbau ist in Abbildung 6 dargestellt. Seine Aufgabeist es, den Anwendungsentwickler von der Low-Level-I 55

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilKommunikation mit den physischen Sensoren zu entlastenund ihm eine abstrakte Sicht auf das Sensornetzwerk zuermöglichen. Bereits auf dieser Ebene werden wiederkehrendeProbleme, wie die Synchronisierung des Sensornetzwerksoder das Zusammensetzen der Messgrößen aus binärenDatenströmen, behandelt. Der Entwickler sieht nurden Sensortyp. Ein Beschleunigungssensor stellt ihm Informationenüber die Bewegung zur Verfügung, während einAtmungssensor die Atmung protokolliert. Das Frameworkstellt vier Sensortypen zur Verfügung: Bewegung, Atmung,Wii-Balance-Board und GPS. Die physikalische Schnittstelleund die notwendigen Protokolle sind im Framework implementiertund können für die Kommunikation mit derSensor-Hardware beliebig kombiniert werden.Ober- und Unterarm zu. Zwei Algorithmentypen arbeitenmit diesem Modell. Der Kalibrierungsalgorithmus spieltvor allem bei der Initialisierung des Systems eine Rolle. Ererkennt verschiedene Fehlerquellen, wie etwa eine Verdrehungder Sensoren, rechnet diese Einflüsse heraus undkorrigiert die Beschleunigungen im Körpermodell.Der Bewegungsanalyse-Algorithmus berechnet aus denkorrigierten Daten des Körpermodells die Bewegungsrekonstruktion.Beide Algorithmen sind im Programm austauschbarund können bei Bedarf durch genauere Variantenoder auf Spezialfälle ausgelegte Versionen ersetztwerden. So könnte später ein Bewegungsanalyse-Algorithmuszum Einsatz kommen, der neben dem Oberkörperauch Bewegungen des Unterkörpers auswertetoder der auf eine bestimmte Bewegungseinschränkungoptimiert ist.Das Ergebnis der Bewegungsrekonstruktionsowie die ausgewerteten Daten des Atmungssensorsund des Wii-Balance-Boards dienenals Information für eine Zustandsmaschine.Das Programm, das in dieser Maschine läuft,ist eine formale Beschreibung des Übungsablaufs.Bei Einhalten oder Verletzten derÜbungsschritte kann die Maschine Aktionenauslösen, die dem Anwender als Rückmeldungweitergereicht werden. Zum einen beinhaltetdieses Feedback die Visualisierung der Bewegungenan einem Avatar [16], zum anderenkönnen aber auch Textnachrichten eingeblendetoder Audiodateien abgespielt werden.Abbildung 7: Blockdiagramm der Komponenten der Fitnessbegleiter-AnwendungDer Fitnessbegleiter verwendet das Framework, um auf dieDaten der Sensoren zuzugreifen. Auch diese Anwendungist modular aufgebaut (Abbildung 7). Ein Körpermodellbezieht die Beschleunigungsdaten aus dem Frameworkund ordnet sie einzelnen Körpersegmenten wie Rumpf,Das Programm für die Übungszustandsmaschineliegt als XML-Datei auf dem Fitnessbegleiterund kann zur Laufzeit in die Maschinegeladen werden. Das hat den Vorteil, dass ohne Veränderungdes Fitnessbegleiters neue Übungen hinzugefügtoder vorhandene Übungen angepasst werden können.56 I Abschlussbericht FitForAge

Die Interaktion mit der Anwendung erfolgt wahlweise direktüber die grafische Nutzerschnittstelle mit einer Mausoder mittels Touchscreen. Als Ergänzung dazu ist aucheine Universal-Plug-and-Play (UPnP) -Schnittstelle enthalten,über die der Fitnessbegleiter zum Beispiel mit derSprachsteuerung des ISA-Hauses bedient werden kann.4.1.3 Zusammenarbeit mit den Themenfeldernund Industriepartnernxmedio GmbHDer Schwerpunkt der xmedio GmbH lag auf Computerspielen,die spielerisch zu mehr Bewegung motivieren sollen.Ihre Aufgabe im Projekt bestand darin, die spielerischeKomponente des Fitnessbegleiters zu entwerfen und umzusetzen.Aus der Zusammenarbeit entstanden Ideen fürdie Darstellung des Trainingserfolgs und -fortschritts sowiedie ersten Prototypen für den Avatar. Nach dem Ausfallaufgrund der Liquidation des Unternehmens führte dasFraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS die entsprechendenArbeitspakete in reduziertem Umfang fort.Dr. Hein GmbHDie Dr. Hein-Gruppe ist ein telemedizinischer Dienstleister.Ihre Aufgabe im Projekt war das Bereitstellen der telemedizinischenInfrastruktur. Gemeinsam wurden Konzepteerstellt, wie der Fitnessbegleiter in diese Infrastruktur undin eine Dienstleistung eingebunden werden kann. Durchdie zur Dr. Hein-Gruppe gehörenden Therapiezentren bestandaußerdem ein guter Kontakt zu Physiotherapeuten.Darüber hinaus brachte die Dr. Hein GmbH ihren in denZentren eingesetzten Übungskatalog in das Projekt ein.Nach der Insolvenz der Dr. Hein GmbH wurde der Schwerpunktdes Projekts auf die Anwenderseite, Sensorentwicklungund Signalverarbeitung verlagert. Meilenstein 5„Sensornetzwerk, Orientierung, Spieleplattform, Serverplattformintegriert“ und Meilenstein 6 „Validierter Prototyp“konnten daher nicht wie geplant erfüllt werden. Ausden Soft- und Hardwarekomponenten wurde ein Paketentwickelt, das in eine vorhandene Infrastruktur integriertwerden kann. Eine Kommunikation mit externen Systemenwird beispielhaft in Kooperation mit den Teilprojekten I-1„Intelligentes Seniorenangepasstes Haus (ISA-Haus)“, I-3„Intelligente Inhouse-Infrastruktur und -dienste“ und II-2„Orientierungsassistent“ gezeigt.Diakonie NeuendettelsauDie Diakonie Neuendettelsau gehört europaweit zu dengrößten Anbietern von Sozial- und Gesundheitsdienstleistungen.Sie konnte 2010 als neuer Industriepartner für dasProjekt gewonnen werden. Ihre Aufgabe im Projekt bestehtnach dem Ausfall der Dr. Hein GmbH in der Entwicklungmöglicher Geschäftsmodelle für den Fitnessbegleiter. Darüberhinaus bringt sie ihre Kompetenzen im Bereich Zielgruppendefinitionund den damit verbundenen notwendigenAnforderungen mit ein.Querschnittsprojekte Fit4Use und Fit4ProductDas Querschnittsprojekt Fit4Use hat bei der Entwicklungdes Anwendungsszenarios maßgebliche Unterstützunggeleistet. Neben der fachlichen Mitarbeit ermöglichte dasInstitut für Psychogerontologie den Zugang zu MCI-Patientenund Konsultationen im angegliederten Gedächtniszentrum.Über die Projektlaufzeit verteilt wurden in regelmäßigenAbständen Fokusgruppen zum aktuellen Standder Entwicklung durchgeführt. Die daraus resultierendenErgebnisse flossen anschließend in die weitere Entwicklungein. In Zusammenarbeit mit Fit4Use wurde die Modularisierbarkeitdes Fitnessbegleiters untersucht und ein Modularisierungskonzeptfür die Hard- und Software erstellt.Gemeinsam mit Fit4Use und Fit4Product werden zurzeitdie Arbeiten am Fitnessbegleiter aufgearbeitet und als Fallbeispielin den Methodenkatalog der Querschnittsprojekteaufgenommen.Themenfeld Fit4LifeIm Themenfeld Fit4Life gibt es Kooperationen mit denTeilprojekten I-1 „Intelligentes Seniorenangepasstes Haus(ISA-Haus)“ und I-3 „Intelligente Inhouse-Infrastruktur und-dienste“. Über die im ISA-Haus verwendete Sprachsteu-I 57

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilerung kann auch der Fitnessbegleiter bedient werden. DieSprachsteuerung ist eine Anforderung, die in den Fokusgruppendes Seniorenbeirats identifiziert wurde. Durch dieAnbindung des Fitnessbegleiters an die HomeCare-Unitaus Teilprojekt I-3 wurde eine Tagebuchfunktion realisiert,mit welcher der Anwender einen Überblick darüber erhält,wann und wie gut er seine Übungen ausgeführt hat.Themenfeld Fit4MobilityIm Themenfeld Fit4Mobility entstand aus der Kooperationmit Projekt II-2 „Orientierungsassistent“ eine Trimm-Dich-Pfad-Anwendung. Das Teilprojekt II-2 stellt GPS-Koordinatenbereit. Darauf aufbauend schlägt der Fitnessbegleiterdem Anwender an ausgewählten Punkten Übungen vor.[2] Massoud, F., et al.: Mild Cognitive Impairment andCognitive Impairment, No Dementia:Part B, Therapy. Alzheimer’s & Dementia 3(4), 2007,S. 283–291[3] DGPPN/DGN: S3-Leitlinien Demenzen, 2009 (abgerufen28.06.2010; http://www.dgn.org/images/stories/dgn/pdf/s3_leitlinie_demenzen.pdf)[4] Engel, S.; Mück, A.; Lang, F. R.: Diagnostik des Demenzsyndroms:Kognitives Screening, in: Mahlberg, R.;Gutzmann, H. (Hrsg.): Demenzerkrankungen erkennen,behandeln und versorgen, Deutscher Ärzteverlag, Köln,2009, S. 122–1314.1.4 AusblickBis zum Ende des Projekts ist ein Vergleich der Ergebnisseder Bewegungsanalyse mit einem kommerziellen Systemgeplant. Diese Untersuchung wird Anfang 2011 durchgeführt.Der Fitnessbegleiter stellt einen ersten Schritt zu einemAssistenzsystem für motorische Übungen dar. Für einenEinsatz müssen allerdings noch bestehende Einschränkungenbei der Bewegungserfassung beseitigt werden. ImAnschluss sollen die am Oberkörper gewonnenen Erkenntnisseauf den Unterkörper erweitert werden, um eine vollständige3D-Bewegungsrekonstruktion zu ermöglichen.Nach der Umsetzung eines konkreten Übungsprogramms,zum Beispiel für MCI-Patienten, soll in einer Langzeitevaluationdie Trainingseffektivität und -effizienz untersuchtund bewertet werden.4.1.5 Literatur[5] Panza, F.; D‘Introno, A.; Colacicco, A. M.; Capurso,C.; Del Parigi, A.; Caselli, R. J., et al.: Current Epidemiologyof Mild Cognitive Impairment and Other PredementiaSyndromes, in: American Journal of Geriatric Psychiatry,13, 2005, S. 633–644[6] Förstl, H.; Bickel, H.; Frölich, L.; Gertz, H. J.; Kurz, A.;Marksteiner, J., et al.: Mild Cognitive Impairment withPredictors of Rapid Decline, in: Deutsche MedizinischeWochenschrift, 133, 2008, S. 431–436[7] Jean, L.; Bergeron, M. E.; Thivierge, S.; Simard, M.:Cognitive Intervention Programs for Individuals with MildCognitive Impairment: Systematic Review of the Literature,in: American Journal of Geriatric Psychiatry, 18,2010, S. 281–296[8] Lautenschlager, N. T.; Cox, K.; Kurz, A. F.: PhysicalActivity and Mild Cognitive Impairment and Alzheimer‘sDisease, in: Current Neurology and Neuroscience Report,10 (5), 2010, S. 352–358[1] Chertkow, H., et. al.: Mild Cognitive Impairment andCognitive Impairment, No Dementia:Part A, Concept and Diagnosis. Alzheimer’s & Dementia,3(4), 2007, S. 266–282[9] Chodzdo-Zajko, W. J.; Clark, J.; Cotton, R. T.: Exercisefor Older Adults: Ace’s Guide for Fitness Professionals,Human Kinetics Pub Inc, San Diego, 199858 I Abschlussbericht FitForAge

[10] Liebenson, C.: Sensory-Motor Training, in: Journal ofBodywork and Movement Therapies, 5(1), 2001, S. 21–28[11] Liebenson, C.: Better Balance Exercises, in: Journal ofBodywork and Movement Therapies, 9(1), 2005, S. 148–149[12] Hofmann, C.; Weigand, C.; Bernhard, J.: WirelessMedical Sensor Network with Zigbee. Technical Report,Image Processing and Medical Engineering, FraunhoferInstitute for Integrated Circuits IIS, 2006[13] Prokopenko, R. A., et al.: Assessment of the Accuracyof a Human Arm Model with Seven Degrees of Freedom,in: Journal of Biomechanics, 34, 2001, S. 177–185[14] Julier, S. J.; Uhlmann, J. K.: Unscented Filtering andNonlinear Estimation, in: Proceedings of the IEEE, 92 (3),2004, S. 401–422[15] Amasay, T., et al.: Validation of Tri-axial Accelerometerfor the Calculation of Elevation Angles, in: InternationalJournal of Industrial Ergonomics, 39, 2009, S. 783–789[16] Kramer, N.: Soziale Wirkungen virtueller Helfer. Gestaltungund Evaluation von Mensch-Computer-Interak–tion, Kohlhammer, Stuttgart, 2008I 59

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobil4.1.6 Arbeits- und ZeitplanArbeitsplan: FitnessbegleiterAP 1: BewegungssensorikAP 1.1: Pflichtenheft und Anforderungen BewegungserfassungAP 1.2: Auswahl FunktechnikAP 1.3: Aufbau drahtloses SensornetzwerkMeilenstein 1: Drahtloses Sensornetzwerk fertigAP 2: BewegungsanalyseAP 2.1: Datenerfassung und ReferenzdatenbankerstellungAP 2.2: Algorithmikentwicklung zur BewegungsquantifizierungMeilenstein 2: Erster Prototyp Sensornetzwerk zur BewegungserfassungAP 3: VitalsensorikAP 3.1: Pflichtenheft und Anforderungen VitalsensorikAP 3.2: Aufbau VitalsensorikAP 3.3: Integration Vitalsensorik und BewegungssensorikMeilenstein 3: Optimierter Prototyp zur Erfassung der Vitaldaten und BewegungAP 4: Spieleplattform (xmedio GmbH)AP 4.1: Plichtenheft und Anforderungen mobile Endgeräte und SpieleplattformAP 4.2: Aufbau Spieleplattform und Anbindung mobile EndgeräteAP 4.3: Integration Sensornetzwerk in SpieleplattformMeilenstein 4: Sensornetzwerk, Orientierungsfunktion undSpieleplattform integriertAP 5: Serverplattform und Dienstleistung (Dr. Hein GmbH)AP 5.1: Pflichtenheft und Anforderungen Server-Backend undDienstleistungsprofilAP 5.2: Aufbau Serverplattform, Anbindung mobile EndgeräteAP 5.3: Marktbeobachtung und RechercheAP 5.4: Integration Sensornetzwerk und Spieleplattform inServerplattformMeilenstein 5: Sensornetzwerk, Orientierung, Spieleplattform,Serverplattform integriertAP 6.1: Validierung des Gesamtsystems in SEN-PRO / KlinikenMeilenstein 6: Validierter Prototyp des GesamtsystemsZeitplanJahr 2008 2009 2010Quartal 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4Zeitraum der laufenden Arbeit Meilenstein Änderung der Antragstellung60 I Abschlussbericht FitForAge

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4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobil4.2 OrientierungsassistentLehrstuhl für Informationstechnik mit dem SchwerpunktKommunikationselektronik (LIKE), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergProjektleitung: Prof. Dr.-Ing. Jörn Thielecke, Dipl.-Ing.Javier Gutiérrez BoronatMitarbeiter: M. Sc. Ahmad Abdul-Majeed, Dipl.-Ing.Philipp Richter, Dipl.-Ing. Andreas KustererIndustriepartner: Handicare GmbH, Geiselbullach; NA-VIGON AG, Würzburg; BIJO-DATA InformationssystemeGmbH, Holzkirchen/Ufr.4.2.1 Forschungsumfeld und Zielsetzung4.2.1.1 UmfeldNavigationsgeräte werden im Automobilsektor immermehr zu einer Selbstverständlichkeit. Es liegt nahe, ähnlicheFunktionalitäten auf Scootern einzuführen, das heißteine auf den Einsatzbereich eines Scooters angepassteNavigation. Das Querschnittsprojekt Fit4Use identifizierteauf Basis der Diskussionen im Seniorenbeirat drei Anwendungsfälle,abgestuft nach der Mobilität der potenziellenZielgruppen: Erstens eine Scooter-Navigation in völligfremden Umgebungen (Urlaubs-/Städtereisen), zweitenseine Unterstützung bei der Ansteuerung unbekannterTreffpunkte (z. B. Arzt, Restaurant) im gewohnten Umfeldund drittens Hilfe bei generellen Orientierungsschwierigkeiten,etwa auf dem Weg zum Arzt oder nach Hause.2. Eine relative Ortungsfunktion, um die Position desNutzers in Bezug auf den Scooter zu ermitteln undso ein fußgängerbegleitendes, autonomes Fahren desScooters zu ermöglichen (siehe Fit4Mobility-TeilprojektFußgängerassistenzfahrzeug).3. Karten mit zusätzlichen Scooter- und FußgängerrelevantenAttributen.4. Eine zugeschnittene Routenführung, die einfach zubedienen ist und Scooter-typische Kartenmerkmaleberücksichtigt.Die globale Ortung stellt sicher, dass ältere Mitbürger jederzeitund überall wissen, wo sie sich mit ihrem Scooterbefinden. Das gibt Sicherheit, auch in unübersichtlichenSituationen. Die Scooter- und Fußgänger-angepasstenKarten gewährleisten dabei, dass der Scooter nur Routennimmt, denen weitgehend risikofrei und angenehm zufolgen ist. Damit kommt der Orientierungsassistent demerhöhten Sicherheitsbedürfnis älterer Herrschaften entgegen.Die Routenführung lässt sich so parametrisieren,dass bei der Ansteuerung sicherer Straßenübergänge einvernünftiger Ausgleich erreicht wird zwischen Risikominimierungund Aufwand, bemessen in der Länge des Umwegs.Die relative Ortungsfunktion ermöglicht das autonomeFahren des Scooters in direkter Nähe des Nutzers.Eine Person, die nicht mehr so gut zu Fuß ist, aber an derAufrechterhaltung ihrer Mobilität arbeiten möchte odereinfach Lust hat, zu laufen, kann so unbeschwert diesemWunsch nachgeben, da sie jederzeit bei Ermüdung oderErschöpfung wieder aufsteigen kann. Das kommt der Mobilitätserhaltungentgegen und erhöht die Lebensqualität.4.2.1.2 ZielsetzungVier auf einen Scooter zugeschnittene, spezielle Bausteinewerden in dem Forschungsprojekt entwickelt, um eineScooter-Navigation für diese Anwendungsfälle zu ermöglichen:1. Eine globale Ortungsfunktion auf Basis von GPS,WLAN und weiterer Sensorik, um eine nahtlose Navigationim Freien und in Gebäuden bereitzustellen.Die aus dem Entwurfsprozess gezogenen wissenschaftlichenErkenntnisse sind über eine Scooter-Navigationhinaus auch für eine reine Fußgänger-Navigation von Bedeutung,sowohl was die Positionsbestimmung, Routenführungals auch das zugehörige Kartenmaterial angeht.Es gehört zu den Projektzielen, zu evaluieren, inwieweitdie erfassten Kartenattribute ausreichend sind und welchebesonderen Anforderungen durch zukünftige digitaleKartenprodukte abgedeckt sein sollten.62 I Abschlussbericht FitForAge

Die Kosten für den Orientierungsassistenten steigen mitzunehmender Funktionalität. Die globale Ortungsfunktionwird als Produkt nicht teuer sein, da die erforderlichenSensoren in vielen Mobilgeräten bereits vorzufinden sind.Das spezielle Kartenmaterial mit passender Routenführungist zugeschnitten auf einen speziellen Käuferkreisund damit etwas kostenintensiver. Die autonome Fahrfunktiongehört sicherlich zum High-End-Bereich und wirdmit den fortschreitenden Fähigkeiten in der Robotik erstauf längere Sicht kostengünstiger. Teilfunktionalitäten lassensich aber bereits vorher in Form von kostengünstigenAssistenzfunktionen umsetzen.4.2.2 Ergebnisse4.2.2.1 Globale OrtungIm ersten Projektjahr 2008 wurde eine Lösung für einedurchgängige Lokalisierung eines Scooters für den Innen-und Außenbereich konzipiert, die die Grundlageeiner autonomen, nahtlosen Navigation in städtischenGebieten, zum Beispiel von zu Hause bis zum gewünschtenBestimmungsort, bildet. Für eine solche Navigationmüssen einerseits eine globale Position als auch die Lageund Orientierung des Scooters ständig bekannt sein. Fürdie globale Ortungsfunktion sollen Daten aus zwei unterschiedlichenInformationsquellen genutzt werden, GPSund WPS (awiloc ® ). Auf diese Weise ist sichergestellt, dassinnerhalb und außerhalb von Gebäuden eine Positionsquellevorhanden ist und somit lückenlos navigiert werdenkann. Um die Lageinformation des Scooters sicher zubestimmen, werden Daten einer Trägheits-Sensorikeinheitausgewertet und diese zusätzlich mit Magnetfeldsensorikgestützt. Das Antwortverhalten eines solchen Systems istviel schneller als bei einer Richtungserkennung allein ausder Fortbewegungsrichtung, wie es bei portablen Navigationsgerätenüblich ist.Das Gesamtsystem, wie in Abbildung 1 dargestellt, berechneteine globale Position, die je nach Verfügbarkeitund Qualität der GPS- und WPS-Position eine gewichteteKombination aus beiden Positionen ist. Als GPS-Empfän-Abbildung 1: Blockschaltbild der globalen Ortungger wurde ein Modul von μBlox gewählt, das ein zur Synchronisationder Daten nützliches PPS-Signal bereitstellt.Das WPS (awiloc ® ) stammt von der Abteilung KOM desFraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS. Umdie Ortung mithilfe von WLAN zu ermöglichen, ist einzweistufiger Prozess notwendig. Zuerst muss eine Datenbankerstellt werden, in der an bekannten Positionen dieFeldstärke und die MAC-Adresse der schon vorhandenenAccess Points (APs) gespeichert wird. Der zweite Schritt istdie Lokalisierung selbst, bei der die Feldstärke gemessen,mit der Datenbank abgeglichen und so die entsprechendePosition ermittelt wird. Die Messkampagne zur Erstellungder Datenbank fand am 23. Oktober 2010 statt. Die fürdie Orientierungsberechnung gewählte Trägheitssensoreinheit(iSensV3) besteht aus dreiachsigen Gyroskopen,Beschleunigungssensoren und beinhaltet auch schon dieMagnetfeldsensoren in jeder Raumrichtung.Die Arbeiten zum Aufbau des Systems begannen mit einemEntwurf für einen Orientierungsfilter (OF). Hierfürwurde zunächst, mithilfe der Abteilung LOS des FraunhoferIIS, eine Simulationssoftware erstellt, um konkrete Umsetzungendes Orientierungsfilters testen und evaluierenzu können. Verschiedene Entwürfe von auf QuaternionenI 63

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilbasierenden Orientierungsfiltern wurden evaluiert, undletztlich wurde ein indirektes Kalman-Filter gewählt, welchesdie Lage aus den Drehraten der Gyroskope berechnet,die dann mit den Messwerten der Magnetfeld- undBeschleunigungssensoren korrigiert werden. Die Magnetfeldsensorenliefern zwar eine absolute Lageinformation,die für die Initialisierung wichtig ist, sie sind aber speziellin Innenbereichen störungsanfällig gegen Dauermagnetenwie zum Beispiel Stahltürrahmen.mittels serieller Schnittstelle angesprochen, die Annahmeund Vorverarbeitung der Daten wurde in jeweils eigenenThreads implementiert. awiloc ® als reine Java-Softwarelösunglief parallel dazu und kommunizierte über eine TCP/IP-Verbindung mit der in C++ implementierten Scooter-Lokalisierungssoftware. Die Scooter-Lokalisierungssoftwareund die genannten Sensoren wurden dem Lehrstuhlfür Robotik und Telematik (LRT) für das Teilprojekt II-3 zurVerfügung gestellt.Für die nahtlose Lokalisierung wurde ein Algorithmus gewählt,der autark entscheidet, ob das GPS oder das WPSzuverlässiger ist. Für diese Fusion der Positionsdaten wurdeein Interacting-Multiple-Model (IMM)-Filter gewählt,in dem zwei Kalman-Filter, eines für GPS und eines für dasWPS, integriert sind. Die Gewichtung der Positionsdatengeschieht aufgrund von Qualitätsparametern der beidenPositionssysteme, die in das IMM-Filter eingespeist werden.Ziel war es vor allem, die Schwellen zwischen denAußen- und Innenbereichen selbständig ohne Zugriff desNutzers zu bewältigen.Folgend wurde noch die Unterstützung der Positionslösungmit Trägheitssensorik untersucht. Dieses als Inertialnavigationssystem(INS) bekannte System nutzt dieLageinformation des Orientierungsfilters, um aus dengemessenen und dann aufintegrierten Beschleunigungeneine hochdynamische Positionsschätzung zu erhalten. Diesesollte dann mit der kombinierten Position aus GPS undWPS korrigiert werden, sodass eine genauere Position fürdie Navigation verfügbar ist und auch bei einem Ausfall derPositionssensordaten weiterhin eine Lokalisierung möglichbleibt. Allerdings führten diese Untersuchungen nicht zumgewünschten Resultat, da die an verschiedenen Positionendes Scooters angebrachten Trägheitssensoren die Dynamikdes Scooters, aufgrund von Federungen etc., nicht ausreichendgut abbilden. Zusätzlich weisen die stark miniaturisiertenTrägheitssensoren recht große Fehler auf, die beider Integration zur Position verstärkt werden und damit diePositionslösung zum Teil verschlechtern.Abbildung 2: Tablet-PC mit GPS- und WLAN-Empfängersowie Trägheitssensoren (IMU)Das beschriebene System wurde zur Vorführung auf demersten Gutachtertreffen am 11. März 2009 auf einemTablet-PC implementiert, siehe Abbildung 2. Hierzu wurdender GPS-Empfänger und die Trägheitssensor-Einheit4.2.2.2 System zur relativen Ortung des Scooter-NutzersDiese Funktionalität soll ein teilautonomes Fahren desScooters in Bezug auf den Nutzer ermöglichen, d. h., derScooter soll autonom vor, neben oder hinter dem Nutzerfahren können. Dazu muss der Steuerungssoftwaredes Scooters die Position des Nutzers relativ zum Scooterbekannt sein. Hierfür wurde ein neues Konzept vorgestellt,welches auf der Auswertung einer Funkverbindungzwischen einem Funkempfänger, den der Nutzer bei sichträgt, und dem Scooter basiert. Durch die Kombinationeiner Entfernungsmessung und einer Messung zur Be-64 I Abschlussbericht FitForAge

stimmung des Einfallswinkels des Funksignals kann dierelative Position des Nutzers bestimmt werden.Für die Entfernungsmessung wurden zwei unterschiedlicheSysteme eingesetzt. Zunächst wurde ein NanoLOC-Modulder Firma NanoTRON untersucht, das die Entfernungzwischen zwei NanoLOC-Modulen über ein proprietäresLaufzeitmessverfahren ermittelt. Von Vorteil ist hierbei dieweitgehende Unabhängigkeit von einer direkten Sichtverbindung(engl. Line-Of-Sight, LOS) zwischen den beidenFunkknoten, d. h. dem Scooter und dem Nutzer. EinenNachteil stellt allerdings die damit erreichbare Genauigkeitdar, die bei einem Abstand der Funkknoten von wenigerals zehn Metern voneinander nur im Bereich von etwa± 0,5 Metern liegt. Da ein Abstand zwischen Scooter undNutzer von zwei bis vier Metern realistisch erscheint, istdie Genauigkeit des NanoLOC-Moduls für diesen Anwendungsfallnicht ausreichend.Aus diesem Grund wurde das Cricket-System der amerikanischenFirma Crossbow untersucht, mit dem die Entfernungzwischen zwei Cricket-Empfängern (sogenannteCricket-Motes) über eine kombinierte Laufzeitmessungvon Funk- und Ultraschallsignalen bestimmt wird. Die Genauigkeitder ermittelten Entfernungsmessungen liegt imZentimeterbereich. Das Cricket-System ist insofern demNanoTRON-System deutlich überlegen. Ein Nachteil ist diefür die Übermittlung der Ultraschallsignale notwendigedirekte Sichtverbindung zwischen zwei Cricket-Motes.Abbildung 4: Richtcharakteristik der neuen MehrkeulenantenneBeide Systeme wurden in Betrieb genommen, und Messkampagnendurchgeführt. Abbildung 3 zeigt die zwei unterschiedlichenSysteme, die für die Entfernungsmessungherangezogen wurden.IIS-Dead-Reckoning-System mit NanoLOCCricket-SystemAbbildung 3: Systeme für die Entfernungsmessung mitdem NanoLOC- und dem Cricket-ModulZusätzlich zur Entfernung zwischen Scooter und Nutzermuss auch der Einfallswinkel des Fußgängerfunksignalsam Scooter bestimmt werden, um die genaue Positiondes Nutzers relativ zum Scooter zu bestimmen. Hierfürwurde in einem ersten Schritt eine neue Mehrkeulenantennekonzipiert und aufgebaut. Des Weiteren wurden Algorithmenzur Auswertung der gewonnenen Messungenentwickelt und auf einen Mikroprozessor portiert, um dieMessungen in Echtzeit durchführen zu können.Das gesamte Konzept basiert auf einem Prinzip ähnlich einemSekundärradar, bei dem eineortsfeste Antenne rotiert wird,um Radarsignale in alle Richtungenaussenden bzw. empfangenzu können. Da dies für den Scooterzu aufwendig wäre, wird dieStrahlcharakteristik der Antenneelektronisch rotiert, sodass dieAntenne fest auf dem Scootermontiert werden kann. Die Richtcharakteristikder neuen Antenneist in Abbildung 4 dargestellt.I 65

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilDie Gesamtantenne – in Abbildung 5 dargestellt – bestehtaus vier einfachen Dipol-Antennen, die auf einemKreis angeordnet sind, jeweils um 90° gegeneinanderversetzt. Sie werden mittels eines Phasenschiebers soangesteuert, dass die Strahlcharakteristik die Form einerKeule annimmt, die um Vielfache von 90° verdreht werdenkann. Misst man das vom Funkknoten des Nutzersausgesandte Signal mit unterschiedlich ausgerichtetenKeulen, so lässt sich aus der Signalstärkedifferenz der Einfallswinkelerrechnen.[Sicht von oben][Sicht von unten]Nach Fertigstellung der Mehrkeulenantenne wurden ersteMessungen sowohl innerhalb von Gebäuden als auchim freien Feld durchgeführt, um die Funktionsfähigkeitder Antenne zu verifizieren und die Algorithmen zur Winkelberechnungaus den Empfangssignalen zu testen. Eszeigte sich, dass die Antenne im Indoor-Bereich wesentlichschlechtere Messwerte liefert als bei Messungen imAußenbereich, da innerhalb von Gebäuden Effekte wieReflexionen der Funksignale durch Wände und Gegenständedie Messungen stören und damit die Genauigkeitder Winkelschätzung verringern. Da die Funktionalität derrelativen Ortungsfunktion auf die so genannten „autonomenZonen“ wie beispielsweise Parkanlagen beschränktbleibt, fällt dieser Nachteil jedoch nicht weiter ins Gewicht.Im Außenbereich kann der Funkempfänger miteiner Genauigkeit von etwa 30° bis 40° geortet werden;diese Genauigkeit ist für die Anwendungsfälle „Vorausfahren“bzw. „Folgen“ noch ausreichend. Eine Filterungder Messwerte erlaubt eine leichte Erhöhung der Genauigkeitund eine Verringerung der Streuung der Messwerte;exemplarisch sei hier auf Abbildung 6 verwiesen, beider der Funkempfänger in einem Abstand von drei Meternvon der Antenne an der Position 225° positioniertwurde und 500 Messwerte aufgenommen wurden. InBlau sind dabei die tatsächlichen Messwerte aufgetragen,in Rot sind die Messwerte nach Filterung durch eine gleitendeMittelwertfilterung aufgezeigt. Die Entfernung derPunkte vom Mittelpunkt des Diagramms entspricht nichtder realen Distanz des Empfängers von der Antenne, sonderndient nur der Verständlichkeit des Diagramms.Abbildung 5: Neuartige MehrkeulenantenneAbbildung 6: Streuung der Messwerte bei statischerPosition des Empfängers bei 225°Blau: Messwerte ungefiltert. Rot: Messwerte gefiltertIm vorliegenden Beispiel beträgt die Standardabweichungder Messwerte vor der Filterung 8,2°, nach der Filterungbeträgt sie noch 4,4°. Es ergibt sich durch die Filterungeine deutliche Verbesserung. Dennoch wird weiter an derVerbesserung des Algorithmus zur Winkelschätzung gearbeitet.4.2.2.3 FußgängernavigationZu Beginn des Projekts wurde eine genaue Analyseund Spezifikation einer Fußgängernavigation durchge-66 I Abschlussbericht FitForAge

führt und erstellt. Dabei wurde auch auf den aktuellenStand der Technik eingegangen. Bei der Analyse zeigtensich viele offene und ungelöste Probleme, die bei derEntwicklung einer Fußgängernavigation gelöst werdenmüssen. Dies beginnt schon bei den aktuell vorhandenenund verwendeten Karten. Sie sind speziell für einePkw-Navigation erstellt worden und enthalten keinerleifußgängerspezifische Informationen wie Gehwege, Zebrastreifen,Fußgängerampeln, Parkwege usw. Ohne dieseInformationen ist es nicht möglich, Fußgänger sicherzu einem vorgegebenen Ziel zu navigieren. Weiterhin sindGPS-Empfänger nicht für eine Fußgängernavigation ausgelegtund bestimmen zum Teil auch keine neue Position,wenn man sich langsamer als 1,3 m/s bewegt. Dies zeigtesich beim Test eines aktuellen Navigationssystems imFußgängermodus in der Innenstadt von Würzburg. Einereine GPS-Positionierung ist zudem zu ungenau für eineFußgängernavigation, da nicht die aktuelle Straßenseiteder Person bestimmt werden kann. Neben der aktuellenStraßenseite muss auch die aktuelle Ausrichtung der Personbekannt sein, um diese dann in die richtige Richtungzu navigieren. Eine genaue Bestimmung der Ausrichtungist mit GPS aufgrund der geringen Geschwindigkeit allerdingsnicht möglich. Angesichts der vielen Probleme wurdein Absprache mit Teilprojekt II-3 beschlossen, die Fußgängernavigationspeziell für den Scooter zu entwickeln.Dabei werden verschiedene Teilaspekte der Fußgängernavigationbehandelt und gelöst. Durch die Einschränkungauf den Scooter sind die Voraussetzungen für die Navigationvereinfacht, sodass eine Umsetzung innerhalb desProjekts möglich ist. Die Navigation wird hierbei modularaufgebaut, sodass eine Erweiterung zu einer Fußgängernavigationjederzeit möglich ist.Es wurden zwei verschiedene Konzepte für die Navigationdes Scooters erstellt: Navigation im öffentlichen Straßenverkehrund autonomes Vorausfahren im Park. Bei der Navigationim öffentlichen Straßenverkehr wird der Operatordurch Fahrassistenzsysteme bei der Steuerung des Scootersunterstützt. Teilstücke auf Gehwegen soll der Scooterauch autonom zurücklegen. Bei dem zweiten Konzept sollder Scooter den Benutzer durch den Park zu einem vorgegebenenZiel navigieren. Dabei kann der Benutzer hinterdem Fahrzeug herlaufen, um selbst fit zu bleiben.Für die Implementierung der Konzepte musste zuerst dieKarte erweitert werden. Hierfür hat die Firma NAVIGONAG Fußgängerinformationen vom Kartenhersteller NAV-TEQ für das einen Quadratkilometer große Testgebiet inder Innenstadt von Würzburg erhalten. Diese Informationenmussten in die vorhandene Karte integriert werden.Die Karte wurde auch um Polygone erweitert, um Parkanlagen,in denen ein autonomes Vorausfahren möglichist, zu markieren. Zusätzlich musste der Router zur Berechnungder Strecke neu implementiert werden, da dieneuen Informationen nicht in dem vorhandenen integriertwerden konnten. Für den neuen Router wurde der Dijkstra-Algorithmusverwendet, da dieser immer die besteStrecke findet. Der neue Router und die Erweiterung derKarte wurden daraufhin in das System der Navigationsgerätevon der Firma NAVIGON AG integriert.Die neuen fußgängerspezifischen Informationen in derKarte können mit einer unterschiedlichen Gewichtungbelegt werden. Je nach Gewichtung bestimmt der Routerdann eine andere Strecke zum Ziel. Zebrastreifen, Gehwegeund Fußgängerampeln sollen dabei bevorzugt, Treppenwegen des Scooters jedoch vermieden werden. Es mussallerdings auch darauf geachtet werden, dass es Zielegibt, die nur über Straßenohne Gehwegeoder Kreuzungen ohneAmpel oder Zebrastreifenerreicht werdenkönnen. Des Weiterenkann es vorkommen,dass durch die Verwendungvon Zebrastreifenund Ampeln an Kreuzungender Umweg soAbbildung 7: Einmündungohne Fußgängerüberweg, roteStrecke mit einem Umweg,groß wird, dass keine blaue Strecke ohne UmwegPerson diesen UmwegI 67

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobillaufen würde, um sicher über die Kreuzung zu kommen.Ein solches Beispiel ist in Abbildung 7 dargestellt. Daherwurde hier ein Schwellwert von 150 Meter verwendet.Dies ist allerdings nur ein Richtwert.In Abbildung 8 sind die Ergebnisse verschiedener Streckenohne Berücksichtigung der fußgängerspezifischenInformationen dargestellt. Bis auf zwei Strecken führenalle stets über Gehwege. Jedoch sind zum Teil bis zu 50 %der Kreuzungen, im Durchschnitt 40 %, ohne eine sichereVerbindung wie Zebrastreifen oder Fußgängerampel.Im Gegensatz dazu wurden die gleichen Teststrecken inAbbildung 9 unter der Berücksichtigung fußgängerspezifischerInformationen mit dem im Projekt entwickeltenRouter berechnet. Nun gibt es nur noch eine Strecke, beider ein Teilstück keinen Gehweg besitzt. Der Rest derStrecken sowie alle anderen Teststrecken führen nun übersichere Fußgängerwege. Bei den Kreuzungen konnte einebenso gutes Ergebnis erzielt werden. Durchschnittlichsind nur noch 2 % aller Kreuzungen ohne eine sichereVerbindung (Zebrastreifen oder Fußgängerampel). DieStreckenlänge hat sich durch die veränderte Streckenführungim Schnitt um ungefähr 250 Meter verlängert.Allerdings gibt es nun sogar Strecken, die nur auf Gehwegenund mit sicheren Verbindungen zurückgelegt werdenkönnen. Somit ist die Sicherheit erheblich größer.Abbildung 9: 7 Teststrecken mit Berücksichtigung derfußgängerspezifischen Informationen, Startpunkt „AlteMainbrücke 4“4.2.2.4 SystemintegrationDas hier entwickelte Navigationssystem wurde, wie bereitsbeschrieben, speziell für den Scooter aus TeilprojektII-3 angepasst. Weiterhin wurde das System nun auch aufdem Scooter integriert. Dazu wurde über dem Lenkradeine Halterung für das Navigationsgerät angebracht. Fürdie Kommunikation zwischen den einzelnen Komponentender Teilprojekte II-2 und II-3 wurde das Gerät mit derMiddleware der Firma BIJO-DATA InformationssystemeGmbH verbunden und die entsprechende Schnittstelleauf dem Gerät implementiert.4.2.2.5 MiddlewareDie Firma BIJO-DATA entwickelte eine Middleware, dieeine Kommunikation zwischen allen Geräten ermöglicht.Dazu wurden alle Geräte über eine serielle Schnittstellemit der Middleware verbunden. Der Datenaustauschzwischen den einzelnen Geräten ist über die Middlewaregesteuert. Für die Middleware wurden unterschiedlicheKonzepte mit den Projektpartnern erstellt.Abbildung 8: 7 Teststrecken ohne Berücksichtigung derfußgängerspezifischen Informationen, Startpunkt „AlteMainbrücke 4“Die Clients melden sich mithilfe eines extra definiertenPaketes und einer eindeutigen ID an der Middleware an.Somit ist gewährleistet, dass sich auch neue Clients problemlosan der Middleware anmelden können. Des Weiterenist in diesem Paket beschrieben, welche Pakete der68 I Abschlussbericht FitForAge

Client von anderen Clients erwartet. Die Middleware sendetdem Client nach diesem Connect-Paket ein Acknowledge-Paket,um die Anmeldung zu bestätigen.Nach erfolgreicher Anmeldung kommunizieren Middlewareund Client mittels Datenpaketen. Diese Datenpaketeenthalten einen Header und beliebig viele Datenelemente.Der Header enthält neben Datenlänge und derAnzahl der Datenelemente auch eine „Magic Number“,durch die der Anfang eines Pakets gekennzeichnet ist.So wird eine Synchronisierung zwischen Middleware undClients ermöglicht. Jedes Datenelement hat einen eigenenHeader, in dem der Typ und die Länge des Datenelementsangegeben sind. Der Inhalt der Datenelemente wird nichtvon der Middleware vorgegeben und kann zwischen deneinzelnen Projektpartnern unabhängig von der Middlewaredefiniert werden.Die Schnittstelle für die Middleware ist auf dem Scooterund dem Navigon-Navigationsgerät integriert und erfolgreichgetestet worden. Ein Test der Integration auf dem„Global Locator“ und dem Fitnessbegleiter ist in Planung.4.2.3 Zusammenarbeit mit den Themenfeldernund IndustriepartnernIn enger Zusammenarbeit mit der Firma NAVIGON AGwurde die sichere Navigation für den Scooter aus demTeilprojekt II-3 entwickelt. Dabei wurden gemeinsammehrere Diplomarbeiten betreut und verschiedene Veröffentlichungenverfasst. Fußgänger- bzw. Scooter-gerechteKarten gehören ebenso zu den Kooperationsergebnissenwie der neue Routing-Algorithmus.Die BIJO-DATA Informationssysteme GmbH hat sich vonAnfang an intensiv mit den Entwicklungen in FitForAgeauseinandergesetzt. Da sich BIJO-DATA im Bereich AmbientAssisted Living (AAL) neu aufstellen will, sind besondersdie Ergebnisse zur interaktiven Steuerung einesSpezialfahrzeugs (Scooter), zur teilautonomen Steuerungeines Hilfssystems für Kranke (Rollator) als auch die Fusionvon verschiedenen Ortungssystemen und die Integrationvon Sensordaten (Inertialsensorik) für die Firma wichtig.Im Einzelnen wurden bisher folgende Ziele erreicht bzw.Ergebnisse erarbeitet:• Evaluierung und Untersuchung vorhandener Middleware-Konzeptezur Optimierung der zu realisierendenSoftware zur Datenkommunikation auf dem Scooter.• Middleware-Protokoll: Zur Kommunikation hatBIJO-DATA ein eigenes Protokoll entworfen, das soausgelegt wurde, dass es in beliebigen anderen Ortungssystemenverwendet und auch nahezu beliebigskaliert werden kann. Dieses Protokoll wurde nachden gewonnenen Erkenntnissen der genannten Untersuchungenerweitert und optimiert.• Die Middleware-Software wurde mithilfe neuester.NET-Technologie und auf Grundlage des entworfenenProtokolls realisiert und getestet. Hierbei wurde ein speziellerSimulator entwickelt, der Datenpakete auf Basisdes Middleware-Protokolls generiert und versendet.• Überarbeitung von GUI-Ansätzen: Die Ergebnisse ausden Querschnittsprojekten Fit4Use und Fit4Producthaben zu einer Überarbeitung vorhandener GUI-Ansätze für andere Projekte geführt. Die gewonnenenInformationen wurden bereits intern in Entwicklungsprozessebei BIJO-DATA integriert und werden beineuen Arbeiten berücksichtigt.• Intuitive Eingabesysteme: Die Arbeit an neuen, intuitivzu bedienenden Eingabesystemen, wie z. B. eine Abwandlungder Wii-Steuerung, eröffnet bei BIJO-DATAneue Perspektiven für Systeme für ältere Personen.Parallel zu FitForAge hat sich BIJO-DATA deshalb mitanderen Partnern zusammengetan, um diese Bedienkonzepteweiter auszubauen und dann zu optimieren.Die Evaluierung solcher Bedienkonzepte im Rahmenvon FitForAge ist für BIJO-DATA sehr wichtig undgibt die notwendige Sicherheit in einem bislang eherunbekannten Markt.• Neue Kontakte: Bedingt für die BIJO-DATA relativ neueThematik AAL in der GmbH haben sich auch mehrereI 69

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilneue Firmenkontakte ergeben, die zu weiteren Entwicklungsaktivitätengeführt haben.• Interdisziplinäre Zusammenarbeit: Ähnlich wie imvorherigen Punkt geht es auch hier um den großenMehrwert, den BIJO-DATA durch die Zusammenarbeitmit Gerontologen und Psychologen in Fit4Use hat.Völlig neue und mitunter andersartige Denkweisender Projektpartner eröffnen neue Wege, an die beieinem rein ingenieurmäßigen Herangehen an dieAufgaben niemand gedacht hat. Insofern hat dasBFS-Projekt auch einige völlig neue Aspekte für neueGeschäftsideen geliefert.Darüber hinausgehende Kooperationen sind in Kapitel4.3.4 erläutert, da das Teilprojekt „Orientierungsassistenz“eng verbunden mit dem Teilprojekt „Fußgängerassistenzfahrzeug“ist.4.2.4.2 Relative OrtungDie relative Ortung ist hinsichtlich ihrer Genauigkeit undZuverlässigkeit insbesondere im Hinblick auf die Winkelmessungnoch optimierungsfähig, beispielsweise durchdie Implementierung eines Kalman-Filters zur Erkennungund Eliminierung von Messfehlern. Dieses Filter wurdebisher nur in der Simulationsumgebung implementiertund muss noch genauer untersucht werden. Ferner stehtdie Anbindung der relativen Ortung an die von BIJO-DATAbereitgestellte Middleware noch aus. Das Themengebietrelative Ortung wird auch in Zukunft in der AbteilungLeistungsoptimierte Systeme des Fraunhofer IIS verfolgtwerden. So wird in Kürze eine Analyse der IST-Situationund Festlegung der Einschränkungen der bestehendenHW-Lösung erfolgen, um die Funktionalität der relativenOrtung durch eventuell besser geeignete Komponentenbesser umsetzen zu können.4.2.4 AusblickZusätzlich zu dem neuen Routing-Algorithmus müssenzukünftig auch die Ausgabe, die Sprachausgabe sowieKartendarstellung für eine Fußgängernavigation angepasstwerden. Das Navigationssystem sollte dann sowohldie zu verwendende Straßenseite als auch empfohleneFußgängerüberwege dem Benutzer mitteilen. Ebensokönnte man über die Bevorzugung bestimmter Strecken(z. B. im Park) nachdenken. Eine solche Strecke könntezwar länger sein, würde aber gegenüber einer Strecke aneiner vielbefahrenen Straße bevorzugt.4.2.4.1 Globale OrtungStatt der nicht zufriedenstellenden Fusion des Inertialnavigationssystemsmit GPS und WPS könnte zum Beispielder Radencoder genutzt werden, um hohe Dynamiken desScooters zu erfassen und um auch Ausfälle von GPS undWPS zu überbrücken. Des Weiteren wären Untersuchungeninteressant, wie sich weitere Bewegungsmodelle im InteractingMultiple Model auf die Positionsgenauigkeit auswirken.70 I Abschlussbericht FitForAge

4.2.5 Arbeits- und ZeitplanArbeitsplan: OrientierungsassistenzAP 1AP 1.1: Pflichtenheft und AnforderungenAP 1.2: Spezifikation FußgängernavigationAP 1.3: Aufbau eines Systems zur absoluten LokalisierungAP 1.4: Konzept relative LokalisierungAP 1.5: Konzept WegeplanungAP 1.6: Prototypisch TeilsystemMeilenstein 1: Erster Demonstrator zur globalen LokalisierungAP 2AP 2.1: Implementierung Wegeplanung unter NebenbedingungenAP 2.2: Aufbau eines Systems zur relativen LokalisierungAP 2.3: Optimierung des Systems zur relativen LokalisierungAP 2.4: SystemintegrationMeilenstein 2: Optimierter Demonstrator zur relativen Lokalisierung undWegeplanung unter NebenbedingungenAP 3AP 3.1: Systemintegration mit TP II-3 (LIKE)AP 3.2: Implementierung FußgängernavigationssystemAP 3.3: Validierung mit TP II-3 (LIKE)AP 3.4: Systemintegration mit TP II-3 (LRT)AP 3.5: Validierung mit TP II-3 (LRT)AP 3.6: GesamtintegrationMeilenstein 3: Validierter Demonstrator gemeinsam mit TP II-3ZeitplanJahr 2008 2009 2010Quartal 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4Meilenstein 1: Es wurde ein funktionierender Demonstrator vorgeführt, der mittels GPS-,WLAN- und INS-Daten Positionen sowohl im Außenbereich berechnen konnte und vor allemzwischen Innen- und Außenbereich nahtlos (ohne Eingriff des Nutzers) autonom wechseln kann.Mittels INS-Daten konnte zusätzlich die Ausrichtung des Nutzers viel besser erfasst werden, womitbeim Abfragen die Orientierung deutlich schneller vermittelt werden könnte.Meilenstein 2: Ein optimierter Demonstrator mit relativer Ortungsfunktion und einer Wegeplanungunter Berücksichtigung der Nebenbedingungen steht zur Verfügung.Zeitraum der laufenden ArbeitMeilensteinÄnderung der AntragstellungMeilenstein 3: Zum Projektende erfolgt die Integration der Komponenten in den DemonstratorScooter / Rollator (LRT), die Fertigstellung eines funktionsfähigen Demonstrators (LRT), die Optimierungder Anlaufhilfe und die Integration auf die Demonstrator-Plattform (LIKE), sodass dasGesamtsystem zur Abschlusspräsentation zur Verfügung steht.I 71

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobil4.3 Fußgängerassistenzfahrzeug4.3.2 ErgebnisseLehrstuhl für Informatik VII, Robotik und Telematik (LRT),Julius-Maximilians-Universität WürzburgProjektleitung: Prof. Dr. Klaus SchillingMitarbeiter: Dipl.-Inform. Daniel Eck, Dipl. Inform.Claudia UhlschmiedIndustriepartner: Handicare GmbH, Geiselbullach; NA-VIGON AG, Würzburg; BIJO-DATA InformationssystemeGmbH, Holzkirchen/Ufr.4.3.1 Forschungsumfeld und ZielsetzungDie Erhaltung der Mobilität leistungsgewandelter Personenim näheren Umfeld ist eine Voraussetzung für einselbstbestimmtes und unabhängiges Leben. Das Fußgängerassistenzfahrzeugsoll dabei die Mobilität älterer Personenmit eingeschränkter körperlicher Funktionstüchtigkeitund beginnenden kognitiven Beeinträchtigungenunterstützen und erhalten. Wichtig ist hierbei, dass diesePersonen noch selbständig in der Lage sind, einzukaufen,einen Arzt aufzusuchen, zur Apotheke zu kommen odersich mit Freunden zu treffen.Wie in verschiedenen Veröffentlichungen beschrieben, istdie Steuerung eines Fahrzeugs wie des hier verwendetenScooters, sehr anspruchsvoll [1]. Daher wird in diesemTeilprojekt das Fahrzeug mit verschiedenen Assistenzfunktionen,welche im nächsten Abschnitt vorgestelltwerden, ausgestattet, die das Steuern des Fahrzeugs erleichternund den Operator unterstützen sollen. Weiterhinwerden autonome Funktionen in den Scooter integriert,die es dem Benutzer erlauben, auch einmal hinterdem Fahrzeug herzulaufen, um selbst aktiv und fit zubleiben. Daneben werden auch Untersuchungen für eineAnlaufhilfe durchgeführt.4.3.2.1 Das AssistenzfahrzeugDer Scooter Trophy 4W des Projektpartners HandicareGmbH wurde als Basisfahrzeug verwendet. Der Scooter istmit einem Fahrmotor ausgestattet und kann bis zu 60 Kilometerweit fahren. Das Fahrzeug wurde in diesem Projektum einen Lenkmotor und um Sensorik erweitert, sodass dieim Antrag beschriebenen Assistenzfunktionen und autonomeFunktionen ermöglicht werden können. Bei der Integrationdes Lenkmotors wurde vor allem auf die auftretendenKräfte geachtet, damit das Fahrzeug in jeder Situation nochgesteuert werden kann. Es wurden verschiedene Sensorenauf dem Scooter angebracht: Ultraschallsensoren und einLaser-Range-Finder zur Abstandsbestimmung; Gyroskope,Hallsensor und Inkrementalgeber zur Ermittlung des aktuellenStatus und der Lage. Weiterhin wurde über dem Lenkradeine Befestigung für das Navigationsgerät aus dem TeilprojektII-2 angebracht. Eine Kiste hinter dem Fahrersitz wurdefür die Unterbringung der PCs montiert.Zusätzlich wurden mehrere Mikrocontroller für die Sensordatenauswertungund die Steuerung des Fahrzeugs in denScooter integriert. Da der Scooter keine Schnittstelle fürdie Steuerung des Fahrzeugs besitzt, wird mit den vorhandenenMikrocontrollern die Verbindung zwischen demLenkrad und der Steuerbox auf dem Scooter abgehört. Somitkönnen alle Eingabendes Operatorsmit verfolgt und auchFahrbefehle der autonomenFunktionen andie Steuerbox gesendetwerden. In Abbildung1 ist der erweiterteScooter mit allenSensoren, der Kisteund der BefestigungAbbildung 1:über dem LenkradDer erweiterte Scooterdargestellt.72 I Abschlussbericht FitForAge

4.3.2.2 Fahrassistenzsysteme und autonomeFunktionenIn diesem Projekt wurden verschiedene Fahrassistenzsystemeund autonome Funktionen für den Scooter entwickeltund in das Fahrzeug integriert. Als erste Assistenzfunktionwurde eine Lenkregelung auf dem Fahrzeug implementiert.Dazu wurde ein Hallsensor auf dem Lenkmotor montiert,der auch Veränderungen der Ausrichtung im abgeschaltetenZustand erkennt. Mithilfe dieses Sensors kannder aktuelle Lenkeinschlag beim Start ermittelt werden.Dieser Wert wird dann an die Steuerung des Lenkmotorsweitergegeben. Diese übernimmt die Positionsregelungdes Motors anhand des Anfangswerts.Die Geschwindigkeitsregelung soll den Fahrkomfort erhöhenund die Bedienbarkeit des Fahrzeugs erleichtern,allerdings ist die Regelung auch für das autonome Fahrenwichtig. Für die Regelung der Geschwindigkeit wurde einPI-Regler implementiert. Zur Bestimmung der Parameterwurden Soll- und Ist-Werte der Geschwindigkeit aufgezeichnet.Mit dem Sisotool von Matlab konnten dann dieParameter in einer Simulation bestimmt werden. Diese Parameterwurden daraufhin auf dem Scooter getestet, undein letztes Feintuning wurde durchgeführt. Mithilfe desReglers bleibt die Geschwindigkeit bei einer gleichbleibendenGashebelstellung konstant, auch bei Steigungenoder bei Gefälle, wodurch die Bedienbarkeit vereinfachtwird. Die Geschwindigkeitsregelung wurde auch bei denNutzertests des Scooters im Seniorenbeirat für die Produktentwicklung(SEN-PRO) des Querschnittsprojekts Fit4Useangemerkt und als mögliche Assistenzfunktion gewünscht,um die Bedienung zu erleichtern.Im Antrag wurde die Entwicklung einer Hindernisvermeidungzur Unterstützung des Operators beschrieben. Nacheiner Diskussion mit dem Querschnittsprojekt Fit4Use undder Rückmeldung aus dem Seniorenbeirat wurde von einerHindernisvermeidung abgesehen, wenn der Benutzerden Scooter steuert. In diesem Fall wurde eine Kollisionsvermeidungentwickelt, die im Falle einer drohenden Kollisionzwar die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduziert,aber das Fahrzeug nicht selbständig ausweichen lässt. DerOperator kann somit selbst entscheiden, ob er nach rechtsoder links ausweichen will. Die Hindernisvermeidung wurdesomit nur für die autonomen Funktionen implementiert.Sowohl die Hindernisvermeidung als auch die Kollisionsvermeidungverwenden die Ultraschallsensoren undden Laser-Range-Finder, um den Abstand zu Hindernissenzu bestimmen. Je nach Abstand zu einem detektiertenHindernis und zu dessen Position wird entweder nur dieGeschwindigkeit reduziert (bei der Kollisionsvermeidung)oder auch entsprechend ausgewichen (bei der Hindernisvermeidung).Neben den im Antrag beschriebenen Fahrassistenzsystemenwurde in dem Projekt der Bedarf von weiteren Assistenzsystemenoffenbar. So wurde unter anderem dieKennlinie des Gashebels am Scooter verändert. Bei verschiedenenVeranstaltungen hat sich gezeigt, dass leistungsgewandeltePersonen mit der Steuerung des Scootersbesonders bei niedrigen Geschwindigkeiten Problemehaben. Eine mögliche Ursache ist die lineare Verteilungder Geschwindigkeit auf dem Gashebelweg. Der Gashebelwegzwischen 1 km/h und 2 km/h ist genauso großwie zwischen 13 km/h und 14 km/h. Aus diesem Grundwurden zwei neue Regulierungen implementiert. In Abbildung2 sind die zwei neuen Regulierungen (grün undrot) sowie die originale Konfiguration (blau) dargestellt.Calibrated Speed in [km/h]18161412108642ID = 0ID = 1ID = 20 25 %50 % 75 % 100 %Throttle Pressure in [%]Abbildung 2: Regulierungen des GashebelsI 73

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilDie beiden neuen Regulierungen ermöglichen eine bessereSteuerung des Fahrzeugs speziell bei niedrigen Geschwindigkeiten.Dies zeigte sich bereits bei verschiedenenTests. Die Veränderung der Kennlinie wurde auch beider Geschwindigkeitsregelung übernommen.Neben der neuen Regulierung des Gashebelwegs wurdeauch eine Anfahrhilfe implementiert. Diese unterstütztdas Anfahren und beschleunigt das Fahrzeug zu Beginnerst langsam. Ab einer gewissen Geschwindigkeit schaltetsich dann die Hilfe wieder ab. Dies ermöglicht einensanften und sicheren Start. Ohne diese Hilfe konnte manbeobachten, dass ältere Personen des Öfteren Problememit dem Anfahren hatten. Oft ist das Fahrzeug zu schnelllosgefahren, und die Benutzer waren überrascht. Mit derAnfahrhilfe wird die Startgeschwindigkeit limitiert, sodassein sicherer und zuverlässiger Start möglich ist.Als letzte Assistenzfunktion wurde der Not-Stopp in dasFahrzeug integriert. Diese Funktion beobachtet die Differenzzwischen zwei aufeinanderfolgenden Geschwindigkeitsbefehlendes Operators. Ist die Differenz größer alsim normalen Betrieb üblich, wird der Scooter gestoppt.Bei den Arbeiten am Fahrzeug hat sich oft gezeigt, dassLeute bei einem Schock verkrampfen und, anstatt denGashebel loszulassen, diesen komplett durchdrücken. Beieinem Krampf wird der Gashebel sehr schnell gedrückt,sodass ein Sprung zwischen zwei aufeinanderfolgendenFahrbefehlen beobachtet werden konnte. Die Not-Stopp-Funktion stoppt genau in einem solchen Fall das Fahrzeug,sodass weitere Schäden oder Unfälle verhindert werden.für die Entwicklung eines autonomen Vorausfahrens istdaher zu groß, um es innerhalb des Projekts umzusetzen.Um dennoch diesen wichtigen Punkt für das QuerschnittsprojektFit4Use in dieses Teilprojekt zu integrieren,wurde in Absprache mit allen Projektpartnern und Fit4-Use ein Konzept für ein autonomes Vorausfahren erstellt.Dabei ist das autonome Vorausfahren nur innerhalb einesParks möglich und wurde mit in das Konzept „autonomesFahren innerhalb eines Parks“ aus dem Teilprojekt II-2 integriert.Führt nun eine Strecke zu einem vorgegebenenZiel durch einen Park, wird dies vom Navigationsgeräterkannt und dem Benutzer mitgeteilt, sobald der Parkbetreten wird. Nun hat der Benutzer die Möglichkeit, entwederdas Fahrzeug weiterhin selbst zu steuern oder abzusteigenund dem Scooter zu folgen. Dem Scooter wirdim zweiten Fall über das Navigationsgerät die zu fahrendeStrecke mitgeteilt, die sich in einzelne Abschnitte untergliedert.Nun wird über den Laser-Range-Finder der Wegvor dem Scooter detektiert und dieser Weg bis zu demEnde des ersten Abschnitts verfolgt. In diesem Verfahrenwerden alle Abschnitte innerhalb des Parks abgefahren,bis der Park wieder verlassen wird. Am Ausgang desParks bleibt der Scooter stehen und der Benutzer mussnun wieder manuell weiterfahren. Während des autonomenFahrens im Park wird über die relative Ortung ausdem Teilprojekt II-2 die Person hinter dem Fahrzeug beobachtet.Anhand des Abstands zu der Person wird dieGeschwindigkeit des Scooters gesteuert. Sollte sich diePerson mehr als fünf Meter vom Scooter entfernen, bleibtdieser selbständig stehen und wartet, bis der Benutzerwieder näher kommt.Beim autonomen Folgen, wie es im Antrag beschriebenist, folgt der Scooter dem Benutzer selbständig. Dies wurdeallerdings von dem Querschnittsprojekt Fit4Use kritisiert,da sich hierbei der Benutzer immer umdrehen muss,um das Fahrzeug zu sehen, und dadurch die Sturzgefahrsteigt. Fit4Use empfahl daher ein autonomes Vorausfahrenanstatt eines Folgens. Allerdings ist ein autonomesVorausfahren wesentlich komplexer als ein Folgen, dazum Beispiel das Ziel bekannt sein muss. Der AufwandZusätzlich zu dem autonomen Vorausfahren im Park wurdeinnerhalb des Projekts auch ein autonomes Fahren aufGehsteigen entwickelt. Dazu wird mit dem Laser-Range-Finder die Bordsteinkante oder eine Hauswand detektiertund diese bis zur nächsten Kreuzung verfolgt. AnKreuzungen muss der Benutzer wieder die Steuerungübernehmen und manuell über die Straße fahren. Auchbei dieser autonomen Funktion werden die einzelnen autonomenAbschnitte über das Navigationsgerät an den74 I Abschlussbericht FitForAge

Scooter weitergeleitet. Dabei müssen folgende Voraussetzungenbeachtet werden: Zum einem muss auf demStreckenabschnitt ein Gehsteig vorhanden sein und zumanderen muss der Abschnitt aufgrund von GPS-Ungenauigkeitenmindestens 50 Meter lang sein. Mit dieser weitereneine Schnittstelle zur Verfügung gestellt, um zum Beispieleinen Trimm-dich-Pfad mit dem Scooter innerhalb einesParks zu ermöglichen. Alle Systeme sind mit einer Middlewareverbunden, die die Kommunikation der Systemeuntereinander ermöglicht.autonomen Funktion auf Gehwegen ist nun auch einVorausfahren auf Gehwegen möglich.4.3.2.5 Die AnlaufhilfeParkinsonpatienten fällt es oft schwer, ihren Bewegungszustand4.3.2.3 Mensch-Maschine-SchnittstelleDie Schnittstelle zwischen dem Scooter und dem Benutzerbesteht aus zwei Komponenten. Für die manuelle Steuerungdes Scooters werden zum einen die originalen Bedienelementeam Lenkrad des Fahrzeugs verwendet. AlsSchnittstelle zu dem Navigationsgerät wurde eine neueOberfläche implementiert, bei der die Ergebnisse einesTests im Seniorenbeirat berücksichtigt wurden. Die Nutzerschnittstelleauf dem Navigationsgerät stellt nur diewichtigsten Funktionen zur Verfügung. Die Menüführungzu ändern, zum Beispiel loszugehen. Oft kommtes zu dem für Parkinsonpatienten typischen PhänomenFreezing of Gait (FOG). Es wurden Entwicklungen durchgeführt,um mittels einer Kombination aus Inertialsensorenund Mikrofonen Freezing-of-Gait-Ereignisse durchErfassen und Auswerten von charakteristischen Muskelvibrationenund Muskelgeräuschen zu erkennen. Bei Auftretenvon FOG soll der Patient durch einen optischen,akustischen oder sensorischen Reiz beim Anlaufen unterstütztwerden.wurde bewusst übersichtlich gehalten, um so den Ansprüchenleistungsgewandelter Personen gerecht zu werden.Die Abbildungen 3–5 zeigen verschiedene Screenshots derOberflächen.Hierzu wurden ein System zur Erfassung von Bewegungsdatenmit Inertialsensoren sowie ein System zur Aufnahmeder Muskelgeräusche mittels eines hochempfindlichen Mikrofonsaufgebautund Algorithmen zurDetektion des FOGentworfen. FernerAbbildung 3: Startbildschirm Abbildung 4: Adresseingabe Abbildung 5: Adresseingabewurden Messdatenan gesunden Personenerhoben, um dieAlgorithmen zu validieren.Dabei zeigtesich, dass verschiedene4.3.2.4 IntegrationFür die Integration der verschiedenen Systeme aller Projektpartnerauf dem Scooter wurde, wie schon beschrieben,eine Kiste auf dem Fahrzeug angebracht. WeiterhinBewegungen wie Gehen, Stehen, Umdrehen sowieMuskelzittern klar voneinander unterscheidbar sind. Es istdaher zu vermuten, dass auch FOG-Ereignisse in den aufgenommenenSignalen erkennbar sein werden.wurde für das Navigationssystem aus dem Teilprojekt II-2eine Halterung über dem Lenkrad montiert. Sowohl dierelative als auch die globale Ortung aus dem TeilprojektII-2 wurden in das Fahrzeug integriert. Zusätzlich wurdeauch für den Fitnessbegleiter aus dem Teilprojekt II-1Derzeit wird in Kooperation mit der Abteilung Bildverarbeitungund Medizintechnik (BMT) des Fraunhofer-Institusfür Integrierte Schaltungen IIS ein System für die synchronisierteErfassung von Beschleunigungen und Muskelge-I 75

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilräuschen zur direkten Validierung an Parkinsonpatientenkonzipiert und aufgebaut, welches nach Fertigstellung inZusammenarbeit mit Prof. Cornel Sieber vom KlinikumNürnberg Nord und der Parkinson-Hilfegruppe erprobtwerden soll.4.3.2.6 ZusammenfassungInnerhalb dieses Teilprojekts wurde ein handelsüblicherScooter um verschiedene Fahrassistenzsysteme und autonomeFahrfunktionen erweitert. Die oben beschriebenenFunktionen entlasten und unterstützen den Operatorwährend der Bedienung des Fahrzeugs. Dies wurde inverschiedenen Tests nachgewiesen (siehe Abbildung 6).Weiterhin wurden mehrere Tests mit dem Seniorenbeiratfür die Evaluation und Verbesserung der Assistenzsystemedurchgeführt. Erste Tests mit dem System zur Anlaufhilfezeigten, dass die Aufnahme der Muskelgeräuschemit der verwendeten Hardware möglich ist, und lassendarauf schließen, dass sich auftretende FOG-Ereignissezuverlässig erkennen lassen.den Scooter angepasst und in diesen integriert. So wurdezum Beispiel beim Navigationssystem das Vermeiden vonTreppen aktiviert, da das Fahrzeug nicht über Treppenfahren kann.Weiterhin wurde auch eng mit dem Teilprojekt Fitnessbegleiterzusammengearbeitet. Auch der Fitnessbegleiterwurde in den Scooter integriert, sodass ein Trimm-dich-Pfad in einem Park erstellt werden konnte.Mit dem Querschnittsprojekt Fit4Use wurden Aspektewie die Mensch-Maschine-Schnittstelle oder verschiedeneFunktionen wie das autonome Folgen bzw. das autonomeVorausfahren abgesprochen und diskutiert. Zusätzlichwurden mit dem Querschnittsprojekt Fit4Use mehrereEvaluationen im Seniorenbeirat durchgeführt. Die Hinweiseund Ergebnisse aus dem Seniorenbeirat und denDiskussionen wurden bei der Entwicklung der Systemebeachtet.Zusammen mit der Firma NAVIGON AG wurde dieMensch-Maschine-Schnittstelle entwickelt und in das Navigationsgerätintegriert. Darüber hinaus wurden zusammenmit der NAVIGON AG zwei Diplomarbeiten betreut,die unter anderem autonome Funktionen im Scooter entwickelthaben.Abbildung 6: Scooter bei Tests mit Senioren an derUniversität Würzburg4.3.3 Zusammenarbeit mit den Themenfeldernund IndustriepartnernIn diesem Teilprojekt wurde sehr eng mit dem Teilprojekt„Orientierungsassistenz“ zusammengearbeitet. Die entwickeltenSysteme für die globale und relative Orientierungsowie das Navigationssystem wurden speziell aufDie Firma BIJO-DATA Informationssysteme GmbH hat dieSchnittstelle für alle Komponenten auf dem Scooter entwickeltund stand so im engen Kontakt zu allen Projektpartnern.Der Scooter-Hersteller Handicare GmbH half bei dem Umbaudes Scooters und bei allen technischen Problemenmit dem Fahrzeug. Ebenfalls war der Hersteller in dieDiskussion um die Umsetzung der Fahrassistenzsystemeund der autonomen Funktionen involviert und hat sie entsprechendeiner möglichen zukünftigen Marktumsetzunggesteuert.76 I Abschlussbericht FitForAge

4.3.4 AusblickBei den Tests am Lehrstuhl und im Seniorenbeirat mitFit4Use zeigte sich, dass die hier entwickelten Assistenzfunktionenzwar hilfreich, aber noch nicht ausreichendsind. Daher müssen in Zukunft die hier vorgestelltenFahrassistenzsysteme und autonomen Funktionen weiteroptimiert und erweitert werden. Durch die Integrationweiterer Sensoren soll die Zuverlässigkeit und Robustheitder Funktionen weiter gesteigert werden. Weiterhin sollenzukünftig auch noch weitere Fahrassistenzfunktionenzur Unterstützung des Operators entwickelt und in denScooter integriert werden, um die Bedienung weiter zuerleichtern. Auch die autonomen Funktionen sollen erweitertwerden, sodass das Fahrzeug auf immer mehrStrecken autonom fahren kann.Die Anlaufhilfe zur Erkennung von Freezing of Gait wird inZusammenarbeit mit Prof. Sieber vom Klinikum NürnbergNord und der Parkinson-Hilfegruppe sowie der AbteilungBMT des Fraunhofer IIS getestet und weiterentwickelt.4.3.5 Literatur[1] Nitz, J.: Evidence from a Cohort of Able Bodied Adultsto Support the Need for Driver Training for MotorizedScooter before Community Participation, in: Patient Educationand Counseling, Vol. 70, 2008, S. 276–280I 77

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobil4.3.6 Arbeits- und ZeitplanArbeitsplan: FußgängerassistenzfahrzeugAP 1AP 1.1: Pflichtenheft und Anforderungen (LRT)AP 1.2: Pflichtenheft und Anforderungen (LIKE)AP 1.3: Integration der Motorik und SensorikMeilenstein 1: Erster Demonstrator eines Scooters ohne autonome FunktionenAP 2AP 2.1: Entwickeln eines Algorithmus für ein autonomes und sicheres FahrenAP 2.2: Entwickeln eines Algorithmus für ein autonomes FolgenAP 2.3: Integration von DrucksensorenAP 2.4: Aufbau eines INS für das autonome AnfahrenAP 2.5: Erfassen von MuskelaktivitätenAP 2.6: Auswertung der SensordatenMeilenstein 2: Algorithmen für ein autonomes Folgen und FahrenAP 3AP 3.1: Entwicklung einer Mensch-Maschine-SchnittstelleAP 3.2: Adaption der Wegeplanung auf den DemonstratorAP 3.3: Konzepterstellung für die AnfahrhilfeAP 3.4: Zwischenerprobung der AnlaufreizeAP 3.5: Optimierung der AnlaufhilfeAP 3.6: SystemintegrationAP 3.7: ValidierungAP 3.8: Validierung des autonomen und sicheren Fahrens unddes autonomen FolgensMeilenstein 3: Validierter Demonstrator zusammen mit TP II-2ZeitplanJahr 2008 2009 2010Quartal 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4Meilenstein 1: Die Anforderungsanalyse für ein Assistenzfahrzeug liegt vor, ebenso ist eine Auswahlgeeigneter Demonstratorfahrzeuge erfolgt. Systemkonzept und Systemarchitektur wurden erstellt,sodass nun ein erster Demonstrator eines Scooters ohne autonome Funktionen verfügbar ist.Zeitraum der laufenden ArbeitMeilensteinÄnderung der AntragstellungMeilenstein 2: Der Meilenstein beinhaltet die Erstellung und den Test der Teilkomponenten:1. sicheres und adaptives Fahren, 2. Trageassistent, 3. Erfassung und Charakterisierung des Anlaufverhaltenseines MenschenMeilenstein 3: Zum Projektende erfolgt die Integration der Komponenten in den Scooter, die Fertigstellungeines funktionsfähigen Demonstrators, die Optimierung der Anlaufhilfe und die Integration aufdie Demonstrator-Plattform, sodass das Gesamtsystem zur Abschlusspräsentation zur Verfügung steht.78 I Abschlussbericht FitForAge

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4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobil4.4 FahrzeugmobilitätLehrstuhl für Mikrotechnik und Medizingerätetechnik(MiMed), Technische Universität MünchenProjektleitung: Prof. Dr. Tim C. LüthMitarbeiter: Dipl.-Ing. Lorenzo D’AngeloIndustriepartner: BMW Group Forschung und Technik,München4.4.1 Forschungsumfeld und ZielsetzungDas Auto und die mit ihm verbundene Mobilität sind ausmodernen Gesellschaften nicht mehr wegzudenken. EinGroßteil der Menschen verbringt schon heute einen nennenswertenTeil des Lebens im Fahrzeug. Das Streben,diese Zeit möglichst sinnvoll nutzen zu können und somiteinen hohen Grad an „Quality Time“ zu erfahren, ist einwichtiger Gesichtspunkt für den Fahrer. Neuere Fahrzeugewerden daher immer stärker mit Informations-, Entertainment-und Sicherheitssystemen ausgestattet, die demFahrer eine Vielzahl von Diensten und einen hohen Gradan Sicherheit bieten. Die Prognose einer immer älter werdendenGesellschaft hat in den letzten Jahren zu einemwachsenden Bewusstsein der Menschen für den aktivenErhalt und die Überprüfung ihres Gesundheitszustandsgeführt. Hierzu stehen immer mehr Mess- und Auswertesystemezur häuslichen und privaten medizinischen Vorsorgeund Überwachung zur Verfügung.Medizinische Messtechnologien halten im häuslichenAlltagsleben der Menschen Einzug, ebenso wie Messsystemefür den Freizeitbereich wie Brustgurte zur Pulsmessungund GPS-Fitnessuhren. In aktuellen Fahrzeugensind diese Funktionen noch nicht oder nur sehr individuellvorhanden.Die anspruchsvollen IT-Systeme in Fahrzeugen bieten abergroßes Potenzial, diese Art von biologisch-medizinischenInformationen zu integrieren, die Fahrzeit für regelmäßigeGesundheitsprüfungen zu nutzen und auf kurzfristigeÄnderungen zu reagieren oder Komfortfunktionenzur Verfügung zu stellen. Ziel dieses Teilprojekts ist es,Möglichkeiten und Lösungsvorschläge aufzuzeigen, wiezur Verfügung stehende medizinische Mess- und Auswertesystemein das Fahrzeug der Zukunft integriert oder mitdiesem verbunden werden können. Medizinische Sensoriksoll auf ihre Verwendbarkeit im Automobil geprüft,die technische Machbarkeit entsprechender Applikationenuntersucht und die Nutzbarkeit / Wirksamkeit für denFahrer bewertet werden.4.4.2 Ergebnisse4.4.2.1 Aufbau einer Demonstrator-UmgebungIm „Ausgangsexperiment“ sollten bei einer statistischbelastbaren Anzahl von Testpersonen Vitalparameter aufgezeichnetwerden, die in einem Fahrsimulator mit verschiedenenFahr- und Verkehrssituationen konfrontiertwerden, um geeignete Vitalparameter (getestet wurdenBlutsauerstoffsättigung, Hautleitwert und Herzfrequenz)und Applikationen für die Systementwicklung abzuleiten.4.4.2.1.1 AusgangsexperimentDas Experiment wurde mit 21 männlichen und 3 weiblichenProbanden mit einem Durchschnittsalter von 36Jahren in einem statischen Fahrsimulator der BMW GroupForschung und Technik durchgeführt. Jeder Probandmusste dabei mehrere simulierte Szenarien durchfahren.Fastalle Szenarien stellten eine Autobahnfahrt dar.Während dieser Fahrten wurden Zusatzaufgaben gestellt.Diese bestanden etwa darin, langsam in Siebener-Schritten von einer bestimmten Startzahl herunterzuzählen.Während der Fahrt wurden die Vitalparameter desProbanden mit einer Abtastfrequenz von 50 Hz erfasst.Hierfür wurden drei Sensoren verwendet: je ein Hautwiderstands-und Hauttemperatursensor auf der Rückseiteder linken Lenkradspeiche und am Zeigefinger der linkenHand (beide Sensoren von iSense, Werfen Austria GmbH)sowie ein transmissiver Pulsoximeter am Zeigefinger derrechten Hand (Sensor von PEARL, medlab GmbH).80 I Abschlussbericht FitForAge

Die Probanden wurden gebeten, den am Lenkrad angebrachtenSensor so oft wie möglich zu verwenden, solangedies möglich war, ohne von der Fahraufgabe abgelenktzu werden. Vor dem ersten und nach dem letzten Szenariowurde eine Baseline-Messung (Parameter in Ruhe) durchgeführt.Zwischen den Szenarien wurden Fragebögen zurBasler Befindlichkeitsskala [1], zum NASA Task Load Index(TLX) [2] und zur sogenannten Simulatorkrankheit [3] ausgefüllt,um subjektive Daten zu sammeln.Zusätzlich zu den objektiven und subjektiven Daten überden Fahrer wurden mehrere simulatorinterne Werte mitder gleichen Abtastfrequenz aufgezeichnet, wie beispielsweisedie gefahrene Geschwindigkeit oder ob ein Spurwechselerfolgte. In den als „dynamisch“ bezeichnetenSzenarien wurden die kritischen Situationen „Einscherer“und „Bremser“ erzeugt und aufgezeichnet. Die Situation„Einscherer“ bezeichnete den Fall, dass ein andererVerkehrsteilnehmer plötzlich die Fahrspur des Probandeneinnahm, während die Situation „Bremser“ den Fall bezeichnete,dass ein Verkehrsteilnehmer vor dem Probandenplötzlich stark abbremste. Diese Situationen wurdenallerdings vom Simulator auch dann als eingetreten registriert,wenn sie vom Probanden keine Reaktion benötigten(da sie beispielsweise zu weit entfernt eintraten). DieVersuchsdauer betrug für jeden Probanden im Durchschnitteine Stunde.4.4.2.1.2 Ergebnisse des AusgangsexperimentsDie durchschnittliche Sensorverfügbarkeit (Anteil der Aufzeichnungenmit gültigen Werten) hatte ihren kleinstenWert im dynamischen Szenario mit viel Verkehr. Hier betrugsie 91 % für den Pulsoximetriesensor, 99 % für denam Finger angebrachten Hautsensor und 73 % für den amLenkrad angebrachten Sensor. Damit zeigt sich, dass dieSensoren fast durchgehend Werte lieferten.Im Durchschnitt ist die Herzfrequenz der Probanden imdynamischen Szenario mit viel Verkehr signifikant höher,sowohl absolut als auch im Vergleich mit dem Durchschnittswert.Nach einer kritischen Situation konnte in denmeisten Fällen ein Anstieg der Herzfrequenz registriertwerden. Dieser Effekt trat allerdings nicht konsistent einund war mit einer hohen Varianz behaftet. Nichtsdestotrotzmuss damit gerechnet werden, dass Veränderungender Vitalparameter auch aufgrund der Fahrsituation undnicht nur durch gesundheitliche Ursachen hervorgerufenwerden können. Dies bestätigt die Notwendigkeit, Vitalparametergemeinsam mit Fahrzeugdaten auszuwerten.So kann auch das Ausbleiben einer körperlichen Reaktionin Folge einer kritischen Situation als ein Hinweis auf einevorliegende gesundheitliche Störung genutzt werden.Die Veränderung des Hautwiderstands im Zusammenhangmit kritischen Situationen war weniger konsistent als dieder Herzfrequenz. Bei der Hauttemperatur konnte vor undnach dem Test dagegen keine Veränderungen bei kritischenSituationen erkannt werden.Im Arbeitspaket „Exploration potenzieller Anwendungen“sollten verschiedene Sensorsysteme für die spezielleEinsatzumgebung im Auto ausgewählt und potenzielleAnwendungen exploriert werden. Dazu mussten verschiedeneSensoren auf ihre Einsetzbarkeit in einem Fahrzeugevaluiert werden. Kriterien wie eine leichte Integrationund die Stabilität der Messwerte der Sensorsysteme spielendabei eine entscheidende Rolle. Die Sensoren und dieDatenverbindungen zur Auswertungselektronik dürfenden Komfort des Fahrzeugs nicht senken und den Fahrerwährend der Fahrt nicht beeinträchtigen.Als Ergebnis des Ausgangsexperiments wurden für dieSystementwicklung Sensoren ausgewählt, die über BerührungMesswerte ableiten können. Diese sind reflektivePulsoximetriesensoren (Nonin OEM III) sowie Elektrodenzur Messung des Hautleitwerts. Darüber hinaus sollte dieHerzfrequenz ebenso über einen am Körper getragenenBrustgurt (Polar) erfasst werden können. Die ausgewählteFunkschnittstelle zum Datenaustausch zeichnet sichdurch besonders sichere Datenübertragung und niedrigenEnergieverbrauch aus (AVR Funkmodul, Nanotron). DieseSchnittstelle kann auch verwendet werden, um weitereI 81

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilam Körper getragene Sensoren zuintegrieren oder um Daten mit derHomeCare-Unit (TP I-3) auszutauschen.Als Applikationen wurden dieMöglichkeit der Datenspeicherungauf einer entnehmbaren MikroSD-Karte sowie die Ermittlung des aktuellenStresslevels aufgrund der erfasstenParameter ausgewählt.Abbildung 2: Prototypen der externen (links) und fahrzeugintegriertenIm Arbeitspaket „Spezifikation der (rechts) Messplattform (Sensoreinheit)Hard- und Softwareschnittstellen“sollten Schnittstellen des Systems spezifiziert werden, die jederzeit aus dem Fahrzeug entfernt werden kannum Daten intern und extern zu übertragen. Als Hauptschnittstelledes Systems wurde die bereits erwähnte fest ins Fahrzeug eingebaut wird.und eine integrierte Variante (Abbildung 2, rechts), dieFunkschnittstelle ausgewählt. Darüber hinaus verfügt dasSystem über eine Hardwareschnittstelle (UART) zum Austauschvon Daten mit dem Fahrzeug und mit Geräten, die in Fahrzeuge4.4.2.2 Integration von Messverfahren und Einbaumit einer entsprechenden Docking-Station ausgestattet Im Arbeitspaket „Fahrzeugintegration von Hautwiderstandssensoren“sollten Sensoren so in das Lenkradsind (HomeCare-Unit). Einen Überblick über die Systemschnittstellengibt Abbildung 1.integriert werden, dass auch bei verschiedenen Greifartendes Fahrers mindestens zweiFinger die Sensoren berühren undso der Hautwiderstand gemessenwerden kann. Dies wurde realisiert,indem die Hautwiderstandselektrodenso in das gesamte Lenkradeingearbeitet wurden, dass derWert erfasst werden kann, sobaldeine Hand des Fahrers am Lenkradist. Eine Detailaufnahme des lenkradintegriertenSensors ist in Ab-Abbildung 1: Komponenten und Schnittstellen des Systems.Externe (links) und fahrzeugintegrierte (rechts) Variantebildung 3 links sichtbar.Im Arbeitspaket „Design und Aufbau einer Messplattform“wurde das Messsystem aufgebaut, sodass alle zu integrierendenSensoren daran angeschlossen werden konnten.Die Elektronik sollte eine geringe Baugröße vorweisen undeine einfache Integration ins Fahrzeug ermöglichen.Die Messplattform (Sensoreinheit) wurde in zwei Variantenaufgebaut: eine externe Variante (Abbildung 2, links),Im Arbeitspaket 2.2 „Integrierte Pulsoximetriemessungim Auto“ war ein Pulsoximetriemesssystem so in dasLenkrad zu integrieren, dass die Messung während derFahrt möglich ist. Der Sensor wurde an einer gut sichtbarenStelle integriert, damit der Daumen des Fahrersmit möglichst geringer Abweichung von der normalenLenkstellung darauf abgelegt werden kann. Eine Detail-82 I Abschlussbericht FitForAge

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilßend aufgefordert, eine prototypische Version des Systemsunter Anleitung zu erproben. An die Erprobungsphaseschloss sich eine Gruppendiskussion an, bei derdas System und die konzeptionellen Überlegungen durchdie Teilnehmer bewertet werden sollten. Darüber hinauswurden gezielte Themenstellungen erörtert, wie „gefährlicheFahrerzustände“, mögliche Unterstützungsleistungenund Rückmeldungen durch das Fahrzeug, Problemedurch Ablenkung des Fahrers durch das System und Aspektedes Datenschutzes.4.4.2.3.2 Ergebnisse der FokusgruppenuntersuchungAls primäre Zielgruppe für das System wurden Vielfahrerund Lkw-Fahrer identifiziert. Als weitere Zielgruppenkommen in Frage: Menschen in gesundheitlichen Risikogruppen;Menschen, die ihren Gesundheitszustand regelmäßigüberprüfen müssen; sowie ältere Menschen.Bei der Systembewertung wurden folgende Feststellungendurch den Seniorenbeirat gemacht: Das System kanneinen wichtigen Beitrag zur Sicherheit im Straßenverkehrliefern. Größten Nutzen kann es als portables System bringen.Es wurde davor gewarnt, dassdas System zu viel Selbstvertrauenschaffen oder die eigene Körperwahrnehmungersetzen könnte. DieDaten sollten so aufbereitet werden,dass unnötige Alarmierungenvermieden werden. Das System solltean den Fahrer adaptierbar sein,automatisch starten, aber auch abschaltbarsein. Im Betrieb sollte eseher im Hintergrund laufen und nurbei Bedarf Meldungen liefern bzw.Unterstützung bieten, ähnlich einemvirtuellen Beifahrer.aktuellen Situation Hinweise gibt, warnt, in das Fahrzeugeingereift oder gar automatisch den Notruf alarmiert. Zusätzlichwurde zu Vorsicht hinsichtlich des Datenschutzesgeraten: Jeder Nutzer sollte über die eigenen Daten verfügenund diese auf einem entnehmbaren Datenträgeraus dem Fahrzeug entfernen können.Die Hinweise der Fokusgruppen wurden, soweit möglich,umgesetzt. Beispielsweise wurde eine zweite, portableSystemvariante entwickelt, die aus dem Fahrzeug entfernbarist. Auch die Datenspeicherung wurde auf einemportablen Speichermedium ermöglicht, sodass der Nutzerdie Daten bei sich tragen kann.4.4.2.3.3 StraßenversuchAm Versuch auf der Straße nahmen Mitglieder des ErlangerSeniorenbeirats für die Produktentwicklung und derSeniorenvertretung der Stadt München teil. Unter den21 Teilnehmern waren 5 Frauen und 16 Männer im Altervon 55 bis 76 Jahren (mittleres Alter: 65,2 ± 4,33 Jahre).Die Versuche fanden in Einzelsitzungen mit der Dauervon je etwa zwei Stunden in einem Zeitraum von etwadrei Wochen statt. Während des Versuchs sollten die Pro-Quelle: google-mapsIn der Fokusgruppe wurde für einhierarchisch aufgebautes Warnsystemplädiert, das abhängig von derAbbildung 5: Versuchsablauf (links) und Versuchsstrecke (rechts)84 I Abschlussbericht FitForAge

anden die Versuchsstrecke drei Mal abfahren. Währendder ersten zwei Runden war die Anzeige der Werte durchdas System abwechselnd an- und ausgeschaltet. Es wurdeerfasst, wie oft die Versuchspersonen während der Fahrtdie Sensoren tatsächlich bedienten. Die Probanden wurdenhierfür angewiesen, das System so oft zu bedienen,wie sie es bei einer normalen Nutzung selbst tun würden.Während der dritten Runde wurden die Probanden gebeten,den Sensor so oft wie möglich zu bedienen. Gleichzeitigtrugen die Probanden ein Referenzmesssystem, umVergleichswerte zur Bewertung der Messgenauigkeit zuerhalten. Nach der zweiten Runde wurden die Probandenbefragt, um eine subjektive Bewertung des Systems zu erhalten.Einen Überblick über den Versuchsablauf und überdie gefahrene Strecke gibt Abbildung 5.4.4.2.3.4 Ergebnisse des StraßenversuchsDie subjektive Systembewertung sollte anhand der Befragungunmittelbar nach der Systemnutzung ermitteln, wiedie Probanden das System einschätzen und bewerten. Diewichtigsten Ergebnisse der Auswertung können Abbildung6 entnommen werden.Abbildung 6: Subjektive Ergebnisse des Straßenversuchs(die zwei Fragestellungen rechts erlaubten Mehrfachnennung).I 85

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobilDarüber hinaus konnte anhand der Messwerte objektiv bewertetwerden, wie oft die Sensoren von den Probandenwährend der Fahrt tatsächlich bedient wurden. Der Pulsoximetriesensorist hier von besonderer Bedeutung, da erals einziger vom Nutzer aktiv bedient werden musste.Die Häufigkeit der Bedienung durch den Probanden wurdegetrennt betrachtet, in Abhängigkeit davon, ob die Werteanzeigefür den Fahrer sichtbar war oder nicht. So sollteermittelt werden, wie stark die Anzeige der Werte dieMessmotivation, sprich die Bereitschaft den Sensor zu berühren,steigerte. Das Ergebnis ist in Abbildung 7 sichtbar.Der zeitliche Sensornutzungsanteil bei eingeschalteterAnzeige ist etwas höher als bei ausgeschalteter Anzeige.Allerdings ist der Unterschied (+ 6 %) kleiner als dieStandardabweichung. Daraus kann geschlossen werden,dass die Anzeige insgesamt keinen großen Einfluss aufdie Sensornutzung hat. Insgesamt liegt jedoch der zeitlicheNutzungsanteil im ungünstigeren Fall im Schnitt beietwa 42 %. Dies bedeutet, dass bei einer zehnminütigenFahrt im Schnitt über vier Minuten gültige Messzeit desPulsoximetriesensors vorliegen, was für eine regelmäßigePrüfung der Werte vollkommen ausreichend ist. Der Nutzungsanteilder Hautleitwertelektroden liegt erwartungsgemäßhöher, da diese am gesamten Lenkradumfangvorhanden sind.Der Vergleich der durch das Messsystem und das Referenzmesssystemerfassten Werte liefert eine Beurteilungder Messgenauigkeit. Der Unterschied zwischen derPulsfrequenz, gemessen mit dem System und mit demReferenzsystem, beträgt 0,22 ± 10,93 1/s (n = 5.677).Der Unterschied zwischen dem Hautleitwert, gemessenmit dem System und mit dem Referenzsystem, beträgt220,8 ± 444,4 μS (n = 11.454). Eine höhere Übereinstimmungbei beiden Sensoren wäre wünschenswert. Dieskönnte allerdings darin begründet sein, dassselbst die Referenzsensoren nicht immer zuverlässigeWerte lieferten und es aus zeitlichenGründen nicht möglich war, die Messzeitpunktegenau zu synchronisieren. Beide Umstände beeinflusstendas Ergebnis negativ.4.4.3 Zusammenarbeit mit den Themenfeldernund IndustriepartnernAbbildung 7: Zeitlicher Anteil der Nutzung des Pulsoximetriesensorsbei an- und ausgeschalteter Werteanzeige. Dieser Sensor istder einzige, der aktiv bedient werden muss.Die Zusammenarbeit mit anderen Teilprojektenerfolgte am intensivsten im letzten Projektjahrund spiegelt sich in der erfolgreichen Implementierungdes Datenexports auf die HomeCare-Unitdes Teilprojekts I-3 wider. Die Möglichkeit, Zwischenergebnisseund Prototypen durch Fit-4Useund den Seniorenbeirat evaluieren zu lassen(Arbeitspaket 3), brachte wichtige Erkenntnisse undkonnte in der Systementwicklung zum Großteil umgesetztwerden. Während der gesamten Projektlaufzeit konntevon der guten Zusammenarbeit mit der BMW Group Forschungund Technik, vor allem bei der Systemintegrationund Durchführung der Experimente, profitiert werden.4.4.4 AusblickIn diesem Teilprojekt wurde ein fahrzeugintegriertes Systemzur Erfassung von Vitalparametern realisiert, bei demdie Messung von Gesundheitsinformationen ohne jede86 I Abschlussbericht FitForAge

Ablenkung des Fahrers erfolgt. Dazu wurden Sensorenausgewählt, welche die Werteerfassung durch Berührungermöglichen. Die eingesetzten Schnittstellen erlauben dieEinbindung am Körper getragener Sensoren sowie dieKommunikation mit dem Fahrzeug. Das System wurde ineiner ersten Stufe in Fokusgruppen sowie in einer zweitenStufe im realen Straßenverkehr von Mitgliedern des Seniorenbeiratsund der Seniorenvertretung der Stadt Münchenevaluiert. Die Ergebnisse der Evaluationen konnten in dieSystementwicklung einfließen. Somit wurde das Systemin den abschließenden Probandenbefragungen insgesamtals gut integriert und nicht störend bewertet. Von denbefragten Probanden würden 90 % das System nutzen.Die Ergebnisse wurden national und international wissenschaftlichpubliziert [4], [5].[3] Kennedy, R. S.; Lane, N. E.; Berbaum, K. S.; Lilienthal,M.G.: Simulator Sickness Questionnaire: an Enhanced Methodfor Quantifying Simulator Sickness, in: InternationalJournal of Aviation Psychology, 3(3), 1992, S. 203–220[4] D‘Angelo, L.T.; Parlow, J.; Spiessl, W.; Hoch, S.; LüthT. C.: A System for Unobtrusive In–Car Vital ParameterAcquisition and Processing, in: Pervasive Computing Technologiesfor Healthcare, IEEE Conference on PervasiveHealth 2010, München, 2010, S. 1–7[5] D‘Angelo L.T.; Parlow J.; Spiessl W.; Hoch S.; Lüth T. C.:Fahrzeugintegrierte Erfassung und Verarbeitung vonVitalparametern, Tagungsband, 4. Deutscher AAL-Kongress,Berlin, 25.1.–26.1.2011Die in diesem Teilprojekt angestrebten Ergebnisse wurdensomit technisch umgesetzt und erreicht. Als nächsterSchritt sollte das System vervielfältigt werden, umvon einer größeren Anzahl an Personen genutzt undbewertet werden zu können. Darüber hinaus sollte dasSystem um weitere körpergetragene Sensoren erweitertwerden. Durch den Einsatz über einen längeren Zeitraumund durch mehrere Probanden sollte somit gezeigt werden,dass die durch das System erfassten Informationenzur Früherkennung gesundheitsbedingter Veränderungengenutzt werden können.4.4.5 Literatur[1] Hobi, V.; Gerhard, U.; Gutzwiller, F.: Mitteilungen überdie Erfahrungen mit dem GHQ (General Health Questionnaire)von D. G. Goldberg, in: Schweizerische Rundschaufür Medizin, 9, 1989, S. 219–227[2] Hart, S. G.; Staveland, L. E.: Development of NASA-TLX (Task Load Index): Results of Empirical and TheoreticalResearch, in: Hancock, P. A.; Meshkati, N. (Eds.), HumanMental Workload, Noth Holland Press, Amsterdam, 1988,S. 239–250I 87

4 Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobil4.4.6 Arbeits- und ZeitplanArbeitsplan: FahrzeugmobilitätAP 1: Aufbau einer Demonstrator-UmgebungAP 1.1: AusgangsexperimentAP 1.2: Exploration potenzieller AnwendungenAP 1.3: Spezifikation der Hard- und SoftwareschnittstellenAP 1.4: Design und Aufbau einer MessplattformMeilenstein 1: Aufbau der Messplattform abgeschlossenAP 2: Integration von Messverfahren und Einbau in FahrzeugeAP 2.1: Fahrzeugintegration von HautwiderstandssensorenAP 2.2: Integrierte Pulsoximetriemessung im AutoAP 2.3: Integration von EKG-SensorenAP 2.4: Umsetzung ausgewählter ApplikationenMeilenstein 2: Demonstrator mit integrierten Sensoren und MesselektronikAP 3: Durchführen von Experimenten zu Ergonomie undDatenverwendungAP 3.1: ErgonomieAP 3.2: DatenfusionAP 3.3: Ergonomische Analysen und OptimierungenMeilenstein 3: Validierung der integrierten Sensoren und wissenschaftliche sowietechnische Aufarbeitung der Testergebnisse mit verschiedenen ProbandenAP 4: Adaption und notwendige Anpassungen des DemonstratorsMeilenstein 4: Optimierter Demonstrator anhand der Testergebnisse aus AP 3ZeitplanJahr 2008 2009 2010Quartal 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4Zeitraum der laufenden ArbeitMeilensteinÄnderung der Antragstellung88 I Abschlussbericht FitForAge

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5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im ArbeitslebenThemenfeld III5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im ArbeitslebenIm Themenfeld Fit4Work werden für demographiefeste Produktionssysteme und -strukturen innovative,flexible und wirtschaftliche Lösungen entwickelt. Diese werden in Unternehmen zur Präventionvon Leistungswandlungen sowie zur Integration von leistungsgewandelten Mitarbeitern eingesetzt.Durch die Umsetzung der entwickelten Lösungen erfolgt die Reduktion der physischen und psychischenBelastung hin zu einer gesunden, leistungsgemäßen Beanspruchung. Somit kann die Erwerbsfähigkeitunterstützt, die Einsatzflexibilität erhöht und die Arbeitskraft langfristig erhalten werden. DieErgebnisse des Themenfelds Fit4Work sind die Definition und Einbindung von konkreten Mitarbeiteranforderungenin die Montageplanung und -organisation, die Entwicklung technischer und organisatorischerKonzepte zur Belastungsmessung und -visualisierung, die Ableitung von Maßnahmen für dieJob-Rotation in der Montage und Logistik, die Entwicklung und Validierung von individuellen Einstellmöglichkeitenvon Arbeitsplätzen und die Entwicklung von Lösungen der Mensch-Roboter-Kooperationfür Montage-Anwendungen5.1 Montagesysteme und -strukturenInstitut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften(iwb), Technische Universität MünchenProjektleitung: Prof. Dr.-Ing. Gunther ReinhartMitarbeiter: Dipl.-Wi.-Ing. Jörg EgbersIndustriepartner: BSH Bosch und Siemens HausgeräteGmbH, Dillingen/Donau; Metabowerke GmbH, Nürtingen;MTM-Institut, Zeuthen; ZELENKA GmbH, Gilching5.1.1 Forschungsumfeld und ZielsetzungDas im Antrag definierte Ziel des Teilprojekts III-1 war dieEntwicklung von integrationsförderlichen Montagesystemen,um eine konkurrenzfähige Produktion unter derRahmenbedingung alternder Belegschaften zu ermöglichen.Die mit der genannten Zielsetzung adressiertenForschungsfragen lassen sich wie folgt formulieren:1. Welche individuellen und interindividuellen Anforderungenstellen alternde Belegschaften an die Montagegestaltungund -planung?2. Welche konstruktiv-technischen Lösungen lassen sichzur Kompensation erkannter Leistungswandlungenund zur Verringerung typischer Arbeitsbelastungen inder Montage einsetzen?3. Wie lassen sich erarbeitete Lösungen und Vorgehensweisenzur Montagegestaltung so in die Montageplanungintegrieren, dass ein nachhaltiger und wirtschaftlicherEinsatz leistungsgewandelter Mitarbeiterermöglicht wird?90 I Abschlussbericht FitForAge

5.1.2 Ergebnisse1. Anforderungen an dieMontagesystemgestaltungDie Erhebung der Mitarbeiteranforderungen bei Industriepartnernergab folgende Erkenntnisse: Der Schwerpunktder Leistungswandlungen liegt mit einem Anteil von63 % bei motorischen Funktionen (Abbildung 1, oben).Von diesen Leistungswandlungen sind insgesamt 44 %als reversibel und 56 % als irreversibel eingestuft worden(Abbildung 1, unten). Die Reversibilität von Leistungswandlungenzeigt sich stark altersabhängig: in der Altersklassebis zu 24 Jahren sind keine irreversiblen Leistungswandlungendokumentiert, im Alterskorridor zwischen 55und 59 Jahren jedoch 75 % (Erhebung in Unternehmen1). Die Altersstruktur verschob sich innerhalb der letztenfünf Jahre hin zu einer älter werdenden Belegschaft. DieAltersstrukturprognose ergibt eine Zunahme der Anzahlan leistungsgewandelten Mitarbeitern (LGW) um 15 % biszum Jahr 2019. Mit 13 % ist der Anteil an LGW in der Altersklasseder 51- bis 55-Jährigen am höchsten. 51 % derLGW kommen in Montage oder Vormontage zum Einsatz,49 % in der innerbetrieblichen Logistik oder Lackierung.65 % der LGW haben eine, 27 % haben zwei und weitere8 % haben mehr als zwei Leistungswandlungen (Erhebungin Unternehmen 2).Dem entgegen stellen die häufigsten Arbeitsbelastungen anden untersuchten Montagelinien die Kriterien „Taktung“,„Sitzen, Gehen, Stehen“, „Belastung der Finger“ und „Belastungdes Nackens“ dar. Folgende Präzisierung der Handlungsfelderwurde nach Abschluss der Analysephase gemeinsammit den Industriepartnern vorgenommen:• Arbeitsindividualisierung und Belastungsreduktion:Aufgrund der Auswertungen von Mitarbeiteranforderungenwaren Maßnahmen zu entwickeln, die eineArbeitsindividualisierung und Reduktion physischerBelastungen ermöglichen.• Planung zukünftiger Montagesysteme: Es existiertekeine Methode, welche die beschriebenen Mitarbeiteranforderungenin die Montageplanung integriertund Arbeitsplätze nach den Anforderungen derkonkret einzusetzenden Belegschaft auslegbar macht.Diese sollte entwickelt werden.2. Konstruktiv-technische Lösungen zur Arbeitsindividualisierungund BelastungsreduktionAls Beispiel für nicht alternsgerecht gestaltete Montagewerkzeugemit resultierenden Belastungen des Finger-und Unterarmapparats wurde eine Montagezangefür Sicherungsringe im Hinterachsgetriebe ausgewählt.Gemeinsam mit der Firma BMW wurde ein Werkzeug entwickelt,mit dem durch die Aufteilungdes Hebelvorgangs in vier Einzelschritteeine Eliminierung der statischen Haltungsarbeiterreicht werden konnte.Abbildung 1: Funktionale Verteilung (oben) und Reversibilität vonLeistungswandlungen (unten)Eine Möglichkeit zur Individualisierungder Arbeitsplatzeinrichtung wurde anhandder Arbeitshöhe von ortsfestenMontagetischen entwickelt: Aufgrundenger Zeit- und Leistungsgrenzen ingegenwärtigen Montagesystemen wardas primäre Entwicklungsziel die Einstellungder Arbeitsplatzeinrichtungohne notwendigen Eingriff seitens desWerkers. Weitere Ziele bestanden inI 91

5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im Arbeitslebender Erreichung eines hohen Nutzungsgrades, einer unverändertenzeitlichen Autonomie, der Vermeidung vonFehleinstellungen, einem hohen Datenschutz und einemgeringen Zusatzaufwand durch Tragen eines geeignetenDatenträgers.ManuellesBedienfeldVisualisierungdes aktuellenSystemstatus(optional)Transponder (inWerkerausweis integrierbar)den aus den Arbeitsanforderungen resultierenden Abständenund Maßen, den Konstruktionsmaßen des eingesetztenTisches und einer Kontrolle der für die Arbeitsausführungbenötigten Freiräume. Die Berechnung erfolgtdynamisch bei Übermittlung der Mitarbeiteranforderungen(in Anlehnung an [1]). Für einen dynamischen Wechselder Arbeitshaltung ist das Bedieninterface zudem mitBedienelementen für eine sitzende, angelehnte oder stehendeTätigkeitsausführung ausgestattet. Der Aufwandzur Datenerhebung ist gering: Neben der geometrischenGestaltung des Arbeitsraums muss nur die Augenhöhedes Mitarbeiters als Eingangsparameter bekannt sein.ElektrodeAbbildung 2: System zur automatischen Anpassungder ArbeitshöheDas entwickelte System besteht aus einem höhenverstellbarenMontagearbeitstisch der Firma ZELENKA GmbH,der mit elektrohydraulischen Antrieben sowie einemBedieninterface ausgestattet ist. Zur automatischen mitarbeiterindividuellenAnpassung der benötigten Arbeitshöhewird ein auf der Resistive-Capacitive-IDentification(RCID)-Technologie basierendes Identifikationssystemeingesetzt: Berührt der eingesetzte Montagemitarbeiterden Arbeitstisch, so wird die gespeicherte Körpergrößeaus einem mobilen, dezentralen Speichermedium an dieMotorsteuerung des Tisches übermittelt. Die Datenübertragungerfolgt über am Tisch montierte, unsichtbareElektroden (Abbildung 2). Ohne manuellen Eingriff desMitarbeiters wird der Arbeitstisch in die ermittelte Höhenpositiongefahren. Der vom Mitarbeiter getragene Transponderenthält ausschließlich einen Datensatz, der für dieErmittlung der Arbeitshöhe notwendig ist.Die ermittelte Tischhöhe richtet sich nach dem Arbeitsplatztyp(Steharbeitsplatz oder Sitzarbeitsplatz), den individuellenKörpermaßen des einzusetzenden Mitarbeiters,Der Vergleich mit den wichtigsten Regeln zur Verstellbarkeitvon Arbeitsplatzelementen zeigt, dass systemimmanentwesentliche Forderungen erfüllt werden [2]: DasVergessen der persönlichen Werte wird durch die Speicherungumgangen, mögliche Verstellbereiche werden durchdie konstruktive Tischgestaltung abgedeckt. Gleichzeitigbleibt die Mitarbeiterautonomie bezüglich der Einstellungerhalten, da allein das freiwillige Tragen des betreffendenTransponders die Höhenanpassung auslöst. Zur Unterstützungeines Wechsels zwischen stehender, angelehnteroder sitzender Arbeitshaltung besteht zudem die Möglichkeit,die Arbeitshöhe über am Tisch angebrachte Positionstastenfür die drei Arbeitshaltungen zu variieren.Für den Vergleich zu einem höhenverstellbaren Arbeitstischohne RCID wurde exemplarisch folgendes Szenarioeines manuellen Montagesystems analysiert: Die Montageerfolgt im Zweischichtbetrieb an zehn manuellen Arbeitsplätzen,die mit jeweils einem Tischsystem ausgestattetwerden; die Nutzungsdauer der Arbeitsplatzsysteme beträgtsechs Jahre. Es kommen 22 Montagemitarbeiter zumEinsatz (zehn Mitarbeiter und ein zusätzlicher Springer jeSchicht), die alle drei Stunden einen Arbeitsplatzwechseldurchführen. Die Entlohnung erfolgt nach dem Entgeltrahmenabkommender Metall- und Elektroindustrie: 20Mitarbeiter sind der Entgeltgruppe 2 zugeordnet, 2 Mitarbeiterin gruppenleitender Funktion der Entgeltgruppe 4.Beide Gruppen erhalten neben einem 13. Monatsgehalt92 I Abschlussbericht FitForAge

eine durchschnittliche Leistungszulage von 14 % [3]. Zudemwurde ein durchschnittlicher Lohnnebenkostensatzvon 37 % in der Berechnung berücksichtigt.In den Vergleich können in diesem Szenario die Investitions-und Installationskosten für das Tischsystem, Wartungs-und Instandhaltungskosten sowie Kosten durchProzesszeiten bei Anpassung der Arbeitshöhe einbezogenwerden (siehe Abbildung 3, links). Der Vergleich zu herkömmlichenSystemen wurde in zwei Szenarien analysiert:Zum einen wurde bei gleicher Mengean Arbeitshöheneinstellungen ein herkömmlichesSystem mit einem Nutzungsgradvon 100 % angenommen.Zum anderen wurde angenommen,dass Mitarbeiter nur bei jedem fünftenArbeitsplatzwechsel eine Veränderungder Höheneinstellung vornehmen (Nutzungsgradvon 20 %).Jahr 2007 herangezogen und auf die zuvor beschriebenen22 Mitarbeiter angewendet. Durchschnittlich tretenwährend der sechsjährigen Nutzungsdauer des Montagesystems2074 AU (Arbeitsunfähigkeits)-Tage auf, vondenen 477 AU-Tage auf muskuloskelettale Erkrankungenentfallen. Das System mit der automatischen Anpassungder Arbeitshöhe ist dann wirtschaftlicher, wenn bei jedemMontagemitarbeiter eine Krankenstandverringerung von3,3 Stunden pro Jahr erreicht werden kann.Es kann festgehalten werden, dass dieautomatisierte Höhenverstellung imVergleich zu einem System mit gleichemNutzungsgrad von 100 % etwa1.600 Euro preiswerter ist. Grund fürdie Einsparung ist die hohe benötigteEinstelldauer beim manuellen System,während der Montagemitarbeiter keinewertschöpfende Tätigkeit ausführenkann. Beim zweiten Vergleichssystemführen die Mehrkosten von 19 % innerhalbder betrachteten Systemlaufzeit(ca. 5.000 Euro) zu einer Steigerungdes Nutzungsgrads auf 80 %. Dies istden geringfügig höheren Investitionenin die automatisierte Einstellung geschuldet.Die Mehrkosten relativierensich, wenn Krankheitskosten in die Betrachtungmit einbezogen werden: Beispielhaftwurden die Krankenstandsdateneines Industriepartners aus demAbbildung 3: Kostenbetrachtung der analysierten TischsystemeVor Produktänderung:Aufstecken von vier Litzen unter Verwendung einerZange (Kraftaufwand ca. 60N/ Steckfahne)Vor Prozessänderung:Aufpressen von Kugellagern mit Handhebelpresse(Kraftaufwand ca. 150N)Nach Produktänderung:Manuelles Aufstecken eines Schalters auf Elektronikpins(Kraftaufwand ca. 0,1 N)Nach Prozessänderung:Aufpressen von Kugellagern mit pneumatischer Presse(Kraftaufwand ca. 0 N)Abbildung 4: Produkt- und prozessgestalterische Optimierungen bei MetaboI 93

5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im ArbeitslebenIn den Montagesystemen der Metabowerke GmbH wurdenbeispielhaft Optimierungsmaßnahmen vorgenommen,die zu einer deutlichen Belastungsreduktion desFinger-, Hand- und Unterarmapparats führten: Durch dieproduktseitige Vermeidung des Aufsteckprozesses vonLitzen konnten die Belastungen von bisher 240 N (beivier Litzen und 60 N/Litze) auf 0,1 N je Produkt verringertwerden (Abbildung 4, oben). Bei einer Stückzahl von350 Einheiten beträgt die Belastungsreduktion je Schicht83.965 N. Zudem konnte ein manueller Einpressvorgangfür Kugellager, der bisher einen Kraftaufwand von 150 Nbedeutete, durch eineTeilautomatisierungmit manueller Prozessauslösung(AbbildungMitarbeiteranforderungen4, unten) eliminiertwerden.Zusätzlich zu den beschriebenentechnischenLösungen wurdenin Zusammenarbeitmit den Firmen BMW,BSH und Metabo fürdie analysierten MontagelinienweitereMaßnahmen zur Belastungsreduktionkonzipiertund hinsichtlichdes ergonomischenVerbesserungspotenzialssowie ihrer wirtschaftlichenUmsetzbarkeitin bestehendenSystemen bewertet.Diese Maßnahmenwerden in die zukünftigeNeukonzeption vonMontagesystemen beiden Industriepartnerneinfließen.Belegschaftsspezifische MontageplanungsprozesseAnalyse einsatzrelevanter MitarbeiteranforderungenPrognose der AnforderungsstrukturAbbildung im Kennzahlsystem: IntegrationsgradProdukt- und ProzessanalyseProzess & Belastung bekannt?jaBelastungsrelevante Prozessänderung?neinVerwendung der bisherigenBelastungsbewertungBildung der ArbeitsinhalteVorläufige Belastungsbewertung nach ArbeitsplatzProfilvergleichIntegrationsziel erfüllt?3. Methode zur Berücksichtigung von Belegschaftsanforderungenin der MontageplanungZiel der Montageplanungsmethode ist die auf quantitativvorliegenden Daten basierende Berücksichtigung vonphysischen Anforderungen der konkret einzusetzendenMitarbeiter. Die Analyse bestehender Planungsansätze inForschung und Praxis zeigt, dass Mitarbeiteranforderungenbisher über die Faktoren Mitarbeiterqualifizierung,Geschlecht und Körpergröße in die Planung eingebundenwurden [4] oder eine allgemeine Arbeitsauslegung hinsichtlichergonomischer Richtlinien stattfand, wohinge-Ermittlung der vorläufigenBelastungsbewertungneinFallspezifischer Kostenvergleich fürnicht integrierbare MitarbeiterMaßnahmenauswahl mit planungsunterstützender SoftwareDatenübergabe zur Detailplanung des Mitarbeitereinsatzes inder ImplementierungsphaseDatenbasisProfilvergleichsdaten,Betriebsärztlicher DienstGeplante Systemlaufzeit,AltersstrukturprognoseProdukt- & Prozessdaten3P, SimulationMTMergonomicsAbtaktungsvariantenEinsatzorte, indiv. Anforderungen,Qualifikation,Job Rotation- ZyklenKennzahlsystemKostenfaktoren je alternativerEinsatzstrategieAbbildung 5: Methodische Vorgehensweise zur Berücksichtigung vonBelegschaftsanforderungen in der MontageplanungneinjajaMethodenCluster- undHäufigkeitsanalysePersonalstrukturprognoseKennzahlmodellÄhnlichkeitsanalyse zw.bish. und neuenMontageprozessenChecklistebelastungsrelevanterProzessänderungenPlanungsspezifischesProfilvergleichsverfahrenListe der KostenfaktorenMaßnahmensoftware94 I Abschlussbericht FitForAge

gen die Personaleinsatzplanung erst im Montagebetrieberfolgt [5], [6], [7], [8].Zur Bewertung von unterschiedlichen Planungsvarianteneines Montagesystems wurde die Kennzahl „Integrationsgrad“definiert: Die quantifizierten Mitarbeiteranforderungenwerden ins Verhältnis zu den erwartetenArbeitsplatzbelastungen gesetzt; so wird ein Maß fürdie Personaleinsetzbarkeit im geplanten Montagesystemgeschaffen. Durch kontinuierliche Aktualisierung dieserKennzahl mit zunehmendem Detaillierungsgrad kann dieMaßnahmenwirksamkeit überprüft werden.Abbildung 5 zeigt die für den Mitarbeitereinsatz relevantenVorgehensschritte der Methode: Im Anschluss an die Analysedokumentierter Anforderungen (siehe beispielsweiseAbbildung 1) erfolgt eine Prognose der Anforderungsstrukturwährend der geplanten Laufzeit des Montagesystems.Über Einzelfälle hinausgehende, einsatzrelevanteAnforderungsparameter werden mittels des zu erreichendenIntegrationsgrads in das Zielsystem des Planungsprojektsübernommen. Eine schrittweise Spezifizierung desIntegrationsgrads erfolgt nach verantwortlichem Planer,der Reversibilität von Anforderungen sowie bisherigenEinsatzorten der jeweiligen Mitarbeiter. Ziel dieses Schrittsist die Kommunikationeines verbindlichenArbeitsauftragsZzur Berücksichtigungder Belegschaftsanforderungenan den ausführenden3. Zuordnung der Prozessvorgabe-Planer undzeiten zu Planungsschritten• Kapazitätsteilungdie Festlegung einessinnvoll zu erreichendenIntegrationsgrads• Bildung der Arbeitsinhaltedurch das Projektteam.VorplanungParallel zur Produktanalyseerfolgt eineKlassifizierung derMontageprozesse hinsichtlichvorliegenderMBelastungsdaten: Unterscheiden sich die voraussichtlichenArbeitsbelastungen nicht vom Vorgängerprodukt, könnenvorliegende Belastungsdokumentationen weiterverwendetwerden. Für neue oder geänderte Montageprozessesind vorläufige Belastungen mittels der 3P-Methode(siehe FitForAge-Zwischenbericht 2009, S. 80–81) zu ermitteln.Im sich anschließenden Profilvergleich zwischenMitarbeiteranforderungen und voraussichtlichen Arbeitsplatzbelastungenkann der zusätzliche Integrationsbedarfbereits während der Planung quantifiziert werden: SindMitarbeiter aufgrund der momentanen Belastungssituationnicht adäquat einsetzbar, erfolgt ein fallspezifischerKostenvergleich zwischen den unterschiedlichen ergreifbarenMaßnahmen zur Erhöhung der Passung zwischenMitarbeiter und Arbeitsplatz.1. Analyse der Zielvorgaben• Mindestens 20 % der Arbeitsplätzeohne TaktbindungFür die Bereitstellung geeigneter Maßnahmen zu einembestimmten Planungszeitpunkt wurde ein ergänzenderAnsatz entwickelt. Dieser ordnet belastungsreduzierendeMaßnahmen derjenigen Planungsphase zu, welche sichkritisch hinsichtlich einer späteren Maßnahmenumsetzungverhält. Die Methode basiert auf der Analyse vonFreiheitsgraden: Benötigte Vorbedingungen zur späterenUmsetzung werden für jede Maßnahme analysiert undanschließend wird überprüft, in welchem Montagepla-KapazitätsteilungBildung derArbeitsinhalteAnforderungsliste Strukturplanung Detailplanung Implementierung2. Analyse der Planungsparameter• Keine Taktbindung = max. 75%Taktauslastung‣ Parameter: Prozessvorgabezeiten4. Bereitstellung von möglichen Maßnahmen zu Beginnder Planungsschritte:‣ Anpassung der Austaktung‣ Anpassung der Puffergröße‣ Verschiebung von Arbeitsinhalten in entkoppelteSubsysteme‣ …Abbildung 6: Vorgehensweise zur Planungseinbindung belastungsreduzierenderMaßnahmen am Beispiel der TaktbindungBetriebI 95

5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im Arbeitslebennungsschritt eine Festlegung dieser Vorbedingungenerfolgt. Die überprüfte Maßnahme wird folglich demBeginn dieses Planungsschritts zugeordnet, um die konkreteMaßnahme bereitszu Beginn dieserPhase berücksichtigenzu können. Eine weitereDetaillierung istdurch die Wahl mehrererPlanungszeitpunkteje Maßnahmemöglich: Um zu jedemPlanungszeitpunktTransparenz hinsichtlichverfügbarer Maßnahmenzu erhalten,Abhängigkeit der PlanungsphaseAuswahl der Planungsphaseerfolgt eine zusätzlicheEinordnung undDarstellung geeigneterUmsetzungszeitpunkte.1. Navigation und Maßnahmenüberblick anhandder aktuellen PlanungsphaseKodierte Maßnahmenvisualisierung inSoftware geschaffen werden, die einen praxisnahen Einsatzder Methode ermöglicht. Das Funktionsprinzip derSoftware wird in Abbildung 7 erläutert.Abbildung 7: Funktionsprinzip der Maßnahmensoftware zur Unterstützung eineralternsgerechten MontagesystemplanungDetailbewertung der MaßnahmeBasisinformationen zur Maßnahme2. Maßnahmenauswahl anhandplanungsrelevanterDetailinformationenAbbildung 6 zeigt den prinzipiellen Ablauf zur Ermittlungdes relevanten Planungsschritts anhand des Beispiels „Arbeitsausführungan Arbeitsplätzen mit Taktbindung“: DieAnalyse der aus Mitarbeiteranforderungen abgeleitetenZielvorgaben ergibt in diesem Beispiel, dass mindestens20 % der Arbeitsplätze ohne Taktbindung sein sollten. ImDetail bedeutet dies, dass der Taktauslastungsgrad (alsodas Verhältnis von geplanten Prozessvorgabezeiten zurTaktzeit) maximal 75 % beträgt. Die relevanten Planungsparametersind also die Prozessvorgabezeit und die Austaktung.Diese werden in den Planungsphasen „Kapazitätsteilung“und „Bildung der Arbeitsinhalte“ festgelegt.Als Schluss ergibt sich, dass dem Montageplaner Maßnahmenzur Erfüllung der Anforderung „mindestens 20 %der Arbeitsplätze ohne Taktbindung“ zu Beginn der Phase„Kapazitätsteilung“ zur Verfügung gestellt werden sollten.Mit der Umsetzung der Maßnahmenintegration in dieMontageplanung konnte eine plattformunabhängigeBasierend auf der aktuellen Planungsphase werden Maßnahmenangezeigt, die zu diesem Planungszeitpunkt eingebundenbzw. umgesetzt werden sollten. Durch Auswahleiner Maßnahme erhält der Planer in einer weiteren Ansichtdetaillierte Informationen zu möglichen Auswirkungenauf weitere Prozessparameter sowie möglicherweiseentstehende Kosten. Zudem ist eine Verwaltungsansichtimplementiert, die unterschiedlichen Planungsbeteiligteneine Neuanlage oder Änderung des Datenpools erlaubtund so eine planungs- und abteilungsübergreifende Nutzungder Software als Wissensmanagementsystem ermöglicht.5.1.3 Zusammenarbeit mit den Themenfeldernund IndustriepartnernIn Zusammenarbeit mit den Teilprojekten im ThemenfeldFit4Work und im Querschnittsprojekt Fit4Product erfolgtendie Definition der Zielgruppe leistungsgewandelter Mitar-96 I Abschlussbericht FitForAge

eiter und die Erstellung eines Anforderungskatalogs vonProduktions- und Logistikmitarbeitern. Die in den einzelnenTeilprojekten erhobenen Daten sowie Literaturangabenwurden in einer gemeinsamen Datenbank dem gesamtenThemenfeld und den Querschnittsprojekten zur Verfügunggestellt und aktuelle Projektfortschritte auf Mitarbeitertreffendiskutiert.Gemeinsam mit den Industriepartnern BMW, BSH undMetabo sowie den Teilprojekten III-2 „Logistiksysteme“und III-3 „Roboterunterstützung an Montagearbeitsplätzen“wurden Arbeits-, Anforderungs- und Personalstrukturanalysendurchgeführt. Die Erarbeitung, Bewertungund Umsetzung von Verbesserungsmaßnahmen an denvorhandenen Montagelinien stellte anschließend einenSchwerpunkt der Zusammenarbeit dar. Mit den FirmenBSH, MTM und Metabo wurden Workshops zur Integrationder Erkenntnisse in die Montageplanung durchgeführtund die entwickelte Methodik in einem iterativen Vorgehenanhand von Anforderungen aus der Einsatz- und Entwicklungspraxisüberprüft. Die Firma BSH prüft derzeit alsErgebnis der Zusammenarbeit die Umsetzbarkeit der entwickeltenPlanungsmethodik innerhalb der verwendetenFertigungsplanungssoftware B-COPE.Die Realisierung der automatischen Arbeitsplatzindividualisierungerfolgte in enger Abstimmung mit der FirmaZELENKA und dem Teilprojekt III-3: Entwicklungsschwerpunkteund geeignete Technologien zur Mitarbeiteridentifikationwurden gemeinsam ausgewählt und der Aufbaudes Forschungsdemonstrators in kontinuierlichen Abstimmungstreffendurch ZELENKA unterstützt. Abschließendwurde der entwickelte Prototyp dem Fachpublikum amiwb-Stand auf der Mechatronik-Messe „automatica“ präsentiertsowie auf der Montagemesse „Motek“ im Rahmeneines Fachvortrags von ZELENKA vorgestellt.Die technischen Lösungen zur Belastungsreduktion undArbeitsplatzindividualisierung wurden konzeptionell abgeschlossenund können durch die jeweiligen Industriepartnerfür den Serieneinsatz qualifiziert werden. Durchdie Einbindung der Mitarbeiteridentifikation in die Arbeitsplatzgestaltungkönnen zudem bisher nicht adressierteArbeitselemente wie etwa die displaygestützte Weiterbildung(siehe Teilprojekt III-2) stärker individualisiertwerden, ohne weitere Transponder einzusetzen. Ein Modellzur Beschreibung von Nutzungspotenzialen von RCIDin der Produktion ist für eine ganzheitliche Technologiebewertungnotwendig.Weiterer Forschungsbedarf kann für die Methodik einerWirtschaftlichkeitsbewertung sowie den temporärenEinsatz von alternsgerechten Maßnahmen identifiziertwerden, da mitarbeiterindividuelle Adaptionen an dieArbeitsumgebung notwendig sind und umfassende Erhebungenmonetärer und technischer Daten erfordern. Fürden Transfer der Methodik zur erweiterten Montageplanungin die Industrie ist weiterer Forschungsbedarf zurAnbindung an marktübliche Softwaresysteme notwendig.5.1.5 Literatur[1] Kirchner, J.-H.; Baum, E.: Ergonomie für Konstrukteureund Arbeitsgestalter, Hanser, München, 1990[2] Schlick, C. M.; Bruder, R.; Luczak, H. (Hrsg.): Arbeitswissenschaft,Springer, Berlin, 2010[3] IG Metall: Tarifrunde Metall- und Elektroindustrie 2010,http://www.igmetall-bayern.de/Metall-Elektro.40.0.html[4] Kugler, M.; Bierwirth, M.; Schaub, K.-H.; Sinn-Behrendt,A.; Feith, A.; Ghezel-Ahmadi, K.; Bruder, R.: Ergonomiein der Industrie – aber wie?, Institut für ArbeitswissenschaftIAD, Darmstadt, 20105.1.4 Ausblick[5] Bullinger, H.-J.: Systematische Montageplanung –Handbuch für die Praxis, Carl Hanser Verlag, München/Wien, 1986I 97

5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im Arbeitsleben[6] Lotter, B.: Wirtschaftliche Montage, Springer, Düsseldorf,1992[7] Lotter; B.; Wiendahl, H.-P. (Hrsg.): Montage in derindustriellen Produktion – ein Handbuch für die Praxis,18. Aufl., Springer, Berlin, 2006[8] Schultetus, W.: Montagegestaltung – Daten, Hinweiseund Beispiele zur ergonomischen Arbeitsgestaltung,2. Aufl., Verlag TÜV-Rheinland, Köln, 198798 I Abschlussbericht FitForAge

5.1.6 Arbeits- und ZeitplanArbeitsplan: Montagesysteme und -strukturenAP 1: Arbeitsmedizin, Gesundheitsförderung, PräventionAP 1.1: Bewusstseinsbildung und betriebliche VoraussetzungenAP 1.2: Leistungsprofile und ArbeitsanforderungenAP 1.3: Arbeitspsychologische GrundlagenMeilenstein 1: Abschluss AP 1AP 2: Technikgestaltung auf ArbeitsplatzebeneAP 2.1: Arbeitsstrukturierung auf ArbeitsplatzebeneAP 2.2: Arbeitsplatzgestaltung und ArbeitshilfsmittelAP 2.3: Entwicklung eines MethodenbaukastensAP 3: Systemkonzeption und ArbeitsorganisationAP 3.1: Untersuchung bestehender FreiheitsgradeAP 3.2: Entwicklung alternsgerechter SystemstrukturenMeilenstein 2: Abschluss AP 2 / AP 3AP 4: WirtschaftlichkeitsbetrachtungAP 4.1: Allgemeine BewertungAP 4.2: Fallspezifische BewertungsmittelMeilenstein 3: Abschluss AP 4AP 5: Maßnahmen zur betrieblichen UmsetzungAP 5.1: Integration in das betriebliche PlanungsvorgehenAP 5.2: Mitarbeiterführung und BetriebssoziologieAP 5.2: BeispielapplikationenAP 6: ErgebnistransferAP 7: ProjektkoordinationMeilenstein 4: Abschlusspräsentation und DemonstratorZeitplanJahr 2008 2009 2010Quartal 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4Zeitraum der laufenden ArbeitMeilensteinÄnderung der AntragstellungI 99

5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im Arbeitsleben5.2 Logistiksysteme und OrganisationLehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml),Technische Universität München,Lehrstuhl für Psychologie VI, Universität RegensburgProjektleitung: Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. Willibald A.GünthnerMitarbeiter: Dipl.-Ing. Dennis Walch, Dipl.-Psych. MartinNeuberger, Dipl.-Psych. Julia WeikampIndustriepartner: bayme vbm – Die bayerischen MetallundElektro-Arbeitgeber, München; BMW AG, München;BMW M GmbH, Garching; Geis Industrie-Service GmbH,Nürnberg; szenaris GmbH, Bremen; trilogIQa – Prozesse• Wissen • Schulung, München5.2.1 Forschungsumfeld und Zielsetzungsation sowie Mitarbeitermotivation und -qualifizierungzu entwickeln. Einerseits soll dadurch eine gesunde physischeund psychische Belastung am Arbeitsplatz erzieltwerden, andererseits die Einsatzflexibilität älterer undleistungsgewandelter Mitarbeiter erhöht werden.5.2.2 ErgebnisseIn den ersten beiden Projektjahren konnte aufgezeigt werden,welche Veränderungen und Leistungseinschränkungenmit zunehmendem Erwerbsalter für die Tätigkeitender operativen Logistik von Relevanz sind. Auf der Basisbetriebsärztlicher Daten beteiligter Unternehmen, Recherchen,Interviews (AP 1) und einem Laborversuch zur Identifikationvon Alterseffekten bei der Geschwindigkeit derInformationsverarbeitung in der Kommissionierung (AP 4)ließen sich vier wesentliche Ansatzpunkte für die Entwicklungalternsgerechter Maßnahmen ableiten:Das Teilprojekt „Logistiksysteme und Organisation“ beschäftigtesich mit der Entwicklung geeigneter technischerund arbeitsorganisatorischer Maßnahmen, die Unternehmendabei unterstützen, die Herausforderung eineralternden Logistik-Belegschaft im Zuge der demographischenEntwicklung zu bewältigen. Ziel des Teilprojekts III-2 war vor allem, den Erhalt der Arbeits- und Beschäftigungsfähigkeitvon operativen Logistik-Mitarbeitern auchim fortgeschrittenen Alter zu sichern.Mit derzeit 2,7 Millionen Beschäftigten, die sozialversicherungspflichtigsind [1], beinhaltet die WachstumsbrancheLogistik zahlreiche operative Tätigkeiten, die imFokus der Forschung standen. Genauer gesagt zähltenhierzu alle innerbetrieblich anfallenden logistischen Tätigkeiten.Angefangen vom Transport (z. B. mit dem Stapler)über die Kommissionierung bis hin zur Verpackung vonWaren für den Versand.Im Rahmen des Projekts galt es, die entscheidenden Handlungsfelderzu identifizieren und geeignete Maßnahmenzur konstruktiven Arbeitsplatzgestaltung, Arbeitsorgani-• Tendenziell geringere körperliche Belastbarkeit imhöheren Erwerbsalter, insbesondere in Bezug aufdas Tätigkeits- und Belastungsspektrum des für dieLogistik typischen Hebens und Tragens von Lasten(Ergebnisse der Arbeitsanalysen im Rahmen des AP 2).Dies steht auch in Zusammenhang mit einer Zunahmean körperlichen Einschränkungen sowie Arbeitsunfähigkeitstagenbei Muskel-Skelett-Erkrankungen.• Abnahme der Sehschärfe bei gleichzeitiger Zunahmeder Blendempfindlichkeit sowie Rückgang derInformationsverarbeitungsgeschwindigkeit. In Kombinationmit einer oftmals geringeren motorischenBeweglichkeit können diese auch zu geringerenkoordinativen Fähigkeiten führen.• Schwierigkeiten bei der Kompensation von Zeit- undLeistungsdruck über längere Zeit.• Zunahme an sozialer Kompetenz, Gewissenhaftigkeitin den Arbeitsprozessen sowie Zugewinn von Erfahrungswissenbei entsprechender Förderung.Im Laufe der Projektzeit kristallisierten sich auf Basis derErgebnisse von mehr als 40 in Fit4Work durchgeführten100 I Abschlussbericht FitForAge

Arbeitsanalysen (AP 2) entscheidende Handlungsfelderfür das Teilprojekt III-2 heraus. In den ersten beiden Projektjahrenwurde Folgendes erreicht:tungsgrenze nach dem Risikowert der Leitmerkmalmethode.Der Belastungsausgleich kann durch Zuweisungin einen Arbeitsbereich mit anderen Belastungsformen• Zusammenstellung einer Kombination geeigneter Arbeitsanalyseverfahrenfür die ganzheitliche Erfassungphysischer und psychischer Belastung (AP 2).oder durch Zuweisung von Arbeitsaufträgen mitgeringerer Belastung erfolgen, beispielsweise durchZuweisung in eine Kommissionierzone mit Kleinteilenoder besserer ergonomischer Zugänglichkeit (AP 3).• Qualifizierung der Leitmerkmalmethode für den • Vorstellung des Konzepts des „Logistik-Fitness-Einsatz zur logistischen Arbeitsanalyse. Darin wirdden inhomogenen Prozessen der Logistik sowie demheterogenen Lastspektrum bei der Ermittlung derkörperlichen Belastung von Logistikern Rechnunggetragen (AP 2).Parcours“ (Abbildung 1). Dieses Konzept verfolgtzusätzlich zur Belastungsverteilung beim Heben vonLasten allgemein das Ziel, eine gesunde physischeund psychische Belastung des Mitarbeiters durch Belastungswechselzu erreichen. Hierbei sind möglichst• Exemplarische Anbindung der entwickelten Berechnungsmethodikfür die erweiterte Leitmerkmalmethodezur fortlaufenden Belastungsanalyse im Betrieballe Fähigkeiten und Kompetenzen des Mitarbeiters ineinem gesunden Maß zu fordern, um diese zu erhaltenund weiter auszuprägen (AP 3).an das Warehouse Management System des Versuchslagersam Lehrstuhl Fördertechnik MaterialflussLogistik (fml). Dadurch konnte die Transparenz überdie Belastungssituation der Mitarbeiter demonstriertwerden. (Die Visualisierung des Risikowerts, der synonym• Entwicklung einer Berechnungsmethodik, die eineLagerplatzbelegung des Artikelspektrums nach ergonomischenGesichtspunkten durchführt. Dadurch lässtsich der minimale Risikowert für das Heben von Lastenbei der Kommissionierung erzielen (AP 5).für die auftretende körperliche Belastung beimHeben von Waren steht,erfolgte beispielhaft imPick-by-Vision-System– Nackenbelastungdes Lehrstuhls fml,– fehlender Steh-/bei dem der Kommissioniereralle für denKommissionierprozessGehanteil– klimat. Bedingungen– eingeschränkteserforderlichen DatenSichtfeld– Taktgebundenheitüber eine Datenbrille– Fahr- und Steuerfähigkeit– fehlender Sitzanteilvisualisiert bekommt– Rumpfbeugung– Überkopfarbeit(AP 4).)– Lasthandhabung– Monotonie• Konzipierung einer– Monotonie d.– FeinmotorikbelastungsorientiertenPick-by-VoiceJob-Rotation für das– InformationsaufnahmeHeben und Tragen vonLasten für den Fall desund -verarbeitung– soziale KompetenzEintretens von Belastungsspitzenbzw. des Abbildung 1: Job-Rotation zur alternsgerechten ArbeitsorganisationErreichens der Belas-I 101

5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im ArbeitslebenNeben den exemplarisch aufgezeigten Möglichkeiten zurEntwicklung einer gesunden physischen und psychischenBelastung durch konstruktive und arbeitsorganisatorischeMaßnahmen, lag der Fokus des dritten Projektjahrs aufder Mitarbeiterqualifizierung und -motivation (AP 6) inZusammenhang mit einer alternden Belegschaft.Arbeitsmotivation – eine Frage des Alters?Im Rahmen einer webbasierten Befragung sollte der Fragestellungnachgegangen werden, inwiefern sich Unterschiedein der Arbeitsmotivation über die Lebensspannefeststellen lassen.Als theoretische Basis diente hierfür zum einen die sozioemotionaleSelektivitätstheorie [2]. Gemäß dieser Theorieliegen dem menschlichen Verhalten grundsätzlich zweiMotive zugrunde, sogenannte emotionale (z. B. Förderungpositiv erlebter sozialer Kontakte) und wissensbezogeneZielinhalte (z. B. Erweiterung des eigenen Wissensstands).Weiterhin wird postuliert, dass sich diese Motivein ihrer Gewichtung, je nach subjektiv verbleibender Zukunftszeit,verlagern. Mit einer begrenzten Zukunftszeitwahrnehmunggeht man entsprechend der Theorie voneiner stärkeren Gewichtung der emotionalen Ziele aus.Bei einem weiten verbleibenden Zeithorizont hingegenwerden wissensbezogene Ziele stärker betont. Im Rahmendieses Arbeitspakets wurde die sozio-emotionale Selektivitätstheoriezusammen mit ihren Hypothesen auf denberuflichen Kontext übertragen sowie ein Erhebungsverfahrenentwickelt, um diese Verlagerung der Zielinhalteim beruflichen Kontext abgreifen zu können.Für die Arbeitsmotivation ebenfalls interessant erwies sichzum anderen das Paradigma des Belohnungsaufschubs(z. B. [3]). Beim Konzept des Belohnungsaufschubs gehtes stets darum, für welche Belohnung sich der Einzelneentscheidet, wenn zwischen einer sofortigen, aber kleinerenBelohnung und einer zeitlich späteren, dafür jedochgrößeren (auch im Sinne von wertvolleren) Belohnunggewählt werden kann. Auch dieses Paradigma wurde eigensauf die Arbeitswelt übertragen, um Implikationenfür die Gestaltung von Anreizsystemen, je nach Alter derBeschäftigten, ableiten zu können [4].Den Ergebnissen der Studie ist zu entnehmen, dass ältereArbeitnehmer im Vergleich zu jüngeren Kollegen, entgegender Hypothese, emotionale Motive nicht bevorzugtverfolgen. Allerdings zeichnet sich ein Unterschied hinsichtlichdes Belohnungsaufschubverhaltens derart ab,dass Ältere tatsächlich häufiger eine sofortige Belohnunganstreben, insbesondere bei wissensbezogenen Zielen.Dies ist durchaus als adaptives Verhalten zu interpretieren,da beispielsweise der Nutzen einer Weiterbildungsmaßnahme– liegt er weit in der Zukunft – möglicherweisenicht mehr erfahren werden kann.Als Implikation für die Förderung der Mitarbeitermotivationlässt sich grundsätzlich ableiten, dass es sinnvollist, die Lebensspanne mit zu fokussieren und Personalentwicklungsmaßnahmenauf ihre zeitnahe Anwendungund Umsetzung in der Praxis hin zu prüfen. Dieser Aspektsollte vor allem gegenüber den älteren Mitarbeitern expliziterläutert werden. Dies gilt im Besonderen bei Weiterbildungen,aber auch im Rahmen anderer Anreizsysteme.Zudem haben weitere Analysen zeigen können, dassältere Mitarbeiter entgegen der allgemeinen Meinungdurchaus bereit sind, sich fortzubilden. Dafür spricht weiterhin,dass ältere Belegschaften – nach Vollendung derErziehungsaufgaben – vermehrt Energie in die Karriereinvestieren können. Gemäß dieser Befunde wurde nachfolgenddargestelltes Modell abgeleitet (Abbildung 2),das von einer möglichen Revitalisierung des beruflichenEhrgeizes (der sogenannten „zweiten Karrierewelle“) imhöheren Erwachsenenalter ausgeht. Eine Motivation, diesich ein Unternehmen mit den entsprechenden Maßnahmenzunutze machen könnte und sollte. Somit ist sowohldie Motivation als auch die Möglichkeit zur Weiterqualifizierungim Sinne eines lebenslangen Lernens gegeben.Status quo „Schulung in der operativen Logistik“Um eine Integration lernförderlicher Aspekte in logistischeArbeitsplätze vornehmen zu können, war es von102 I Abschlussbericht FitForAge

genannt. Die entscheidenden Hinderungsgründe für dieWeiterqualifizierung der Logistikmitarbeiter sind nach Angabender Führungskräfte fehlende Motivation,zu geringe Vorbildung und die häufigerforderliche Mehrvergütung nach erfolgterQualifizierung.Abbildung 2: Aus der sozio-emotionalen Selektivitätstheorieauf den beruflichen Kontext übertragenes Lebensphasenmodell(EA = Erwachsenenalter [4])grundlegender Bedeutung, den Status quo des Schulensvon logistischen Tätigkeiten zu erheben. Dies erfolgteim Rahmen einer Befragung, die in 18 Unternehmen 29Führungskräfte der Logistik sowie 31 operative Logistikerumfasste. Die Auswertung der Antworten zeigt, dass dasEinweisen und Anlernen von Mitarbeitern nach dem Prinzip„Training on the Job“ zur Vermittlung von Logistikwissendominiert. Auf dem zweiten und dritten Platz folgenFrontalunterricht und Workshops.Nach Ansicht der Führungskräfte fehlt eine Standardisierungder Lerninhalte. Zudem stellen die Dauer des Anlernensentsprechend der Anlernkurve des Lernenden einerseits,und das notwendige Mitwirken eines Lehrendenandererseits im Hinblick auf die entstehenden Personalkostenein Manko dar.Als mögliche Aufgaben für Logistiker, die aufgrund körperlicherEinschränkungen nicht mehr voll eingesetzt werdenkönnen, werden einfache Tätigkeiten in der Qualitätssicherung,der Nacharbeit oder ReinigungstätigkeitenVonseiten der Mitarbeiter wird gegenüberdem Frontalunterricht das Einweisen undAnlernen am Arbeitsplatz bevorzugt. Tätigkeitswechselgehören für Mitarbeiter deroperativen Logistik zum Alltag, was sich mitdem eigenen Bedürfnis nach sich änderndenTätigkeiten deckt. Während die Großzahl derMitarbeiter mit ihrer Tätigkeit zufrieden sind,wird als Wunsch zum einen das Staplerfahrenund zum anderen verschiedene Tätigkeitenmit höheren Qualifikationsanforderungengeäußert. Als Schulungsmethodik könnensich die Mitarbeiter durchaus das Computer-Based-Training vorstellen, da der Computer auch im privatenUmfeld eine große Rolle einnimmt.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass aufgrund häufigerTätigkeitswechsel in der Logistik ein Bedarf an derVermittlung von tätigkeitsbezogenem Wissen besteht,wobei sich virtuelle Lernumgebungen als Medium für dieSchulung von operativen Logistikern eignen können. Siezeichnen sich durch standardisierte Lerninhalte aus, diesich kombiniert sowohl nach dem Prinzip des Konstruktivismusals auch in Form der linearen Wissensvermittlungeinsetzen lassen. Zudem äußern sich die Mitarbeiter aufgeschlossengegenüber der Technik.E-Learning – Eine kostengünstige und vor allemalternsgerechte Alternative zu herkömmlichenSchulungsmethoden?Auf der Studie zur Arbeitsmotivation sowie der Befragungzum Status des Schulens aufbauend, bestand ein weiteresZiel des Arbeitspakets 6 darin, eine innovative Methodezur Weiterbildung und -qualifizierung älter werdender Belegschaftenaufzuzeigen. Dies ist nicht nur vor dem Hintergrunddes demographischen Wandels, sondern in derI 103

5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im ArbeitslebenLogistik insbesondere auch durch die schnellen Veränderungenin logistischen Netzwerken oder durch den Einsatzneuer Technologien erforderlich. Um einem „Verlernen zuLernen“ präventiv zu begegnen und gleichzeitig die möglicherweisekritischen Punkte einer herkömmlichen Schulung(z. B. Akzeptanzprobleme und Rollenkonflikte beieinem wesentlich jüngeren Schulungsleiter im Vergleichzu den älteren Lernenden, hohe Kosten, multilokale Unternehmensstandorte)zu umgehen, könnten E-Learning-Programme eine Lösung darstellen.Es konnte inzwischen mehrfach nachgewiesen werden,dass die Arbeitsleistung nicht notwendigerweise eineFunktion der Altersvariablen ist. Sie ist vielmehr entscheidenddurch die Aneignung und Aktualisierung vonWissen, Fertigkeiten und Fähigkeiten beeinflusst. Diesunterstreicht die Bedeutung solcher Maßnahmen (s. disuseeffect;[5]), um die Arbeitskraft über die Lebensspannezu erhalten. Daher war es Ziel einer weiteren Studie, zuüberprüfen, ob diese alternative Schulungsmethode fürPersonen mit einem höheren Alter ebenfalls geeignet istund wie die individuellen Bedürfnisse im Sinne von verändertenLernstrategien mit zunehmendem Alter zu berücksichtigensind. Im Fokus der Untersuchung stand dasHerauskristallisieren möglicherweise alters- / kohortenbedingtunterschiedlich bevorzugter Lernstile von älteren imVergleich zu jüngeren Mitarbeitern.Grundsätzlich lassen sich zwei Lernstile unterschieden:Einerseits das kapitelweise und lineare, also nach denLerninhalten strukturierte Vorgehen (objektivistischesLernen; passiv-rezipierend), und andererseits die aktivere,selbstbestimmtere Wissenskonstruktion durch dieAuseinandersetzung mit den Lernaufgaben (konstruktivistischesLernen; aktiv-erarbeitend). Um der Hypothesenachzugehen, dass Ältere sich eher auf objektivistischeWeise neues Wissen aneignen und Jüngere eher konstruktivistischvorgehen, wurde ein Lernprogramm derszenaris GmbH verwendet, bei dem sich die Lernendenje nach individuellen Wünschen linear oder auch anhandder Lernaufgaben das Wissen aneignen konnten. Da sichhypothesenkonform herausstellte, dass Ältere tendenzielleinen linearen Lernstil bevorzugen und im Gegensatzdazu die Jüngeren vermehrt konstruktivistisch lernen, istdies ein Hinweis darauf, dass die unterschiedlichen Lernweisenunabhängig von der letztlichen Umsetzung derWeiterqualifizierungsmaßnahme berücksichtigt werdensollten. Im Einklang mit der Studie zur Arbeitsmotivationist zudem darauf zu achten, einen zeitnahen Praxisbezugund eine hohe Anwendungsorientierung gerade denÄlteren deutlich zu machen. Im Speziellen in Bezug aufE-Learning-Programme ist ferner empfehlenswert, vor derEinführung dieses Tools darauf zu achten, dass gerade älterenSchulungsteilnehmern eine etwaige Befangenheitgegenüber diesem Medium genommen wird. Beispielsweise,indem eine umfassende Einführung in die Systembedienungangeboten wird und ältere, mit dem Mediumvertraute Mitarbeiter als Tutoren und Modelle für andereMitarbeiter eingesetzt werden.Als Fazit dieser Untersuchung stellt E-Learning somitdurchaus eine auch für ältere und alternde Belegschaftengeeignete Maßnahme in der Logistik dar. Allerdings solltendie Darbietung des Inhalts an den jeweiligen Lernstilangepasst sein und die oben genannten Voraussetzungenbeachtet werden.Alternsgerechter VerpackarbeitsplatzDie in der dreijährigen Projektlaufzeit erarbeiteten Ergebnisse,Erkenntnisse und entwickelten Lösungsansätzewurden schließlich in einem „Arbeitsplatz derZukunft“ (AP 5) exemplarisch umgesetzt (Abbildung 3).Neben einer grundsätzlich ergonomischen Arbeitsplatzgestaltungzeigt der Arbeitsplatz insbesondere auch Elementeeiner alternsgerechten Arbeitsgestaltung für dieLogistik:• Integrierte, laufende Belastungsermittlung für dasHeben von Lasten zur Erhöhung der Transparenz überdie Belastungssituation des Mitarbeiters• Anzeige der erforderlichen Job-Rotation bei Erreichendes Grenzrisikowerts104 I Abschlussbericht FitForAge

• Situative Informationsdarstellung inklusive PositionsundFarbcodierung etc.• Belastungswandel von Heben zu Schieben bzw. Einsatzeiner Fußbetätigung zur optimalen Bereitstellungvon Füllmaterial• Lernförderlichkeit in Form einer virtuellen Lernumgebungmit den vier entwickelten Lernmodulen „RichtigHeben und Tragen“, „Schulung des BereitstellprinzipsKANBAN“, „Kennzahlen zum Unternehmen“,„Kosten-Nutzen-Darstellung einer alternsgerechtenArbeitsplatzgestaltung“ (AP 7)Abbildung 3: Demonstrationsumgebung „Alternsgerechter Verpackarbeitsplatz“I 105

5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im Arbeitsleben5.2.3 Zusammenarbeit mit den Themenfeldernund IndustriepartnernDie Teilprojekte des Themenfelds Fit4Work zeigten eineenge Zusammenarbeit im Rahmen der durchgeführten Arbeits-und Anforderungsanalysen bei BSH, Metabo sowieim Arbeitssystem 2017 der BMW AG. Entsprechend den inFit4Work identifizierten Handlungsfeldern zur Integrationvon Anforderungen leistungsgewandelter Mitarbeiter inder Planungsphase von Arbeitssystemen (Teilprojekt III-1),der Erzielung von Transparenz über die Belastungssituationim laufenden Betrieb inklusive Ableitung arbeitsorganisatorischerMaßnahmen (III-2) sowie Maßnahmender technischen Mitarbeiterunterstützung (III-3), wurdendiese exemplarisch bei den Partnern umgesetzt. Darüberhinaus stellte die Entwicklung eines Handhabungssystemszur Entlastung der Mitarbeiter in der Hinterachsgetriebemontagebei BMW einen Bestandteil der Zusammenarbeitmit dem Querschnittsprojekt Fit4Product dar. Mit den zurVerfügung gestellten Ressourcen (Arbeitsplätze und Mitarbeiter)an verschiedenen Standorten von BMW, Geis undBSH ließ sich ein breites Spektrum an Tätigkeiten analysierenund vorhandene Arbeitsanalyseverfahren ließen sichfür den Einsatz in der Logistik erweitern. Im Presswerk derBMW Group Forschung und Technik in München wurdedie entwickelte Berechnungsmethodik zur Ermittlung derBelastung für das Heben von Lasten in die Planungsphasevon Entsorgerarbeitsplätzen integriert. Bei der Firma Geiskonnten in Kooperation mit dem QuerschnittsprojektFit4Use Untersuchungen zur altersdifferenzierten Mitarbeitermotivationdurchgeführt werden. Die szenarisGmbH war in der Studie zur Ermittlung des Lernverhaltensvon alt und jung eingebunden und führte mit demTeilprojekt III-2 die Umfrage zum Status quo „Schulung inder operativen Logistik“ durch.Demgegenüber haben die BMW M GmbH und trilogIQain beratender Funktion zur zielgerichteten Bearbeitungder Arbeitspakete beigetragen. Die enge Zusammenarbeitim Themenfeld Fit4Work illustriert die Durchführungeines Workshops mit 40 Industrieteilnehmern (2008), dieOrganisation des ersten (2009) und zweiten (2010) Fit-ForAge-Kongresses sowie die Veröffentlichung der Studie„Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltung in Produktionund Logistik“ [6], die es mit freundlicher Unterstützungdurch bayme vbm ermöglicht, die Erkenntnisse einer breitenÖffentlichkeit zur Verfügung zu stellen.5.2.4 AusblickDie Arbeiten im Teilprojekt III-2 „Logistiksysteme und Organisation“haben gezeigt, dass das Heben und Tragenvon Lasten in Kombination mit Zwangshaltungen einenentscheidenden Faktor in Bezug auf die vorherrschendeBelastung an Logistikarbeitsplätzen darstellt. Nichtsdestotrotzdürfen andere Faktoren der körperlichen Belastungwie etwa der Handgelenke oder der Finger nicht vernachlässigtwerden. Während für die Montage bereits zahlreicheAnalyseverfahren existieren und sich über das EuropeanAssembly Worksheet (EAWS) [7] ein standardisiertesVerfahren herauskristallisiert, sind in der Logistik zum einenandere Belastungsformen als in der Montage relevantund zum anderen oft heterogene Abläufe vorhanden.Im Rahmen des am Lehrstuhl fml mit dem Lehrstuhl fürArbeits- und Produktionssysteme an der Dortmunder TUbeantragten IGF-Projekts „ErgoKom“ (Industrielle Gemeinschaftsforschung)sollen ein logistikgerechtes Arbeitsanalyseverfahrenentwickelt und weitere Belastungsfaktorendurch geeignete Technologien (z. B. Tracking) fortlaufenderfasst und visualisiert werden.Darüber hinaus gibt es Gesprächemit Industriepartnern des Verbunds, aber auch abseitsvon FitForAge, die sich mit der Thematik einer nachhaltigenIntegration von Ergonomie in die Planung vonProduktions- und Logistiksystemen beschäftigen (werden).Der Demonstrator „Alternsgerechter Verpackarbeitsplatz“wurde zudem am Lehrstuhl fml in die Lehre eingebunden.Im Rahmen eines Praktikumstermins werdenStudierende geschult, Arbeitsplätze unter ergonomischenGesichtspunkten zu bewerten. Unabhängig davon stehtder Demonstrator als Vorführobjekt für Veranstaltungenund jedweden Unternehmensbesuch zur Verfügung.106 I Abschlussbericht FitForAge

5.2.5 Literatur[1] Veres-Homm, U.: Arbeitsmarkt Logistik – aktuelle Zahlen,Entwicklungen und Trends, Struktur und Bedeutungder Logistik-Beschäftigung in Deutschland, Logistik fürUnternehmen, 24. Jg., Springer-VDI-Verlag, Düsseldorf,5/2010, S. 18–20[2] Carstensen, L. L.: The Influence of a Sense of Time onHuman Development, Science, Vol. 312, Washington, DC,2006, S. 1913–1915[3] Mischel, W.; Shoda, Y.; Rodriguez, M. L.: Delay of Gratificationin Children, Science, Vol. 244, No. 4907, Washington,DC, 1989, S. 933-938[4] Weikamp, J.: Arbeitsmotivation älterer Mitarbeiter:Eine Integration der sozioemotionalen Selektivitätstheorieund des Delay of Gratification Paradigmas in den beruflichenKontext. Diplomarbeit, Lehrstuhl für Psychologie,Universität Regensburg, 2010[5] Koller, B.; Plath, H.-E.: Qualifikation und Qualifizierungälterer Arbeitnehmer. Mitteilungen aus der ArbeitsmarktundBerufsforschung, Arbeitsmarkt- und Berufsforschung,Jg. 33, H.1, Nürnberg, 2000, S. 112–125[6] Gerhäuser, H.; Günthner, W. A.; Lang, F. R.; Reinhart,G.; Schilling, K. (Hrsg.): Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltungin Produktion und Logistik. Ergebnisse aus demBayerischen Forschungsverbund FitForAge, bayme vbm,FitForAge, Lehrstuhl fml, München, ISBN: 978-3-941702-16-5, S. 1–127[7] Schaub, K.-H.; Winter, G.: Design-Check. Ein Screeningverfahrenzur Beurteilung körperlicher Belastungen,in: Der Orthopäde, Vol. 31, Nr. 10, Springer, Heidelberg,2002, S. 987–996I 107

5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im Arbeitsleben5.2.6 Arbeits- und ZeitplanArbeitsplan: Logistiksysteme und OrganisationAP 1: Mitarbeiteruntersuchung und -klassifizierungAP 1.1: Analyse der körperlichen EinschränkungenAP 1.2: Bedarfsanalyse der MitarbeiterMeilenstein 1: Dokumentation der MitarbeiterprofileAP 2: ArbeitsplatzanalyseAP 2.1: Ist-Analyse der Arbeitsplatzgestaltung beteiligter FirmenAP 2.2: Eignungsuntersuchung der ArbeitsplätzeAP 2.3: Definition Anforderungen zukünftiger ArbeitsplätzeAP 2.4: Bewertung der langfristigen AlternsgerechtheitMeilenstein 2: Dokumentation der ArbeitsplatzprofileAP 3: OrganisationskonzepteAP 3.1: Analyse bestehender Mitarbeiterrollen in der LogistikAP 3.2: Etablierung lebenszykluskonformer ErwerbslebensläufeMeilenstein 3: Konzeptsammlung OrganisationsmodelleAP 4: InformationsbereitstellungAP 4.1: Analyse eingesetzter InformationsquellenAP 4.2: Identifikation und Weiterentwicklung neuer TechnologienMeilenstein 4: Werkzeugkatalog zur InformationsbereitstellungAP 5: Optimierung der ArbeitsplätzeAP 5.1: Identifikation von HandlungsbedarfenAP 5.2: Pilotprojekt ArbeitsplatzoptimierungMeilenstein 5: Demonstrator alternsgerechter ArbeitsplatzAP 6: Mitarbeiterqualifizierung und -motivationAP 7: Kostenbewertung der MaßnahmenMeilenstein 6: Wirtschaftlichkeitsrechnung der UmsetzungAP 8: Dokumentation der Ergebnisse & ErgebnistransferZeitplanJahr 2008 2009 2010Quartal 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4Zeitraum der laufenden ArbeitMeilenstein108 I Abschlussbericht FitForAge

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5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im Arbeitsleben5.3 Roboterunterstützung an Montagearbeitsplätzen5.3.1 Forschungsumfeld und ZielsetzungDas im Antrag des Teilprojekts III-3 definierte Ziel istdie Entwicklung eines intelligenten, roboterbasiertenSystems, welches Werkern in der Montage assistiert.Diese Unterstützung soll eine Reduktion der auf denMitarbeiter wirkenden physischen Belastungen währendder Verrichtung ihrer Tätigkeiten ermöglichen. Dadurchsollen Leistungsfähigkeit und Produktivität in einer alterndenBelegschaft erhalten und gesteigert, Mitarbeitermit bereits bestehenden Leistungseinschränkungenreintegriert und gleichzeitig gesunde Mitarbeiter vorbelastungsinduzierten Schädigungen bewahrt werden.Zur Erprobung der Konzepte und Assistenzfunktionensowie für die Darstellung des Nutzungspotenzials fürspätere Anwender wurde ein Demonstrator aufgebaut.Dazu mussten auf die spätere Zielgruppe zugeschnitteneBedienkonzepte, Eingabegeräte und Regelalgorithmenentwickelt werden. Mittels der entwickelten Funktionensollte hauptsächlich die kooperative Handhabung vonschweren Lasten ermöglicht werden, ferner motorischeund sensorische Unterstützung beim Fügen und ein vereinfachtesEinrichten teilautonomer Systemabläufe. Diebesondere Herausforderung besteht darin, die Sicherheitdes flexibel mit dem Roboter zusammenarbeitendenMenschen zu gewährleisten.Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften(iwb), Technische Universität München;Lehrstuhl für Robotik und Telematik (LRT), Julius-Maximilians-UniversitätWürzburgProjektleitung: Prof. Dr.-Ing. Gunther Reinhart,Prof. Dr. Klaus SchillingMitarbeiter: Dipl.-Ing. Rüdiger Spillner, Dipl.-Inform.Florian LeutertIndustriepartner: Bayerische Motorenwerke AG, München;BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH, Dillingen/Donau;Reis Robotics GmbH & Co. KG, Obernburg5.3.2 Ergebnisse5.3.2.1 Anforderungen an das AssistenzsystemBei der Zusammenstellung der Anforderungen an das zuentwickelnde Assistenzsystem mussten verschiedene Aspektebeachtet werden. Zunächst wurden zu Beginn desProjekts die Anforderungsprofile der Mitarbeiter in derMontage an solche Assistenzsysteme durch Analyse vonBefragungen, von Altersstrukturen und von betrieblichenwie internationalen Daten (u. a. [1]) zur Verteilung derLeistungswandlungen ermittelt. Im Abgleich mit dem typischenAufgabenspektrum in der Montage wurde darausinsbesondere folgender Unterstützungsbedarf bestimmt:Belastung / Anforderung AssistenzHandhabung von Lasten, Entlastung durch kooperativeLastenhandhabung undteilweise mit ungünstigenKörperhaltungenteilautonome ProzesseMehr Zeit für MitarbeiterEnge Taktbindungdurch autonome TeilebereitstellungIndividuelle, wechselnde Vereinfachtes EinrichtenAnforderungen von Prozess teilautonomer Prozesse undoder MitarbeiterProzessparameterAnschließend wurden für die Darstellung und Entwicklungder aufgeführten Assistenzfunktionen geeigneteEinsatzszenarien aus der Praxis der Industriepartner ermitteltund in Grobkonzepten abgebildet. Anhand dieserwurden die Anforderungen an Personen- und Prozesssicherheit,Montageabläufe, Interaktion und Akzeptanzkonkretisiert. Die Personensicherheit in Gestaltung undEinsatz wird über die DIN 10218-1 und -2 beschrieben.Auf Basis einer Gefährdungsanalyse sind technische Maßnahmenzu treffen, die sich in zwei Kategorien unterteilenlassen: Zum einen ist dies die Vermeidung von Kollisionen,z. B. durch sensorische Überwachung des Arbeitsraumsund Stillsetzung des Roboters (aktive Sicherheit).Zum anderen ist dies die Reduzierung des Verletzungs-110 I Abschlussbericht FitForAge

potenzials bei Kollisionen, z. B.durch Begrenzung zulässigerGeschwindigkeiten und Kontaktkräfte(passive Sicherheit).Letztere wird in den Empfehlungender BGIA [2] noch weiterdetailliert.Wie zusammen mit dem QuerschnittsprojektFit4Use erarbeitetwurde, ist es neben der Abbildung 1: Systemaufbau (links), AR-Unterstützung bei der Änderung der Übergabeposition(rechts): im erweiterten Kamerabild wird die aktuell eingestellte PositionGewährleistung der Sicherheitangezeigt (virtuelles Robotermodell) sowie der Bewegungspfad, den der Roboter vomder Werker erforderlich, dassAufnahmepunkt dorthin nimmt (gelbe Linie)das System eine zügige undzielgerichtete Aufgabenerfüllungermöglicht: Ist dies nicht der Fall, sinkt die Akzeptanz Für die direkte Kontrolle des Roboters durch den Mitarbeiterwurde eine haptische Eingabe gewählt, da dieseder Arbeiter zur Verwendung des Roboterassistenten. DasSystem würde nicht genutzt werden oder aber Sicherheitseinrichtungenwürden umgangen, um vermeintlich genüber Störeinflüssen zeigte. Bei dem so umgesetztensich als gleichermaßen intuitiv zu nutzen und robust ge-effizienter arbeiten zu können [3]. Neben dem einfachen Handführen erkennt der Roboter durch Sensoren die vomErlernen des Umgangs mit dem Assistenzroboter muss Mitarbeiter durch ein Eingabegerät oder direkt am Bauteilauch der Nutzen der Verwendung dem Werker transparentgemacht werden [4]. Die Bedienung muss für die wegungen um (Admittanzregelung). Dabei unterscheidetaufgebrachten Kräfte und Momente und setzt diese in Be-häufig ungelernten oder in der Roboterbedienung unerfahrenenArbeitskräfte nach kurzer Einweisung möglich möchte und passt das Roboterverhalten an. Einstellungendas System, welche Aufgabe der Mitarbeiter durchführensein. Darüber hinaus ist der großen Schwankungsbreite an Parametern und am Programm, etwa die Arbeitshöhe,der sich wandelnden Fähigkeiten der Mitarbeiter, ihrer Geschwindigkeiten, Wartepositionen und anderes, könnenunterschiedlichen Kooperationsfähigkeit sowie der Variantenvielfaltin der Produktion durch die Möglichkeit stelle an einem Bildschirm am Arbeitsplatz vorgenommenüber eine für ältere Mitarbeiter entwickelte Nutzerschnitt-individueller Anpassung der Abläufe und der Interaktion werden. Bei dieser Systemeinrichtung werden die Arbeiterwährend des Betriebs Rechnung zu tragen.mittels kamerabasierter Augmented Reality unterstützt,eine Erweiterung der Umgebungswahrnehmung der Nutzermit virtuellen Zusatzinformationen. Im vorliegenden5.3.2.2 GrobkonzepteAls Referenzszenarien wurden der Vordersitzverbau in Fall werden verschiedene Daten der Robotersteuerung visualisiert.Dem Arbeiter wird so ein intuitives Verständnisein Fahrzeugchassis und das Einlegen eines Gewichts ineine Spülmaschinenbodengruppe ausgewählt. Nach einer des Zustands und der Abläufe im Assistenzsystem vermittelt(Abbildung 1, rechts). Zur Absicherung der WerkerProzessanalyse nach DIN 2860 wurden ein allgemeinerMontage- und Interaktionsablauf entwickelt, ein systemtheoretischesGesamtmodell aufgestellt und die daraus die den Arbeiter sowohl beim autonomen Verfahren deswurden verschiedene Sicherheitsfunktionen entwickelt,erforderlichen technischen Schnittstellen definiert. Abbildung1 zeigt den allgemeinen Aufbau der Versuchsanlage. schützen. Um die Effizienz des Systems und dieRoboters als auch beim manuellen Führen vor UnfällenAkzeptanzI 111

5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im Arbeitslebender Mitarbeiter zu steigern, wurden verschiedene Assistenzfunktioneneingesetzt, die den Umgang mit dem Manipulatorerleichtern.5.3.2.3 Gestaltung des kooperativen Führens vonBauteilenDas Handhaben von Objekten ist eine Tätigkeit auf Gewohnheits-und Fertigkeitsebene. Daher ist eine besondersintuitive, kooperative Handhabung möglich, wennder Mitarbeiter das Bauteil direkt fassen und bewegenkann, während der Roboter gleichzeitig Gewicht und Trägheitin der Bewegung ausgleicht. In der Umsetzung konntediese Funktion dargestellt werden, wie Abbildung 2zeigt. Dem praktischen Einsatz stehen jedoch zwei Dingeentgegen: Zum einen ist eine exakte und damit aufwendigeVorabbeschreibung der Montageobjekte und -kräfteerforderlich, um Führkräfte vom Bediener und Reaktionskräftevon Bauteil und Umgebung in den Messwerten zuunterscheiden, zum anderen kann ein Einklemmen derHände oder Finger beim Fügen derzeit technisch nichtmit dem erforderlichen Sicherheitslevel abgesichert werden.Daher wurde in Konformität mit der DIN 10218 eineZweihand-Zustimmeinrichtung am Flansch angebracht(vgl. Abbildung 2). Das haptische Analogon dieser Bedienungwurde so gewählt, dass es einer Schubstange bzw.einem Lenker entspricht, also einer dem Werker vertrautenund damit intuitiven Eingabe.Die kooperative Handhabungsaufgabe lässt sich in dreiunterschiedliche Phasen gliedern: Bauteilaufnahme,Transport und Positionierung. Dabei soll das Montageobjektschnell in die Nähe des Montageorts gebrachtwerden, um dann zum Verbau genau positioniert zu werden.Hierfür wurde eine aufgabenadaptive Regelung zurschnellen Grob- und langsamen Feinpositionierung [5]umgesetzt. Die Feinpositionierung erfordert aufgrundihrer Stabilitäts- und Genauigkeitsanforderungen eine hoheDämpfung der Eingabekräfte. Für die Grobpositionierunghingegen wird eine Leichtgängigkeit – also eine geringeDämpfung – benötigt. Kern des Ansatzes ist es, je nachMontagephase das geeignete Reglerkonzept einzusetzen.Die aktuelle Phase bzw. das entsprechende Roboterverhaltenwird über die Interpretation der Krafteingabedes Bedieners festgestellt, wie Abbildung 2 darstellt.Durch dieses Konzept ist keine Vorabbeschreibung derAufgabe erforderlich, was Einsatzhemmnisse abbaut. Dader Mensch in verschiedene Richtungen unterschiedlichAbbildung 2: Führen des Roboters durch Greifen am Bauteil (links), vereinfachtesModell des Führverhaltens. Bereich I, II Feinpositionieren, IV Grobpositionieren,III Wechsel zwischen Fein- und Grobpositionierung, V Grenzgeschwindigkeit.(v-Geschwindigkeit, F-Kraft, dF-Kraftänderung) (mitte).Bedienung über Zweihand-Zustimmeinrichtung im Stehen und im Sitzen.Der Arbeitstisch ist mit ID-Sensoren ausgerüstet, erkennt den Mitarbeiterautomatisch und stellt Arbeitshöhe an Tisch und Roboter ein (rechts).112 I Abschlussbericht FitForAge

große Kräfte aufbringen kann [6], werden die Vektorender Krafteingabe abhängig von der Mitarbeiterpositionverstärkt. So werden laterale Bewegungen mit wenigerKraft als beim ventralen Schub zur gleichen Geschwindigkeitführen. Dies unterstützt insbesondere Mitarbeiter miteingeschränkter Beweglichkeit in der Drehung des Oberkörpersbzw. der Hüfte. Mit gleicher Motivation kann einvirtuelles Förderband eingerichtet werden. Der Mitarbeiterschiebt den Robotereffektor gegen eine virtuelle Wand, ander dieser automatisch lateral beschleunigt und geführtwird, bis der Mitarbeiter den Effektor wieder von der Wandwegzieht. Durch die Entkopplung von Eingabe und Roboterbewegungkann entlang des Förderbands trotz höhererGeschwindigkeit ein stabiles Verhalten erzeugt werden.5.3.2.4 Integration teilautonomer VerrichtungenEntscheidende Vorteile von Manipulatoren gegenüberherkömmlichen passiven Balancing-Systemen sind ihreFähigkeit zu aktiver, autonomer Bewegung sowie die flexibleUnterstützung in sechs Freiheitsgraden. AutonomeFunktionen, die im Projekt umgesetzt wurden, erlaubenbeispielsweise die selbständige Aufnahme und die Übergabeeines Bauteils an den Mitarbeiter an vorher definiertenPositionen. Diese Assistenzfunktion entlastet den Werkerauf zwei Arten: Zum einen muss er das Bauteil nichtmehr von der Materialzufuhr zum Montageort tragen(Akzeptanzsteigerung), zum anderen kann er in der Zeitder Anlieferung andere Arbeitsschritte parallel ausführen(Effizienzsteigerung). Die autonomen Funktionen könnenauch hybrid während der Kooperation eingesetzt werden.Im Fließbetrieb kann der Roboter das Bauteil automatischsynchron mit der Fließgeschwindigkeit bewegen, wobeidie Führungsvorgaben des Mitarbeiters diese überlagern.Der Mitarbeiter muss sich also nicht auf die Bewegung desFließbands konzentrieren, wird somit mental entlastet undkann sich ganz dem Verbau widmen. Gleichzeitig muss derMitarbeiter keine konstanten Vorschubkräfte mehr leisten.Eine weitere Assistenzfunktion ist das automatischeAusrichten des Bauteils auf die Einbaulage. Das Assistenzsystemerkennt, wann der Roboter sich dem Montageortnähert und kann ab diesem Moment die Orientierung desBauteils verbaurichtig anpassen, was ebenfalls die Akzeptanzfördert. Der Werker kann dann die Orientierung zurEinsetzform überprüfen, ggf. noch korrigieren und dannden letzten Montageschritt durchführen.5.3.2.5 SicherheitsfunktionenIm Projekt wurden verschiedene Sicherheitsfunktionenimplementiert, die das Verletzungspotenzial in dieserMensch-Roboter-Kooperation senken. Generell ist dieGeschwindigkeit des Manipulators im gesamten Einsatzin Übereinstimmung mit DIN 10218 reduziert (passiveSicherheit). Diese Geschwindigkeitsrichtwerte werdenpermanent überprüft und der Roboter wird bei Überschreitungstillgesetzt. Reißt zu irgendeinem Zeitpunktdie Ethernet-Verbindung zwischen Assistenzsystemsteuerungund Robotersteuerung ab, wird der Manipulatorautomatisch nach wenigen Millisekunden stillgesetzt(Totmann-Sicherung der Steuerung). Während des autonomenVerfahrens kann es vorkommen, dass Menschenden Arbeitsbereich des Roboters durchqueren. In diesemFall wird der Roboter verlangsamt oder temporär angehalten.Hierzu wurde im Projekt ein laserbasiertes Trackingsystementwickelt, das die Position von allen dynamischenObjekten im Umfeld des Roboters bestimmt. Basierendauf Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Manipulators,Distanz zum Objekt und zu den ermittelten ergonomischenRichtlinien wird der Roboter dann ggf. inmehreren Stufen verlangsamt oder gestoppt. Wird derArbeitsbereich wieder frei gemacht, nimmt der Roboterselbständig seine Bewegung wieder auf.Beim manuellen Führen des Roboters durch den Werkernimmt dieser eine Kontrollfunktion ein und vermeidet eigenverantwortlichKollisionen und Schäden. Der Roboterlässt sich nur dann bewegen, wenn der Werker die Zustimmeinrichtungengedrückt hält. Die Wartezeit zwischender Betätigung der Zustimmeinrichtung und der Freigabeder Bewegung des Roboters wurde von 3 s auf 0,5 s reduziert,da eine hohe Wartezeit die Akzeptanz der Werkerverhindert hätte. Darüber hinaus wurde für diesen Betriebsmoduseine Schutzfunktion entwickelt, die weitere Bedien-I 113

5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im ArbeitslebenAbbildung 3: Virtuelle Barrieren und ihre Einsatzmöglichkeiten(von links: Volumenbegrenzung, Bereichsbegrenzungbeim Handführen, Vermeidung von Kollisionmit bekannter Umgebung, Anschlag zur Montagehilfe)fehler, beispielsweise aus Unachtsamkeit des Mitarbeiters,abfängt und damit eine zusätzliche Sicherheit erzielt.Durch Definition sogenannter virtueller Barrieren im Arbeitsraumdes Roboters, die der Manipulator nicht durchfahrenkann, wird eine Kollision mit bekannten Objektenvermieden. Diese Barrieren können auf verschiedene Weisedefiniert werden, beispielsweise als einzelne Wand oderganzes Volumen im Raum (vgl. Abbildung 3). In letzteremFall wird die Roboterposition durch den Tool-Center-Point(TCP; also die Roboterspitze mit dem Greifer) repräsentiert.Ist der Roboter im Begriff eine virtuelle Sperre zu durchbrechen,so werden allein die auf die Sperrwand gerichtetenVerfahrrichtungen für den Roboter gesperrt – alle anderenVerfahrrichtungen bleiben frei. Dies hat folgenden Effekt:Trifft der TCP des Roboters während des Handführens aufeine solche Barriere, wird der Manipulator am Grenzrandgestoppt. Da nur die Verfahrrichtungen gesperrt werden,die aus der Barriere hinausführen, und die Motoren desRoboters gleichzeitig aktiv bleiben, kann der Bediener denRoboter jederzeit wieder in den erlaubten Verfahrbereichhinein- bzw. an der Barriere entlangführen. Diese Funktiondes Systems kann somit auf zwei Arten genutzt werden:Zum einen können im Arbeitsraum fest installierte Objekte,wie beispielsweise Wände oder Arbeitstische, mit eineraus solchen virtuellen Barrieren bestehenden Schutzhülleumgeben werden (Abbildung 3, links unten).Zum anderen kann die Barriere auch als Assistenzfunktiongenutzt werden: Definiert man in bestimmten Bereichenbeispielsweise eine trichterförmige Barriere, kann der Werkerden Roboter an dieser Grenze entlanggleiten lassen,sodass automatisch eine Einführbewegung in den richtigenKorridor erfolgt. Ebenso kann man eine solche Barriere sodefinieren, dass sie als Anschlag vor der Endmontagepositiondient (Abbildung 3, rechts). Der Arbeiter kann den Roboterso lange mit geringer Aufmerksamkeit zur Zielpositiondrücken, bis er automatisch gestoppt wird. In diesem Momentweiß er dann, dass er sich genau über der Endmontagepositionbefindet, und kann den präzisen Verbau beginnen.Das System lässt sich somit auch als Führungshilfe und-sicherheit für den Arbeiter nutzen. Derzeit wird mit denBarrieren eine Positionierungsgenauigkeit von 2 mm erzielt,was bereits für viele Fügeprozesse hinreichend ist.5.3.2.6 Demonstrationsszenario GewichtmontageIn diesem Einsatzbeispiel ist ein 7 Kilogramm schweresWerkstück in die Bodenbaugruppe einer Spülmaschinezu montieren (vgl. Abbildung 2). Durch Gewicht, Häufigkeitund Ausführungsbedingungen ist eine dauerhaftschädigungsfreie Ausführung oder der Einsatz leistungsgewandelterMitarbeiter nicht möglich, eine Unterstützungdaher erforderlich. Der Einsatz des Assistenzrobotersan diesem Arbeitsplatz wurde wie folgt realisiert: DieBauteilaufnahme von einer definierten Position und derTransport zu einer Übergabestelle in Einbaulage geschehenautomatisch. Während des autonomen Verfahrenswird die Bewegung des Roboters vom Tracking-Systemüberwacht. Ab der Übergabeposition übernimmt derMitarbeiter die Steuerung des Roboters. Die Übergabepositionkann dabei personalisiert in einem Mitarbeiterausweisgespeichert sein, der zu Arbeitsbeginn überRCID-Sensoren am Arbeitstisch ausgelesen wird, sodasseine individuell optimale Arbeitshöhe gewährleistet wird.Mit der Zweihand-Zustimmeinrichtung führt der Wer-114 I Abschlussbericht FitForAge

ker das Bauteil zum Montageort. Der Arbeitsplatz wirddurch virtuelle Wände abgesichert, die gleichzeitig als Anschlagzur Montagehilfe dienen. Hier kann der Mitarbeiterdann unter anderem sicherstellen, dass der Montageortfrei ist und gegebenenfalls weitere notwendige Arbeitsschrittedurchführen. Der Manipulator fährt nach Absetzendes Bauteils wieder in den Automatikbetrieb zurückund beginnt eine neue Bauteilaufnahme. Die Mitarbeiterwerden also durch den Manipulator von der ungünstigenArbeitshaltung (Bücken, Vorbeugen) bei der Aufnahme desBauteils sowie vom Gewicht, also der Haltearbeit, deutlichentlastet. Der Effizienzgewinn hängt insbesondere vonder Dauer der kooperativen Handhabung ab. Liegt dieÜbergabestelle, von der der kooperative Prozess startet,0,5 Meter entfernt vom Montageort und wird ohne virtuellenAnschlag geführt, so dauert der Prozess neunSekunden. Liegt der Übergabeort 0,25 Meter direkt überdem Montageort und ist die Verbaulage bereits eingestellt,sind 3 Sekunden erzielbar. Nach MTM dauert dermanuelle Prozess im Mittel 6,1 Sekunden. Die Wirtschaftlichkeitdes Einsatzes wird im Folgenden besprochen.5.3.2.7 Demonstrationsszenario VordersitzverbauIn diesem Szenario wird ein Vordersitz von 32 Kilogramm inein Fahrzeugchassis eingesetzt. Diese Aufgabe wurde aufgrunddes großen Gewichts des Werkstücks, der kompliziertenEinsetzbewegung und unzureichendem Trägheitsausgleichvon gewöhnlichen Balancing-Systemen als besondersverbesserungswürdig von den Werkern eingeschätzt.Der Assistenzroboter fährt automatisch die Greifpositionam bereitgestellten Sitz an. Der Mitarbeiter kann füreventuelle Korrekturen den Roboter per Handführen neupositionieren und anschließend den speziell entwickeltenGreifer manuell schließen. Unterstützt durch virtuelleBarrieren und Förderbänder wird der Sitz zum Chassiskooperativ geführt, wobei der Werker die Kontroll- undSicherungsfunktion übernimmt. Dort kann der Robotermit der Fließmontage synchronisiert werden. Wegen deseingeschränkten Arbeitsraums wäre in der Praxis hierzueine Mobilisierung des Roboters, etwa via Linear-Achse,erforderlich. Aus der Untersuchung des Montageszenariosmit einem Modellsitz ergab sich, dass der Einfädelprozessdurch den Mitarbeiter aufgrund enger Platzverhältnisseund schlechter Sicht nicht fehlerfrei manuelldurchgeführt werden kann (3 % Fehler, n = 90, σ = 0,18).Der Mitarbeiter führt daher den Sitz zu einer Startposition,löst die mit einem Schnellwechselsystem ausgestatteteZweihand-Zustimmeinrichtung, hält diese in der Handund startet einen teilautonomen Prozess (vgl. Abbildung4). Durch seitliches Neigen der Zustimmeinrichtung kannder Mitarbeiter die Einführbewegung vorwärts und rückwärtsablaufen lassen oder stoppen. Ein Vorwärtskippenverändert hingegen die relative Position zum Chassis. Einwaagerechtes Halten oder ein Lösen der Zustimmeinrichtungführt zu einem Stopp. Sobald sich der Sitz in korrekterLage im Inneren des Fahrzeugs befindet, öffnet derMitarbeiter den Greifer und ordert den Roboter, das Chassiszu verlassen und zu einer Warteposition fahren. Dortbeginnt der Roboter erneutmit der Aufnahme einesSitzes, während der Mitarbeiterden Sitz verschraubtund anschließt.Abbildung 4: Einfädeln eines Vordersitzes in ein Fahrzeugchassis. Der Mitarbeiterkontrolliert und steuert den teilautonomen Montageprozess über die Neigung derhierfür vom Roboter gelösten Zustimmeinrichtung5.3.2.8 WirtschaftlicherEinsatzDie Kernpunkte werdenam Beispiel des DemonstrationsszenariosGewichteinhebendargelegt. SieI 115

5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im Arbeitslebengelten in analoger Weise für die Vordersitzmontage.Zunächst wurden die Kosten der Systembestandteile(Roboter, Sicherheitssysteme, Effektoren etc.), des Betriebs(Wartung, Energie), der Bedienung (Lohn- undLohnnebenkosten ERA 1 je Sekunde) für verschiedeneVarianten ermittelt und verglichen (siehe Tabelle 1, linkeHälfte). Grundsätzlich ist festzustellen, dass die Roboterassistenzhier bei gleicher Ausbringungsleistung günstigerals die Vollautomation ist. Sie ist zwar etwa doppeltso teuer (Zweischichtmodell) wie die manuelle Montage,allerdings auch doppelt so schnell. Durch die gewonneneZeit kann der Mitarbeiter entweder von der engenTaktbindung entlastet werden oder neue wertschöpfendeAufgaben übernehmen. Das lässt sich günstig aufdie täglichen Anlagenkosten anrechnen (10 bis 30 %).Diese Differenz macht gleichzeitig transparent, welchenerheblichen monetären Nutzen man von der Berücksichtigungdieser Technologie bereits in der Planungsphaseerwarten kann, denn später sind die Takte und Arbeitsinhaltebereits fixiert und schwer anpassbar. Der größteKostennachteil des Assistenzsystems ist seine Stillstandzeitim Takt. Aus 37 Sekunden Taktzeit werden nur etwa17 Sekunden für die Assistenz des einen Arbeitsplatzesbenötigt. Um den Assistenzeinsatz in den Bereichder Wirtschaftlichkeit des manuellen Prozesses oderdarüber zu heben, sind mehrere Ansätze verglichenworden, diese Zeit nutzbar zu machen. Im Dreischichtbetriebbietet sich an, dass der Roboter entweder einemzweiten Arbeitsplatz assistiert, doppelt so schnellarbeitet oder einen automatischen, wertschöpfendenProzess durchführt, was hier mit doppelten Anlagenkostendurchgerechnet wurde. Auch im Zweischichtbetriebist diese Variante wirtschaftlich, jedoch mit geringererMarge. Für den Einschichtbetrieb ist der Roboter nuracht Stunden als Assistent tätig, daher lässt sich einEinsatz als Montageautomat in den verbleibenden 16Stunden in Betracht ziehen. Aufgrund der hohen Anlagenkosten(zusätzlich zu Montagestation, Raum, Lager,Mobilisierung des Roboters) sowie der Rüstzeiten ist esgleichwohl eine lohnende Alternative. Mit derartigemzusätzlich wertschöpfenden Einsatz kann sich das Assistenzsystemim Prinzip selbst bezahlen, entsprechendeOptionen zur Automation vorausgesetzt.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der wirtschaftlicheund produktionssteigernde Einsatz möglich ist. Diesgilt insbesondere dann, wenn gewonnene Prozess- undvorhandene Stillstandszeiten vom Assistenzroboter in automatischenProzessen wertschöpfend genutzt werdenkönnen. Auch „zu teure“ Assistenz kann so bezahlbarTabelle 1: Übersicht des wirtschaftlichen Einsatzes (Rot: Unwirtschaftlich,Gelb: Grenzwertig, Grün: Wirtschaftlich argumentierbar)116 I Abschlussbericht FitForAge

werden. In Grenzbereichen bleibt es weiterhin eine Unternehmensentscheidung,welche Kosten getragen werden.von den Instituten auch über das Projektende hinaus beimTransfer unterstützt.5.3.3 Zusammenarbeit mit den Themenfeldernund IndustriepartnernIm Verbund der Teilprojekte des Themenfelds III sowie derQuerschnittsprojekte wurde als Basis für die zu entwickelndenTechniken zu Beginn des Projekts ein Katalog erstellt,der die Anforderungen und die Leistungswandlungen derMitarbeiter in Montage und Logistik zusammenfasst. DieQuerschnittsprojekte unterstützten weiterhin bei Erarbeitungder allgemeinen Akzeptanzanforderungen sowie derRichtlinien für die Gestaltung von Benutzeroberflächenfür ältere und leistungsgewandelte Arbeiter. Mit den Industriepartnernerfolgte ein enger Austausch über Unterstützungsbedarfund praktische Einsatzpotenziale derentwickelten Technologien. Reis Robotics GmbH & Co.KG leistete bei der Umsetzung bedeutende technischeund beratende Unterstützung. Bei der Entwicklung derArbeitsplatz-Individualisierung wurde eng mit TeilprojektIII-1 sowie deren Industriepartner Zelenka GmbH zusammengearbeitet.Es wurde eine Lösung zur Mitarbeiteridentifikationgewählt, und die Forschungsergebnissewurden direkt in den gemeinsamen Demonstrator am iwbAugsburg integriert. Dieser wurde zusammen mit demAssistenzroboter auf der „automatica“ dem Fachpublikumzugänglich gemacht.5.3.4 AusblickIm Projekt sind neue Fragestellungen entstanden, dieüber den Fokus von FitForAge hinausgehen und Themazukünftiger Forschungsanstrengungen sein können. Diesbetrifft zum Beispiel die sichere Koexistenz von Menschund Roboter in der Fließmontage, die Flexibilitätssteigerungder Assistenz durch mobile Roboter sowie die Realisierungweitergehender AR-Unterstützung bei der Arbeitmit Manipulatoren jenseits des produktionstechnischenEinsatzes. Konkrete Umsetzungen der Projektergebnissein der Praxis sind geplant. Die Industriepartner werden5.3.5 Literatur[1] European Foundation for the Improvement of Livingand Working Conditions (Hrsg.): Forth European WorkingConditions Survey. 2005, ISBN: 92-897-0974-X, Luxemburg,2007[2] Ottersbach, H. J.: BG/BGIA – Empfehlungen für dieGefährdungsbeurteilung nach Maschinenrichtlinie. Gestaltungvon Arbeitsplätzen mit kollaborierenden Robotern,BGIA - Institut für Arbeitsschutz der Deutschen GesetzlichenUnfallversicherung (Hrsg.), U 001/2009, SanktAugustin, Online, Stand 2009: http://www.dguv.de/bgia/de/pra/kollaborierende_roboter/index.jsp[3] Sarodnick, F.; Kohler, P.; Lum, T.; Schulze, H.; Giessler,R.: Sicherheit in der Mensch-Roboter-Kooperation,in: Zeitschrift für Arbeitswissenschaft, Jg. 59(4), 2005,S. 441–450[4] Melenhorst, A.-S.; Bouwhuis, D. G.; Rogers, W. A.: OlderAdults‘ Motivated Choice for Technological Innovation:Evidence for Benefit-Driven Selectivity, in: Psychologyand Aging, Jg. 21(1), 2006, S. 190–195[5] Henrich, D.; Kuhn, S.: Modeling Intuitive Behavior forSafe Human/Robot Coexistence Cooperation, in: IEEEInternational Conference on Robotics and Automation,2006, S. 3929–3934[6] DGUV (Hrsg.): Der montagespezifische Kraftatlas,BGIA-Report 2009, Jg. 3, FISK et al., 2009I 117

5 Fit4Work – Menschen bleiben länger im Arbeitsleben5.3.6 Arbeits- und ZeitplanArbeitsplan: Roboterunterstützung anmanuellen MontagearbeitsplätzenZeitplanJahr 2008 2009 2010Quartal 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4AP 1: AnforderungsanalyseAP 1.1: Untersuchung der Anforderungsprofile / Akzeptanz betroffener MitarbeiterAP 1.2: Auswahl von Referenzszenarien, Belastungsbewertung dieser SzenarienAP 1.3: Erstellung einer Anforderungsliste und eines entsprechenden PflichtenheftsMeilenstein 1: Fertigstellung des Lasten- und PflichtenheftsAP 2: Entwicklung der SystemkomponentenAP 2.1: Entwurf von GestaltungsrichtlinienAP 2.2: Entwurf von Grobkonzepten für das intelligente 6-DOF-EingabegerätAP 2.3: Entwurf von Grobkonzepten für die ReferenzszenarienMeilenstein 2: Fertigstellung der GrobkonzepteAP 2.4: Konzeption von geeigneten Interaktionskonzepten und AssistenzfunktionenAP 2.5: Entwurf und Implementierung von Methoden zum Handführen des RobotersAP 2.6: Entwicklung des 6-DOF EingabegerätsAP 2.7: Implementierung der AssistenzfunktionenAP 2.8: Konzeption und Implementierung eines Sensornetzwerks zur PersonensicherheitAP 2.9: Entwicklung und Implementierung von sicherheitsbezogenen FunktionenMeilenstein 3: Fertigstellung der SystemkomponentenAP 3 SystementwicklungAP 3.1: Integration zu einem AssistenzrobotersystemAP 3.2: Entwicklung von Konzepten und Maßnahmen zur schnellen IntegrationMeilenstein 4: Abgeschlossene KomponentenintegrationAP 4: Versuch und ErprobungAP 4.1: Inbetriebnahme, Test und Optimierung des AssistenzrobotersAP 4.2: Validierung der Applikationsbeispiele unter realistischen BedingungenMeilenstein 5: Fertigstellung eines funktionsfähigen Prototyps des AssistenzrobotersAP 5: Technische und wirtschaftliche Bewertung der LösungAP 5.1: Bewertung der technischen Eignung des Systems für den industriellen EinsatzAP 5.2: WirtschaftlichkeitsbetrachtungenAP 6: Organisatorische MaßnahmenAP 6.1: Projektkoordination und ErgebnistransferMeilensteine 6: Abschlusspräsentation, ProjektendeZeitraum der laufenden ArbeitMeilensteinÄnderung der Antragstellung118 I Abschlussbericht FitForAge

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6 Fit4Use und Fit4Product – QuerschnittsprojekteQuerschnittsprojekte6 Fit4Use und Fit4Product – QuerschnittsprojekteDie Querschnittsprojekte Fit4Use und Fit4Product erforschen projektübergreifend die Akzeptanz und Nutzungalternsgerechter Technologien und stellen Methoden und Ansätze zur Entwicklung von Produktenfür ältere Personen zur Verfügung. Grundlage dafür bietet ein im Laufe des ersten Projektjahres erarbeitetestheoretisches Rahmenwerk, mithilfe dessen die Nutzereigenschaften (Fit4Use) und die Produkteigenschaften(Fit4Product), welche für die Verwendung von neuen technischen Geräten im Alter ausschlaggebendsind, beschrieben werden können. Das Modell erfährt durch die Zusammenarbeit mit den dreiFitForAge-Themenfeldern eine Validierung und einen konkreten Anwendungsbezug. Die einzelnen Teilprojektewerden bei ihren Entwicklungsarbeiten hinsichtlich der Einbindung potenzieller Endnutzer und imHinblick auf die Evaluation der prototypischen Entwicklungen bzw. Demonstratoren durch das TeilprojektFit4Use beraten und unterstützt. Da das dritte Lebensalter wie keine andere Phase der menschlichen Entwicklungdie gesamte Heterogenität von Fähigkeiten und Bedürfnissen abdeckt und damit äußerst hoheAnforderungen an die Differenziertheit der Produkte stellt, erarbeitet das Teilprojekt Fit4Product mitden einzelnen Teilprojekten Lösungsansätze zur Individualisierung und Modularisierung alternsgerechterProdukte. Die Ergebnisse beider Querschnittsprojekte werden aktuell in Form eines Methodenkatalogs zurEntwicklung alternsgerechter Produkte zusammengefasst und veröffentlicht.6.1 Fit4Use – Akzeptanz und Nutzungalternsgerechter TechnologienLehrstuhl für Psychogerontologie, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergProjektleitung: Prof. Dr. Frieder R. LangMitarbeiter: Bettina Williger, Dr. Roland RupprechtIndustriepartner: bayme vbm – Die bayerischen MetallundElektro-Arbeitgeber, München; szenaris GmbH, Bremen6.1.1 Forschungsumfeld und ZielsetzungDas Querschnittsprojekt Fit4Use verfolgte die Zielsetzung,die Akzeptanz und Nutzung neuer Technologienim höheren Erwachsenenalter zu untersuchen. In diesemZusammenhang wurden Bedingungen untersucht, unterdenen ältere Menschen eine hohe Bereitschaft zeigen,innovative und neue technische Geräte und Lösungenzu nutzen. Ausgangspunkt war hierbei die einschlägigegerontotechnische Forschungsliteratur, wonach ältereMenschen vor allem dann technische Produkte nutzen,wenn sie den altersspezifischen Bedürfnissen nach Sicherheit,Kontinuität und Anregung gerecht werden(z. B. [1]; [2]). Demnach gilt es sicherzustellen, dass imHinblick auf konkrete Alltagsaufgaben und Lebenszieledes Alters (z. B. Alltagskompetenz, Gesundheit, sozialeEinbettung) erkennbare Nutzungsvorteile bestehen, diesich langfristig wie auch kurzfristig zeigen [3]. VorrangigesZiel der Forschungsarbeiten war es, unterschiedlichemethodische Zugänge zu entwickeln und bereitzustellen,die bereits im Prozess der Entwicklung neuer Produkteund Lösungen die spätere Zielgruppe und derenKompetenzen und Bedürfnisse berücksichtigen. Ausdiesem Grund wurde ein Vorgehen entwickelt, bei dem120 I Abschlussbericht FitForAge

verschiedene Methoden der Einbindung potenziellerEndnutzer in den Produktentwicklungsprozess implementiertund evaluiert wurden. Ein vornehmliches Zieldes Querschnittsprojekts Fit4Use bestand somit darin,die einzelnen Teilprojekte des Forschungsverbunds beider Entwicklung und Evaluierung der entstandenen technischenLösungen zu beraten und zu unterstützen (AP1, AP 2). Diese Zielsetzung wurde durch ein systematisches,längsschnittliches Vorgehen realisiert, sodass einVergleich der Einbindung von Nutzern in verschiedenenTeilprojekten und mit verschiedenen Methoden möglichwurde. Zu diesem Zweck wurde der sogenannte Seniorenbeiratfür die Produktentwicklung (SEN-PRO) eingerichtet,bei dem sowohl Experten (z. B. ehemalige Ingenieure)als auch ältere Nutzer ohne besondere technischeVorbildung (Laien) einbezogen wurden. Aufgabe desSeniorenbeirats war es, unterschiedliche Methoden derNutzereinbindung hinsichtlich deren Praktikabilität undProduktivität zu erproben. Darüber hinaus wurde in einerwissenschaftlichen Begleitstudie untersucht, inwieweitsich derartige Nutzerstudien auf das Techniknutzungsverhaltenund die Einstellungen der Experten- und Laien-Teilnehmer auswirken (AP 3). Der Methodenkatalog fürdie Produktentwicklung fasst schließlich die wichtigstenProjektergebnisse zusammen und verfolgt das Ziel, dieErmittlung von Anforderungen und die integrierte Bewertungvon alternsgerechten Technologien für zukünftigeForschungsprojekte systematisch zu beschreiben (AP 4).6.1.2 ErgebnisseNach den Vorarbeiten des ersten Projektjahres wurde amInstitut für Psychogerontologie der Seniorenbeirat für dieProduktentwicklung (SEN-PRO) gegründet. Dem Seniorenbeiratgehören insgesamt 96 Männer und 32 Frauenim Alter von 58 bis 86 Jahren an (M = 68,29, SD = 5,21),die von Oktober 2008 bis Dezember 2010 in unterschiedlichzusammengesetzten Arbeitsgruppen in regelmäßigenAbständen an durchschnittlich vier Sitzungen (M = 4,03,SD = 2,54) zur Entwicklung und Evaluation von Produktideenteilgenommen haben. Der Seniorenbeirat setztsich aus technischen Experten (z. B. Ingenieuren, 51,6 %)und aus technischen Laien (48,4 %) zusammen. Hinsichtlichder generellen Lebensbedingungen und Gesundheitrepräsentieren die SEN-PRO-Mitglieder vor allem die dritteLebensphase des Alters. Im Einklang mit der einschlägigenForschungsliteratur (z. B. [4]; [5]) ergaben unsere eigenenPilotstudien, dass ein Einbezug kranker oder gesundheitlichhoch belasteter Personen in einem frühen Stadiumder Produktentwicklung nicht nur für die Teilnehmer einegroße Belastung darstellt und damit ethische Problemeaufwirft, sondern auch zu fehlerhaften Rückschlüssen bezüglichder Produkte führen kann. Im Weiteren konntendie Ergebnisse der eigenen Studie zeigen, dass auch dieZusammensetzung von beratenden Nutzergruppen nachtechnischem Vorwissen und Erfahrungshintergrund vongroßer Bedeutung dafür ist, wie nutzbar die so gewonnenenErkenntnisse und Einsichten der Zielgruppe für Ingenieureund Produktentwickler waren. Ein ausgeglichenerAnteil von technischen Experten in Kombination mit technischenLaien erweist sich hier von Vorteil.Die primäre Aufgabe des so gegründeten Seniorenbeiratswar es, die im Rahmen der Themenfelder Fit4Lifeund Fit4Mobility entwickelten Prototypen hinsichtlichderen Funktionalität, Attraktivität und Bedienfreundlichkeitzu evaluieren und begleitend zu kommentieren. DieAuswahl einer geeigneten Methode der Nutzereinbindungorientierte sich am Entwicklungsfortschritt und anden Fragestellungen der einzelnen Teilprojekte [6]. Währendin frühen Entwicklungsphasen häufig Gruppendiskussionen(Fokusgruppen, Workshops) und Befragungengenutzt wurden, um die Teilnehmer mit einer technischenLösung bzw. einem Szenario zu konfrontieren,wurden die ausgereifteren Prototypen und Simulationenim dritten Projektjahr mittels Nutzertests auch in Einzelsitzungenevaluiert. Tabelle 1 gibt einen Überblick überdie Arbeitsweise und die Einbindung der Nutzer in achtTeilprojekte des FitForAge-Forschungsverbunds.I 121

6 Fit4Use und Fit4Product – QuerschnittsprojekteMethode Thema TeilprojektFokusgruppe Evaluierung zweier Navigationsgeräte, Diskussion vonAnwendungen für Fußgängernavigation (N = 51)II-3Evaluierung der Benutzeroberfläche des Fitnessbegleiters,Erarbeitung von Zielgruppen und Anwendungen (N = 41)II-1Erprobung der Simple Use Wii, Erarbeitung von Zielgruppenund Anwendungen für den Motion Jumper (N = 48)I-3Erarbeitung von Zielgruppen und Anwendungen fürSprachsteuerung im häuslichen Umfeld (N = 46)I-1Erprobung eines Scooters, Diskussion der Szenarien zuautonomen Fahrfunktionen (N = 49)II-2Demonstration des CarSense-Systems, Diskussion vonAnwendungen für den Einsatz im privaten Kfz (N = 46)II-4Vergleichende Evaluierung zweier BenutzerschnittstellenI-3für die HomeCare-Unit (N = 1)Demonstration der Software zur Trainingsanleitung und-auswertung, Bewertung der Sporttextilien (N = 18)II-16.1.2.1 Produktbezogene Ergebnisse:Illustration der Nutzerein-Workshop Demonstration von telemedizinischen Produkten (Evolino,I-4, II-1e-Schmerzmonitoring, Fitnessbegleiter) (N = 41)bindung am Beispiel FußgängerassistenzfahrzeugDemonstration von Produkten der Intelligenten Haustechnik(Infotainment, Sprachsteuerung), Erarbeitung von I-1 Die im September 2009 umgesetztenAnwendungsfällen für SprachsteuerungFokusgruppen zum Thema Fußgängerassistenzfahrzeug(Teilprojekt II-2)Demonstration von Assistenzsystemen für private KfzII-4(Fahrerassistenzsysteme, CarSense)hatten das Ziel, Teilnehmerrückmeldungenzu den neuen Funktionalitä-Nutzertest Erprobung und Evaluierung der Sprachsteuerung im ISA-I-1Haus (Wizard of Oz; N = 32)ten des Scooters zu generieren – ohnePriorisierung von Produkteigenschaften für altersgerechtedass diese bereits in vollem Funktionsumfangauf dem Scooter umgesetztQ2Produkte (N = 61)Vergleichende Evaluierung der herkömmlichen und derwaren. Die Einbindung von Nutzern inI-2digitalisierten Version des Syndrom-Kurztests (SKT; N = 44)dieser frühen Phase der Produktentwicklungist zielführend, da so Fehl-Erprobung des CarSense-Systems im Fahrversuch (N = 11;II-4durchgeführt am MiMed, TU München)entwicklungen vermieden und eventuelleNutzungsbarrieren von AnfangEvaluierung der Scooter-Assistenzfunktionen und desII-2, II-3Fußgängernavigationsgeräts (N = 8)an in die Produktkonzeption einbezogenwerden können. Gegenstand derTabelle 1: Übersicht über die eingesetzten Methoden der Nutzer-Untersuchung war deshalb zunächst ein herkömmlicheseinbindung (Themen, Probanden) und die Kooperation mit deneinzelnen TeilprojektenScootermodell, das von den insgesamt 49 Teilnehmernder fünf Fokusgruppen anhand vorgegebener AufgabenEine Darstellung der produktbezogenen Ergebnisse allerAktivitäten des Seniorenbeirats ist im vorgegebenenRahmen nicht möglich und erfolgt teilweise in den ent-(z. B. Beschleunigen, abruptes Bremsen, Durchqueren vonEngstellen) im Fahrversuch getestet wurde. Wie erwarteterarbeiteten alle Gruppen zunächst Rückmeldungen zursprechenden Abschlussberichten dereinzelnen Teilprojekte. Im Folgendenwerden illustrierend die Ergebnisseder Nutzereinbindung bei der Entwicklungeines Fußgängerassistenzfahrzeugs(Teilprojekt II-2) dargestellt.Dieses Beispiel wurde herausgegriffen,da das Projekt sowohl in einemsehr frühen als auch in einem spätenEntwicklungsstadium Gegenstand derSEN-PRO-Sitzungen war und sich daransehr gut die Vor- und Nachteileund zu erwartenden Ergebnisse dereingesetzten Methoden verdeutlichenlassen.122 I Abschlussbericht FitForAge

Ausgestaltung des Fahrzeugs, welche auf Herstellerseite(Handicare GmbH, Geiselbullach) direkt in die Weiterentwicklungdes Fahrzeugs eingeflossen sind (z. B. Positionierungdes Beschleunigungsreglers und des Blinkhebels,manuelle Bremse, mehr Ladeflächen, Visualisierung desAkkustands). In dieser ersten Erprobungsphase wurde aberauch deutlich, dass das Führen des Fahrzeugs in den folgendenFahrsituationen keineswegs als unproblematischempfunden wurde: öffentlicher Personennahverkehr (z. B.Regionalbahn), Supermarkt, Fußgängerzone, Parkplatz,innerhäuslicher Einsatz. Diese Ergebnisse bestärken dasProjektvorhaben des Teilprojekts „Orienitierungsassistent“(II-2) bzw. „Fußgängerassistenzfahrzeug“ (II-3), die Sicherheitder Scooternutzer durch die Verbesserung der Fahreigenschaftenund die Implementierung von Assistenzfunktionenzu steigern. Im weiteren Verlauf der Sitzung wurdendie entsprechenden Assistenzfunktionen (Voraus- / Hinterherfahren,automatische Hindernisvermeidung, Navigierenan engen Stellen, Parkassistenz) mittels einer PowerPoint-Präsentation eingeführt. Jedoch war es den Teilnehmernnicht möglich, so stark zu abstrahieren, als dass konkreteRückmeldungen zu der Weiterentwicklung dieser Funktionalitätenerarbeitet werden konnten. Die anschließendeGruppendiskussion behandelte deshalb insbesondereÜberlegungen zur Zielgruppe und Kostenerwägungen [7].Nach einer längeren Entwicklungsphase war das Fußgängerassistenzfahrzeugim Dezember 2010 erneut Gegenstandder SEN-PRO-Sitzungen. Die einzelnen Funktionenwaren nun prototypisch auf dem Scooter umgesetzt undso bestand die Möglichkeit, diese den SEN-PRO-Mitgliedernerstmals zu demonstrieren und in Einzelsitzungenzu testen. Um Aussagen über die Effizienz und Effektivitätder neuen Assistenzfunktionen treffen zu können,wurden die Teilnehmer aufgefordert, einen Parcours mitdrei Fahrsituationen (180°-Kurve, enger Flur, Slalom),welche im Rahmen der Fokusgruppen als problematischeingeschätzt wurden, einmal mit und einmal ohne vorherigeAktivierung der Assistenzfunktionen zu durchfahren.Während jeder Testfahrt wurden die benötigte Fahrzeit,das Fehleraufkommen sowie die subjektive Bewertungder Sicherheit durch die Teilnehmer erhoben. Die Ergebnisseder ersten acht Sitzungen zeigen, dass die Aktivierungder Assistenzfunktionen mit kürzeren Fahrzeiten undweniger Fehleraufkommen verbunden ist. Hinsichtlich derSicherheitseinschätzung zeigen sich keine Unterschiedefür die beiden Bedingungen. Aufgrund schlechter Wetterverhältnissewird die Testreihe im Januar 2011 fortgesetzt,sodass den Analysen zur Abschlussbegutachtung einrepräsentativeres Datenset zugrunde liegt. Für die zukünftigeWeiterentwicklung des Fußgängerassistenzfahrzeugswäre nun der nächste Schritt, eine größere Gruppe vonScooternutzern bzw. Personen mit Gehbehinderungen zurekrutieren und den Einsatz der Assistenzfunktionen imAlltag zu erproben. Erst auf dieser Datengrundlage lassensich Aussagen über die spätere Akzeptanz und Nutzungder Entwicklung endgültig treffen.6.1.2.2 Produktivität und Praktikabilität der Methoden(AP 3)Neben der Evaluierung der im Rahmen des Forschungsverbundsentstandenen technischen Lösungen wurde beiden Arbeiten mit dem Seniorenbeirat das Ziel verfolgt,unterschiedliche Methoden der Nutzereinbindung undEvaluation (Fokusgruppen, Nutzertests, Workshops) zuvariieren, um davon Aussagen über die Praktikabilität undProduktivität dieser Herangehensweisen im Zusammenhangmit der Entwicklung alternsgerechter Produkte abzuleiten.Das konkrete Vorgehen sowie die Chancen undSchwierigkeiten der unterschiedlichen Methoden wurdenmittels einer umfassenden Literaturrecherche zusammengetragenund sind im Methodenkatalog für die alternsgerechteProduktentwicklung (AP 4) dargestellt. Darüberhinaus sollten die Produktivität und Praktikabilität derMethoden vergleichend empirisch überprüft werden. ZurBearbeitung dieser Fragestellung wurden die Entwickleraufgefordert, die inhaltliche Relevanz der Ergebnissesowie den organisatorischen Aufwand über einen Online-Fragebogenzu evaluieren. Auch die Mitglieder desSeniorenbeirats bewerteten nach jeder Intervention dieErgebnisse und den Ablauf der Sitzungen mittels einesdafür entwickelten Fragebogens.I 123

6 Fit4Use und Fit4Product – QuerschnittsprojekteFokusgruppe Nutzertest Workshop F p η²N = 59 N = 79 N = 57Interessantheit des Themas(M ± SD) 4,30 ± 0,62 4,62 ±0,73 4,32 ± 0,70 4,61 ,01 ,05Wichtiger Beitrag für dieProduktentwicklung (M ± SD) 3,97 ± 0,70 4,03 ± 0,91 3,79 ± 0,72 1,63 ,20 ,02Einbringung von eigenenBeiträgen (M ± SD) 4,34 ± 0,62 4,42 ± 0,71 4,16 ± 0,74 2,39 ,09 ,02Persönlicher Nutzen aus derSitzung (M ± SD) 3,51 ± 0,82 3,72 ± 1,12 3,30 ± 0,92 3,12 ,05 ,03Tabelle 2: Evaluierung der SEN-PRO-Sitzungen durch dieSEN-PRO-TeilnehmerTabelle 2 fasst die Rückmeldungen der SEN-PRO-Teilnehmerzu den eingesetzten Methoden der Nutzereinbindungzusammen. Vorwegzunehmen ist, dass alle dreiMethoden auf der eingesetzten Likert-Skala (1 = trifft garnicht zu, 5 = trifft voll und ganz zu) im positiven oberenDrittel bewertet wurden. Unterschiede in der Evaluationder Methoden fanden sich hinsichtlich der Interessantheitdes behandelten Themas und dem persönlichen Nutzen,den die Teilnehmer jeweils aus der Sitzung gezogen haben.Im Bezug auf beide Evaluationskriterien wurdenNutzertests besser bewertet als Gruppensitzungen (Fokusgruppe,Workshop; Produktivität). Darüber hinaus gabendie Teilnehmer für alle drei Methoden an, durch dieSitzungsergebnisse einen wichtigen Beitrag für die Weiterentwicklungder begutachteten Produktideen erzieltzu haben (Produktivität). Auch die Möglichkeit, eigeneBeiträge in die Diskussion einzubringen, wurde sowohl inGruppensitzungen (Workshop, Fokusgruppe) als auch inder Einzeltestung zustimmend bewertet (Praktikabilität).Aufseiten der Entwickler zeigt sich ebenfalls ein positivesBild. Die Evaluationsergebnisse belegen, dass alledrei Methoden mittlere bis große Beiträge zur Weiterentwicklungder technischen Lösungen geleistet haben(Produktivität), wobei insbesondere die Durchführungvon Nutzertests mit wertvollen Rückmeldungen zur Funktionalität,Bedienfreundlichkeit und Geräteergonomieverbunden war. Was die tatsächliche Realisierung derSEN-PRO-Rückmeldungen angeht, so war es aus organisatorischenGründen nicht möglich, zu dokumentieren,inwieweit die Rückmeldungen Eingang in den weiterenEntwicklungsprozess nahmen (beispielsweise durch eineAuswertung der Pflichtenhefte). Die Evaluierung der Sitzungsergebnissezeigt jedoch deutlich auf, dass bei Berücksichtigungder Rückmeldungen zusätzliche Kostenfür die Entwicklerteams entstehen. Die Durchführung derSitzungen als solche war jedoch ausschließlich im Hinblickauf die Fokusgruppen mit zusätzlichen Personal- und Materialkostenverbunden (Praktikabilität). Verwunderlich andieser Stelle ist, dass auch der Personalaufwand für dieDurchführung von Nutzertests gering eingeschätzt wurde,da für jede der Sitzungen auch ein technischer Versuchsleiterauf Teilprojektseite benötigt wurde. Die kleinenStichprobengrößen (Fokusgruppe: N = 14, Nutzertest:N = 3, Workshop: N = 1) schränken die Aussagekraft derErgebnisse aber ohnehin ein.Neben den Aussagen zur Produktivität und Praktikabilitätder Methoden lassen sich von den Sitzungen zudemeinige allgemeingültige Ergebnisse für das methodischeVorgehen ableiten. So hat sich gezeigt, dass es den Teilnehmernschneller und besser gelingt, Rückmeldungenzu den einzelnen Entwicklungen zu geben, wenn diesekonkret anhand eines Demonstrators in Kleingruppen àmaximal drei Personen exploriert werden können. Die reinePräsentation von Szenarien erforderte eine umfassendeund detaillierte Einführung und führte häufig zu wenigeraussagekräftigen Ergebnissen (vgl. auch Ergebnisse124 I Abschlussbericht FitForAge

zum Fußgängerassistenzfahrzeug). Was die Gruppenzusammensetzungangeht, so empfiehlt sich eine heterogeneZusammensetzung hinsichtlich Geschlecht, Alter undTechnikerfahrung der Teilnehmer, da das Gruppenklimasonst von den Teilnehmern dominiert wird. Wie auch inanderen Projekten der partizipativen Produktentwicklungzu beobachten ist (z. B. [8]), zeigen die Teilnehmer desSeniorenbeirats großes Interesse an der Bewertung derSitzungsergebnisse durch die einzelnen Teilprojekte. Eineregelmäßige Rückmeldung dieser Ergebnisse sowie eineRe-Evaluation der Entwicklungsfortschritte bestimmensomit auf lange Sicht maßgeblich die Motivation der Teilnehmer,sich weiterhin in den Projekten zu engagieren. Indiesem Sinne wurde für die Mitglieder des Seniorenbeiratsnach etwa einem Jahr Projektlaufzeit (03/2010) eine Ausstellungmit allen FitForAge-Demonstratoren realisiert, beider die etwa 100 Teilnehmer Gelegenheit hatten, mit denEntwicklern direkt in Diskussion zu treten. Für das hoheEngagement der Teilnehmer spricht auch, dass seit Projektbeginnlediglich 7,2 % der Mitglieder vorwiegend auspersönlichen Gründen (z. B. Krankheit, Krankheit einesAngehörigen) aus dem Seniorenbeirat ausgetreten sind.6.1.2.3 Entwicklung der Teilnehmereinstellungenund -kompetenzen (AP 3)Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitstudie wurdeuntersucht, wie sich die Kompetenzen der Mitglieder desSeniorenbeirats durch den Umgang mit modernen Technologienüber den Berichtszeitraum veränderten. Dazuwurden die Teilnehmer zu Beginn der SEN-PRO-Aktivitätensowie nach einem Jahr und nach zwei Jahren Projektlaufzeitaufgefordert, einen Fragebogen auszufüllen, indem sie Angaben zu ihrem soziodemographischen Hintergrund,ihrem Techniknutzungsverhalten, ihrer Einstellunggegenüber Technik und ihren selbstregulativen Strategienmachten. Etwa die Hälfte der Teilnehmer (N = 74)nahm zusätzlich jeweils zu Beginn der Studie und sechsMonate danach an einer Sitzung teil, bei der motorische(Gleichgewicht, Handkraft) und kognitive Fähigkeiten (Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit,Merkfähigkeit,Kreativität, schlussfolgerndes Denken, Worterkennen,Worteinfall) getestet wurden. Hintergrund der Begleitstudieist, dass erfolgreiches Altern mit einer adaptivenAllokation der verbleibenden Ressourcen verbunden ist,welche auch über die Nutzung technischer Innovationenentscheidet [9]. So zeigen aktuelle Studien, dass verringertefluide kognitive Fähigkeiten sowie Technikangst mitgeringerer Techniknutzung einhergehen; zudem scheintdie kristalline Intelligenz im Zusammenhang mit der Nutzungsvielfaltzu stehen (z. B. [10]; [11]). Diese Befundekonnten im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitstudierepliziert und ausgeweitet werden.Die Ergebnisse der Eingangsuntersuchung und der zweitenBefragungswelle bestätigen den positiven Einfluss fluiderkognitiver Fähigkeiten auf die Nutzung technischerInnovationen (β = ,24, p < 05). Darüber hinaus scheintvor allem die Einstellung der SEN-PRO-Teilnehmer ausschlaggebendfür deren Nutzungsverhalten. So berichtenPersonen mit hoher Technikaufgeschlossenheit (β = ,41,p < ,01) und geringem Technikmisstrauen (β = ,31,p < ,01) über vermehrte Techniknutzung. Die Effekte bleibenbei Kontrolle der Einflüsse von Alter, Geschlecht undSchulbildung stabil (R² = ,52, p < .01). Zwar konnten fürdie Teilnahme an SEN-PRO-Sitzungen im Regressionsmodellkeine Haupt- oder Interaktionseffekte zur Vorhersagedes Nutzungsverhaltens gefunden werden, zusätzlicheAnalysen geben jedoch erste Hinweise auf entsprechendeZusammenhänge. So scheint eine häufigere Sitzungsteilnahmeund damit intensive Auseinandersetzung mitmeist prototypischen technischen Innovationen insbesonderebei weiblichen Teilnehmern zu erhöhter Technikskepsisnach einem Jahr Projektlaufzeit zu führen (t = -3,75,p < ,01, d = ,59). Die Expertenteilnehmer berichten imRahmen der zweiten Befragungswelle hingegen übereine leicht erhöhte Techniknutzung (t = -2,78, p < ,01,d = ,21) und höhere Technikaufgeschlossenheit (t = -2,58,p < ,05, d = ,28). Um Aussagen über den Entwicklungsverlauftreffen zu können, sind weitere Befragungszeitpunktenötig. In diesem Sinne werden zur Abschlussbegutachtungbereits die Ergebnisse der dritten Befragungswelle(12/2010) vorliegen.I 125

6 Fit4Use und Fit4Product – QuerschnittsprojekteNeben der beschriebenen Fragebogenstudie wurden imRahmen der wissenschaftlichen Begleitstudie zwei Instrumentezur Erfassung des Techniknutzungsverhaltens ältererPersonen entwickelt. Unter Einbezug von Ansätzen der Lebensspannen-Psychologieund der Forschung zur Technikakzeptanzwurde ein Fragebogen zur Erfassung von technikbezogenenAdaptionsprozessen, das Technology AdaptionInventory (TAI), entwickelt und validiert [12]. Die empirischeUntersuchung erfolgte anhand von drei Studien: eine Online-Studiemit 1670 Teilnehmern, eine Fragebogenstudiemit Teilnehmern mit hoher Technikerfahrung (N = 164) undeine Follow-up-Untersuchung im Abstand von vier Monaten(N = 95). Das Instrument zeigt gute psychometrische Eigenschaftensowie erste Hinweise auf Konstrukt- und Kriteriumsvalidität.Die empirischen Skalen konnten das Interessean technischen Innovationen, die Technikkompetenz sowiedie Einschätzung der Nutzungshäufigkeit im Selbstberichtvorhersagen. In einer zweiten Fragebogenuntersuchungwurde die Frage aufgegriffen, inwieweit die Nutzung modernertechnischer Geräte durch Unterstützungsleistungenaus dem sozialen Umfeld Beeinflussung findet. In diesemZusammenhang wurde ein Fragebogen zur sozialen Einbettunggerätespezifischer Nutzung (F-SEGEN) erarbeitet, derauf etablierten Instrumenten der Beziehungsforschung (z. B.Graphical Closeness Scale; [13]) aufbaut. Die Ergebnisseeiner ersten Studie (N = 63) bestätigen theoretische Überlegungen,wonach entsprechende Ansprechpartner im sozialenUmfeld die Anschaffung und Nutzung ausgewähltertechnischer Geräte positiv beeinflussen können, insbesonderefür Frauen, welche im Allgemeinen auch über geringereErfahrung im Umgang mit Technik berichten.6.1.2.4 Methodenkatalog für die alternsgerechteProduktentwicklung (AP 4)Die Ergebnisse und Erfahrungen, die im Rahmen desForschungsverbunds in beiden Querschnittsprojektenerarbeitet wurden, werden in einem gemeinsamen Methodenkatalogfür die alternsgerechte Produktentwicklungzusammengeführt. Dieser ist als Leitfaden für entwickelndeIngenieure und Informatiker konzipiert undsoll inhaltliche wie organisatorische Empfehlungen fürdie Anwendung von Individualisierungs- und Modularisierungsstrategiensowie die Einbindung älterer Nutzer inden Entwicklungsprozess geben. Um die Anwender desMethodenkatalogs für die Bedürfnisse und Fähigkeitenälterer Personen zu sensibilisieren, wird die adressierteNutzergruppe (drittes Lebensalter) in einem einleitendenKapitel hinsichtlich typischer altersbedingter Veränderungender sensorischen, motorischen und kognitiven Fähigkeitensowie emotionaler und motivationaler Bedürfnissebeschrieben (vgl. Arbeiten zum Kompetenzkatalog, AP4.2). Im Mittelpunkt der Publikation stehen jedoch diesystematische Einordnung von unterschiedlichen Methodender Nutzereinbindung (Fit4Use) und Möglichkeitender Individualisierung und Modularisierung (Fit4Product)in das ForFlow-Prozessmodell [14]. Die eingeführtenMethoden werden umfassend sowohl hinsichtlich inhaltlicherals auch organisatorischer Aspekte, und abschließendam Beispiel des Teilprojekts II-1, „Fitnessbegleiter“,exemplarisch beschrieben. Der Methodenkatalog wirdden Gutachtern bei der Abschlussbegutachtung in seinerfinalen Form vorliegen. Die Veröffentlichung als Buchpublikationerfolgt unter Berücksichtigung der Rückmeldungenaus dem Gutachtergremium wie auch aus demForschungsverbund.Nach dem Tod von Frau Prof. Dr. Marianne Hammerlhat Prof. Dr. Frieder R. Lang vom Institut für Psychogerontologieder Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnbergmit dem Einverständnis der BayerischenForschungsstiftung zum 01.04.2008 die Leitung desQuerschnittsprojekts Fit4Use übernommen. Diese Umstrukturierunghat auch Änderungen im Arbeitsplan nachsich gezogen. So waren die Gründung des Seniorenbeiratsfür die Produktentwicklung (SEN-PRO) und die damitverbundene Studie zur Untersuchung der Kompetenzentwicklungals solche nicht explizit im Antrag vorgesehen,wurden jedoch sehr frühzeitig als eine mögliche Lösungder alle Teilprojekte verbindenden Querschnittsfunktiondes Fit4Use-Projekts erkannt und konsequent weiterentwickelt.In der Rückschau haben sich beide Forschungs-126 I Abschlussbericht FitForAge

themen als unumgänglich für das Verständnis der Akzeptanzund Nutzung von Technik im höheren und hohenErwachsenenalter sowie die Ableitung des Methodenkatalogserwiesen.6.1.3 Zusammenarbeit mit den Themenfeldernund den IndustriepartnernÜber den gesamten Projektverlauf fanden regelmäßigeAbsprachen mit dem Querschnittsprojekt Fit4Productstatt. Im ersten Projektjahr wurden zwei Querschnittsworkshopsabgehalten (05/2008, 09/2008), welche dieuniversitären Projektpartner des gesamten Verbunds fürdie sehr heterogenen Bedürfnisse einer älteren Zielgruppesensibilisieren und über das methodische und organisatorischeVorgehen der Querschnittsprojekte informierensollten. Im dritten Projektjahr (04/2010) fand eine gemeinsameSitzung des Seniorenbeirats für die Produktentwicklung(SEN-PRO) zum Thema „Altersgerechte Gestaltungvon Bedienschnittstellen“ statt. Dabei wurden dieSEN-PRO-Teilnehmer aufgefordert, ausgewählte Produkteigenschaftenfür unterschiedliche Anwendungskontextezu priorisieren. Auf diese Weise konnten die Arbeiten zurModularisierung und Individualisierung von altersgerechtenProdukten validiert und weiterentwickelt werden.Zum Projektende entsteht mit dem gemeinsamen Methodenkatalogfür die alternsgerechte Produktentwicklungeine interdisziplinäre Publikation, welche die verhaltenswissenschaftlichenMethoden der Nutzereinbindung indas ingenieurwissenschaftliche ForFlow-Prozessmodell[14] integriert und das methodische Vorgehen der beidenQuerschnittsprojekte einer breiten Öffentlichkeit zugänglichmacht.Da die drei Themenfelder Fit4Life, Fit4Mobility undFit4Work unterschiedliche Schwerpunkte bezüglich derZielgruppe setzen (Erwerbsalter bis ins hohe Erwachsenenalter),gestaltete sich die Kooperation mit den einzelnenTeilprojekten sehr vielschichtig und reichte von derBeratung auf Basis von Literaturrecherchen bis hin zurDiskussion und Evaluation der Projektinhalte durch denSeniorenbeirat. Insbesondere mit den Themenfeldern Fit-4Life und Fit4Mobility bestand über die gesamte Projektlaufzeiteine intensive Zusammenarbeit. Die Entwicklungender acht Teilprojekte waren in regelmäßigen Abständenund bis zu drei Mal Gegenstand der Sitzungen des Seniorenbeirats.Eine Übersicht über die einzelnen Themen undeingesetzten Methoden findet sich in Tabelle 1. Die Bewertungund Umsetzung der darin erzielten Ergebnisse kannKapitel 6.1.2 und den Abschlussberichten der einzelnenTeilprojekte entnommen werden. Durch die Teilnahmedes Querschnittsprojekts Fit4Use an allen Quartals- undProjekttreffen war es zudem möglich, den Teilprojektenbereits in frühen Entwicklungsphasen beratend zur Seitezu stehen und Funktionalitäten und mögliche Anwendungsbereichenoch vor deren prototypischer Implementierungzu diskutieren (z. B. Teilprojekt II-2/3: Voraus- bzw.Hinterherfahren des Scooters Teilprojekt II-1: Einsatz desFitnessbegleiters für die Rehabilitation von leichten kognitivenBeeinträchtigungen).Das Themenfeld Fit4Work adressiert primär Mitarbeiterder Montage und physischen Logistik, die sich im jüngerenbis mittleren Erwachsenenalter befinden und oftmals überlangjährige Erfahrung in ihrem Tätigkeitsbereich verfügen.In gemeinsamem Einvernehmen mit den einzelnen Teilprojektenwurde daher davon abgesehen, den Seniorenbeiratfür die Evaluation der entstandenen Prototypen einzusetzen,und diese anstelle dessen direkt in den beteiligten Industrieunternehmenvorzunehmen. Die Zusammenarbeitbestand daher vorrangig in einer intensiven Beratung derdrei Teilprojekte bezüglich der Bedürfnisse und Kompetenzenälterer Mitarbeiter (z. B. hinsichtlich Interface-Design,Arbeitsorganisation). Darüber hinaus wurden in Kooperationmit dem Teilprojekt III-2 „Logistiksysteme und Organisation“zwei Studien zur Ermittlung von Einflussfaktoren fürdie Arbeitsmotivation und Arbeitszufriedenheit von Arbeitnehmernaus unterschiedlichen Arbeitskontexten durchgeführt.Über einen Online-Fragebogen (zugänglich unter:http://www.gerotest.de) wurden Personen mit Büroarbeitsplätzenrekrutiert (08/2009 bis 10/2009; N = 287). Die GeisIndustrie-Service GmbH ermöglichte zusätzlich die Rekru-I 127

6 Fit4Use und Fit4Product – Querschnittsprojektetierung einer Vergleichsgruppe aus der operativen Logistik(03/2010; N = 29). Die Ergebnisse beider Studien zeigen,dass sowohl Arbeitszufriedenheit als auch Belastungserlebenüber das Erwerbsalter stabil bleiben. Auch anderePersoneneigenschaften (wie z. B. Geschlecht, Bildung, Persönlichkeit)scheinen das Wohlbefinden am Arbeitsplatz ingeringerem Maße zu beeinflussen als die vorherrschendenArbeitsplatzbedingungen (z. B. Handlungsspielraum undVielseitigkeit der Arbeit, soziale Einbindung, quantitativeArbeitsbelastung; [15]). Die Ergebnisse unterscheiden sichnicht für Teilnehmer mit Büroarbeitsplätzen und Arbeitnehmeraus der operativen Logistik und betonen damit, dassArbeitgeber mit der Gestaltung von mitarbeitergerechtenArbeitsumwelten eine maßgebliche Verantwortung für dasWohlbefinden der Belegschaft tragen.Was die Zusammenarbeit mit den Industriepartnern betrifft,so erfolgte diese zumeist in Kooperation mit demTeilprojekt III-2 „Logistiksysteme und Organisation“. Mitder szenaris GmbH bestand eine indirekte Zusammenarbeitüber die gemeinsame Bearbeitung der Themen Mitarbeiterqualifizierungund -motivation (AP 5; Teilprojekt III-2).Die Kooperation mit bayme vbm bestand über die gemeinsameOrganisation des FitForAge-Workshops (11/2008)und der beiden FitForAge-Kongresse (11/2009, 11/2010)im Haus der Bayerischen Wirtschaft in München. Darüberhinaus finanzierte bayme vbm die Fit4Work-Buchpublikation„Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltung in Produktionund Logistik“, in der auch Beiträge des QuerschnittsprojektsFit4Use enthalten sind.6.1.4 AusblickDer Seniorenbeirat für die Produktentwicklung (SEN-PRO)hat sich als sehr erfolgreiches Instrument für die alternsgerechteProduktentwicklung erwiesen und soll deshalbauch über die Projektlaufzeit hinaus fortgeführt werden.Über die Durchführung von Fokusgruppen, Befragungenund Nutzertests mit dieser technikinteressierten Gruppekonnten gerade in frühen Produktentwicklungsphasenwichtige Implikationen für die Ausgestaltung der Produktideender einzelnen Teilprojekte erarbeitet werden. Dabeiwurde in den ersten zwei Jahren und nach Pilotierungenerkannt, dass die hier verwendeten Methoden der Nutzereinbindungvor allem für das dritte Lebensalter geeigneterscheinen. Eine Einbindung von älteren und gesundheitlicheingeschränkten Nutzern erfordert eine stärkerklinisch orientierte Forschungsmethode. Um in Zukunftauch Aussagen über die Chancen (z. B. verbesserte kognitiveFähigkeiten, Selbständigkeit, Alltagskompetenz) undRisiken der Nutzung technischer Lösungen (z. B. sozialeIsolation, Verlernen von Fähigkeiten) im dritten wie auchvierten Lebensalter treffen zu können, bedarf es längsschnittlicherUntersuchungen des Einsatzes technischerLösungen im Alltag unter kontrollierten Bedingungen. Indiesem Zusammenhang soll die Stichprobe anhand zielgruppenspezifischerKriterien ausgeweitet werden.So ist geplant, den Fitnessbegleiter in Kooperation mit denPartnern des Teilprojekts II-1 (Fraunhofer-Institut für IntegrierteSchaltungen IIS, Institut für Sportwissenschaftender Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg)zu einem sensorgestützten Trainingsprogramm für dieRehabilitation von Menschen mit leichten kognitiven Beeinträchtigungenweiterzuentwickeln und dieses an einerGruppe Betroffener im Rahmen einer klinischen Studie zuevaluieren (BMBF-Forschungsantrag, in Begutachtung).Um die Akzeptanz und Nutzung technischer Lösungenim Alter zu verstehen, wird es zudem nötig sein, die Interaktionund das Problemlöseverhalten älterer Personenin Bezug auf technische Produkte in finalen Entwicklungsstadienzu untersuchen. Neuere Forschungsmethoden,wie zum Beispiel Eye-Tracking-Verfahren, bieten dieMöglichkeit, Interaktionsprozesse detailliert zu erfassen.Mittels entsprechender experimenteller Studien sollenspezifische Interaktionsmuster für ältere Nutzer mit unterschiedlichenAusgangsbedingungen (z. B. kognitiveFähigkeiten, Technikerfahrung) ermittelt werden. Davonlassen sich wiederum direkte Implikationen für die Gestaltungvon technischen Umwelten ableiten.128 I Abschlussbericht FitForAge

6.1.5 Literatur[1] Melenhorst, A.-S.; Rogers, W. A.; Bouwhuis, D. G.: OlderAdults’ Motivated Choice for Technological Innovation:Evidence for Benefit-Driven Selectivity, in: Psychologyand Aging, 21, 2006, S. 190–195[2] Mollenkopf, H.: Assistive Technology: Potential andPreconditions of Useful Applications, in: Charness, N.;Schaie, K. W. (Eds.): Impact of Technology on SuccessfulAging, Springer, New York, 2003, S. 203–214[3] Lindenberger, U.; Lövdén, M.; Schellenbach, M.; Li,S.-C.; Krüger, A.: Psychological Principles of SuccessfulAging Technologies: A Mini-Review, in: Gerontology, 54,2008, S. 59–68[4] Orpwood, R.; Bjorneby, S.; Hagen, I.; Mäki, O.; Faulkner,R.; Topo, P.: User Involvement in Dementia ProductDevelopment, in: Dementia, 3, 2004, S. 263–279C.; Antonucci, T.; Smith, J. (Eds.): Handbook of LifespanDevelopment, Springer, New York, in press[10] Arning, M.; Ziefle, M.: Effects of Age, Cognitive, andPersonal Factors on PDA Menu Navigation Performance,in: Behaviour & Information Technology, 28, 2009,S. 251–268[11] Czaja, S. J.; Charness, N.; Fisk, A. D.; Hertzog, C.;Nair, S. N.; Rogers, W. A.; Sharit, J.: Factors Predicting theUse of Technology: Findings from the Center for Researchand Education on Aging and Technology Enhancement(CREATE), in: Psychology of Aging, 21, 2006, S. 333–352[12] Kamin, S.: Technology Adaption Inventory: Reliabilityand Validity, Unveröffentlichte Masterarbeit, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Oktober 2010[13] Wagner, J.; Lang, F. R.; Wrzus, C.; Neyer, F. J.: CanYou Picture Your Relationship? ipg Research Note, 2/2009[5] Taylor, S.: A New Approach to Empowering OlderPeople’s Forums: Identifying Barriers to Encourage Participation,in: Practice, 18 (2), 2006, S. 117–128[6] Sarodnik, F.; Brau, H.: Methoden der Usability Evaluation:Wissenschaftliche Grundlagen und praktische Anwendung,Huber, Bern, 2006[7] Eck, D., Schilling, K.; Abdul-Majeed, A., Thielecke, J.;Richter, P.; Gutierrez-Boronat, J.; Schens, I.; Thomas, B.;Williger, B.; Lang, F. R.: Mobility Assistance for Elderly People,in: Journal of Bionics and Biomechanics, accepted[8] Fisk, A. D.; Rogers, W. A.; Charness, N.; Czaja, S. J.;Sharit, J.: Designing for Older Adults (2nd edition), Taylor& Francis, Boca Raton, FL, 2009[14] Krehmer, H.; Eckstein, R.; Lauer, W.; Roelofsen, J.;Stöber, C.; Troll, A.; Zapf, J.; Weber, N.; Meerkamm, H.;Henrich, A.; Lindemann, U.; Rieg, F.; Wartzack, S.: DasForflow-Prozessmodell zur Unterstützung der multidisziplinärenProduktentwicklung, in: Konstruktion, 10,2010, S. 59–68[15] Williger, B.; Lang, F. R.: Wohlbefinden am Arbeitsplatz:(K)eine Frage des Alters?, in: Gerhäuser, H.; Günthner,W. A.; Lang, F. R.; Reinhart, G.; Schilling, K. (Hrsg.):Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltung in Produktion undLogistik, Studie aus dem Bayerischen ForschungsverbundFitForAge, ISBN: 978-3-941702-16-5, München, 2010,S. 15–33[9] Lang, F. R.; Rohr, M. K.; Williger, B.: Modeling Successin Lifespan Psychology – The Principles of Selection, Optimization,and Compensation, in: Fingerman, K.; Berg,I 129

6 Fit4Use und Fit4Product – Querschnittsprojekte6.1.6 Arbeits- und ZeitplanArbeitsplan: Fit4UseAP 1: Methoden der NutzereinbindungAP 1.1: LiteraturrechercheAP 1.2: Planung und Umsetzung von NutzerstudienAP 1.3: Begleitstudie zur KompetenzentwicklungMeilenstein 1: NutzereinstellungenAP 2: Methoden der EvaluationAP 2.1: LiteraturrechercheAP 2.2: Planung und Umsetzung von EvaluationenMeilenstein 2: Abschluss der EvaluationenAP 3: Praktikabilität und Wirkung von NutzereinbindungenAP 3.1: Konzeption der StudieAP 3.2: Auswertung der ErgebnisseMeilenstein 3: AbschlussberichtAP 4: Methodenkatalog für die alternsgerechte ProduktentwicklungAP 4.1: Modell der Vitalitäts- / GesundheitsassistenzAP 4:2: KompetenzkatalogAP 4.3: Zusammenführung der ErgebnisseMeilenstein 4: MethodenkatalogZeitplanJahr 2008 2009 2010Quartal 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4Zeitraum der laufenden ArbeitMeilensteinÄnderung der Antragstellung130 I Abschlussbericht FitForAge

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6 Fit4Use und Fit4Product – Querschnittsprojekte6.2 Fit4Product – Berücksichtigung vontypischen altersbedingten Leistungseinschränkungenin der ProduktentwicklungLehrstuhl für Konstruktionstechnik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergProjektleitung: Prof. Dr. Ing. Harald MeerkammMitarbeiter: Dipl.-Ing. Christina StöberIndustriepartner: Pearson Assessment & InformationGmbH, Frankfurt/Main; TRIKON Engineering GmbH,Stammham6.2.1 Forschungsumfeld und ZielsetzungDas Ziel des Querschnittsprojekts Fit4Product war es,ausgehend von der präzisen Erfassung der Anforderungen,Methoden und Werkzeuge zu entwickeln, die eineerforderliche Individualisierung von Produkten für leistungseingeschränkteMenschen leicht und kostengünstigermöglichen.einer Individualisierungsstrategie im Produktentwicklungsprozess(Abbildung 1). Die Anpassungsmöglichkeit vonProdukten auf Leistungseinschränkungen muss bereits inder Produktstruktur vorgesehen werden. Dazu wird einentsprechender Modularisierungsansatz zur Verfügunggestellt. Um die Akzeptanz des Produktnutzers frühzeitigin der Entwicklung von individualisierten Produkten fürleistungseingeschränkte Personen zu erfassen und abzusichern,werden Methoden der Nutzerpartizipation bereitsin den frühen Phasen der Produktentwicklung eingebunden.Ein weiteres Ziel war, in Zusammenarbeit mit Fit4Use,die Erstellung eines Methodenkatalogs, der als Leitfadenfür Produktentwickler bei der Entwicklung von Produktenfür leistungseingeschränkte Personen dient. Außerdemwerden die Produktentwickler bei der Ausgestaltung derProdukte mit entsprechenden Richtlinien zur Umsetzungvon Leistungseinschränkungen unterstützt.6.2.2 ErgebnisseIm Folgenden wird auf die Ergebnisse der drei fokussiertenThemenbereiche näher eingegangen.Abbildung 1: Entwicklungsprozess von seniorengerechten ProduktenDazu wurden drei Themenbereiche in der Produktentwicklungals Schwerpunkt betrachtet: Das Bereitstellen einesKatalogs mit Leistungseinschränkungen, das Einbeziehenvon Methoden der Nutzerpartizipation und das Verankern6.2.2.1 Richtlinien-Katalog mit LeistungseinschränkungenZiel war es, Produktentwicklern während des ProduktentwicklungsprozessesRichtlinien zur Verfügung zu stellen,132 I Abschlussbericht FitForAge

die in Abhängigkeit vom zu konstruierenden Produkt, dervorliegenden Leistungseinschränkungen und des aktuellenProzessschrittes bereitgestellt werden. Gestaltungsrichtlinienliefern dem Produktentwickler Hinweise undInformationen bei der Entwicklung von Produkten. Geradebei der seniorengerechten Produktentwicklung sindsolche Richtlinien von besonders hoher Relevanz, da diesensorischen, motorischen und kognitiven Einschränkungenund ihre Folgen für den Umgang mit technischen Gerätenund Systemen dem Produktentwickler oft nicht auseigener Erfahrung bekannt sind.Vorhandene Richtlinien zur altersgerechten Produktgestaltungwurden identifiziert und analysiert. Die Analysebezog sich auf verschiedene Produktgruppen wie Haushaltsgeräte,Arbeitsplätze und Software-Ergonomie. Eswurde untersucht, in welchem Rahmen Produktentwicklerdurch Richtlinien bei der Umsetzung von alterstypischenLeistungseinschränkungen unterstützt werden. Die deutlicheMehrheit der Normen geht nicht direkt auf seniorengerechteoder barrierefreie Gestaltung ein. Die meistenRichtlinien behandeln die Themen Ergonomie und Arbeitssicherheit.Ein wesentliches Problem beim Aufstellenkonkreter Richtlinien ist die Individualität der Einschränkungenund das möglichst genaue Eingehen auf die zuberücksichtigenden Leistungseinschränkungen. Die Produktentwicklerbekommen zwar genügend generelle Hinweisezur ergonomischen bzw. barrierefreien Gestaltung,konkrete Angaben bezüglich individueller Einschränkungen,an die sie sich halten können, liegen in den meistenFällen aber nicht vor. Bei Beschriftungen und Stellteilenwird beispielsweise häufig eine gute Lesbarkeit oder großeAusführung gefordert, exakte Angaben fehlen jedoch.Zusammen mit Ärzten, medizinischem Fachpersonal, Psychologenund Sportwissenschaftlern sind die Leistungseinschränkungenzu erfassen und unter Einbeziehung derFaktoren der Lebensqualität in technische Anforderungenumzusetzen. Aufbauend auf der Analyse der Richtlinienwurden Felder aufgedeckt, die nur unzureichend Unterstützungfür den Entwickler von Produkten für leistungseingeschränktePersonen bieten. Hier werden Hinweisegegeben, welche Informationen – wie beispielsweise dieErmittlung der Handkraft – für die Ausgestaltung einesProdukts wichtig sind. Die erarbeiteten Ergebnisse wurdenin einem Prozessmodell verankert (siehe AbschnittProzessmodell), die dem Produktentwickler bei der Informationsbeschaffungüber Leistungseinschränkungen undder Umsetzung zu konkreten technischen Anforderungenhelfen (siehe Methodenkatalog).Außerdem werden die Produktentwickler darauf hingewiesen,dass bei der Lösungsfindung auf andere Sinneausgewichen werden kann, um eine Einschränkung zukompensieren. Ist ein Sinn eingeschränkt, wird ange-Abbildung 2: Datenbank mithilfestellungen für ProduktentwicklerI 133

6 Fit4Use und Fit4Product – Querschnittsprojektestrebt, dass ein nicht beeinträchtigter Sinn die Aufgabedes eingeschränkten Sinnes übernimmt (z. B. statt gedruckterBedienungsanleitung akustische Unterweisungin Form einer beigelegten CD). Zur Unterstützung derEntwickler in den Fragestellungen „Wann muss welcheRichtlinie beachtet werden?“ und „Welche Erweiterungenmüssen beachtet werden?“ wurde ein Datenbanksystemprototypisch umgesetzt (Abbildung 2).Als Datengrundlage dienen Normen, Richtlinien und Gestaltungshinweise.Am Anfang der Produktentwicklungist es wichtig, für die jeweilige Nutzergruppe Nutzerprofileaufzustellen (siehe Methodenkatalog). In Abhängigkeitvon dem aufgestellten Eigenschaftsprofil des Produkts,das abhängig von der Produktgruppe ist, kann eine Eigenschaftslistegeneriert werden, die beispielsweise in Gruppeninterviewsgewichtet werden kann. Dieser Ansatzwurde mithilfe des Seniorenbeirats für Produktentwicklung(SEN-PRO) in Zusammenarbeit mit Fit4Use validiert.Die Senioren testeten verschiedene Produkte. Aufgrundder abgeleiteten Nutzerprofile und der Eigenschaftsprofilein Abhängigkeit der Produktgruppe konnten gewichteteEigenschaftslisten erstellt werden, die Rückschlüsse aufdie wichtigsten Produkteigenschaften geben. In Abhängigkeitdieser Faktoren werden dem Produktentwicklerin Bezug auf seine Tätigkeit im jeweiligen Prozessschrittdie wichtigsten Richtlinien, Normen und Gestaltungshinweiseangezeigt. Die Hilfestellungen sind nach Bauer [1]aufzubereiten, indem die angesprochenen Eigenschaftenund Merkmale in den Richtlinien identifiziert werden.6.2.2.2 ModularisierungsstrategieDer Fokus dieses Arbeitspakets war es, eine Individualisierungsmöglichkeitfür Produkte zu schaffen, die dieUmsetzung der geforderten Produkteigenschaften, dieaus den erfassten Nutzerbedürfnissen abgeleitet werden,kostengünstig ermöglichen. Um diesen Anforderungengerecht zu werden, muss der Individualisierungsansatzbereits in der Produktstruktur verankert sein. Dazu wirdeine geeignete Modularisierungsstrategie benötigt, dieim Folgenden vorgestellt wird. Zuvor wird genauer aufdas Thema „Berücksichtigung von Leistungseinschränkungenim Produktentwicklungsprozess“ eingegangen,da es stark mit der Modularisierung verknüpft ist.6.2.2.3 Berücksichtigung vonLeistungseinschränkungenDie Klärung der Anforderungen gilt als Grundvoraussetzungfür eine erfolgreiche Produktentwicklung, sie ist entscheidendfür das Finden entsprechender Lösungsansätzefür die vorliegende Aufgabenstellung. Bei der Entwicklungvon Produkten für leistungseingeschränkte Personenmüssen aus rein technischer Sicht der Anforderungsklärungzusätzliche Schritte parallel geschaltet werden, dadie Kernkompetenz von Produktentwicklern nicht in dermedizinischen Erhebung von Leistungseinschränkungenliegt. Deswegen ist eine Zusammenarbeit von Ärzten,medizinischem Fachpersonal, Psychologen, Sportwissenschaftlernund Ingenieuren bei der Anforderungsklärunggerade am Anfang des Produktentwicklungsprozessesunabdingbar. In diesem Team werden aus den Symptomender identifizierten Nutzergruppe Leistungseinschränkungenabgeleitet. Leistungseinschränkungen könnennach Biermann und Weißmantel [2] in vier Kategorieneingeteilt werden: Es können Einschränkungen der Sinne,des Geistes, des Körpers sowie der Stimme bzw. derSprache vorliegen.Bei der Konzeption eines Produkts für ältere Menschenmüssen neben körperlichen Einschränkungen auch dieschwächer werdenden kognitiven Fähigkeiten beachtetwerden, da diese ein Nachlassen in der Informationsverarbeitung,des Gedächtnisses sowie der Reaktionsfähigkeitenund der Koordination zur Folge haben. Die durchden Alterungsprozess verursachten körperlichen Leistungseinschränkungenhaben Einfluss auf die Beweglichkeit,die Ausdauer oder die Kraft, mit der ein Produktbedient werden kann. Nach der systematischen Zusammenstellungvon Leistungseinschränkungen müssen diesein technische Anforderungen übersetzt werden. Es istder Einstiegspunkt für Produktentwickler, für definierteAufgabenstellungen Lösungsansätze abzuleiten. Fer-134 I Abschlussbericht FitForAge

ner ist es für die Konzeption der Module eines Produktswichtig, die Ausprägung einer Leistungseinschränkungzu berücksichtigen, um diese in der Gestaltung und Anpassbarkeitfrühzeitig umzusetzen. Diese Ausprägungenlassen sich in fünf Stufen klassifizieren, die mit der Funktionszuordnungzum Modularisierungskonzept korrelieren(Abbildung 3).sind die abgeleiteten Anforderungen aus der Leistungseinschränkungstark zu priorisieren und alsTeilfunktion im Produkt umzusetzen.• Als Hauptfunktion müssen Anforderungen realisiertwerden, die aus den Leistungseinschränkungenabgeleitet werden, welche älteren Personen keinselbständiges Agieren mehr ermöglichen.Abbildung 3: Verknüpfung von Leistungseinschränkungen mit Funktionszuordnung• Wenn noch keine oder nur ansatzweise eine Leistungseinschränkungvorhanden ist und die Personnoch selbständig leben kann, ist eine Unterstützungoptional in das Produkt zu integrieren.• Ist die Person noch in der Lage, selbständig zu leben,benötigt allerdings aufgrund des Ausbrechens einerErkrankung, wie einer anfänglichen altersbedingtenFehlsichtigkeit, eine leichte Unterstützung (z. B.Vergrößerung der Schrift), wird das entsprechendeModul optional / obligatorisch in die Produktstruktureingebunden.• Bei weiterem Fortschreiten einer Leistungseinschränkung,wie etwa bei der Einschränkung vonhaptischen Fähigkeiten durch Arthritis, wird eineleichte Unterstützung benötigt (z. B. Anbringen vonHebehilfen), die obligatorisch in die Produktstruktureingebunden wird.• Ist eine Leistungseinschränkung stärker ausgeprägt,sodass eine Unterstützung im Alltag benötigt wird,Die Berücksichtigung der Dimensionen von Lebensqualitätwie Freude, Würde und Selbständigkeit ist bei derEntwicklung von seniorengerechten Produkten essenziell.Dies erfolgt einerseits über die Funktionsfestlegung,da hierbei der Grad der Unterstützung festgelegt wird –dabei muss überprüft werden, ob der Grad angemessenoder für eine Person entwürdigend ist. Andererseits sinddie Dimensionen der Lebensqualität während des Produktentwicklungsprozessesimmer wieder zu überprüfen.6.2.2.4 Festlegen der ProduktstrukturWegen des hohen angestrebten Individualisierungsgradsgenügt eine Modularisierung auf Baugruppenebene nicht,sondern muss auf Produktstrukturebene abgebildet werden.Dazu werden fixe und variable Bereiche festgelegt.Für dieses Vorgehen bildet der Ansatz von Lindemann dieGrundlage [3]. Die fixen Bereiche stellen den unveränderlichenKern des Produkts dar, der als Erstes definiert bzw.über entsprechende Methoden identifiziert wird. DieseI 135

6 Fit4Use und Fit4Product – QuerschnittsprojekteBereiche sind nicht geeignet für eine Individualisierung,da eine Veränderung der Grundfunktion und -strukturweitreichende Folgen haben würde. Zu den variablenBereichen, in denen unterschiedliche Individualisierungsgradefestgelegt und realisiert werden können, zählenobligatorische Alternativen, optionale Elemente, skalierbareBereiche, prinzipielle Lösungen und definierte bzw.allgemeine Freiräume. Die geeignete Festlegung und dieÜberprüfung der Modulschnittstellen sind bei der Modularisierungsstrategieessenziell.Die obligatorischen Alternativen sind Muss-Elemente, dieunerlässlich für die Produktfunktion sind. Dazu gehörtbeispielsweise die Auswahl des Antriebs in bestimmtenAusprägungen. Zur Ergänzung des fixen Bereichs umvordefinierte Wahlmöglichkeiten sind optionale Elemente(Kann-Elemente) zu definieren. Diese können zumBeispiel Zubehörteile umfassen. In den skalierbaren Bereichenkönnen innerhalb vordefinierter Grenzen undfestgelegter Regeln kundenspezifische Anpassungen,wie z. B. bei Leistungsparametern oder geometrischenAbmessungen, erfolgen. Bei prinzipiellen Lösungen wiebei Schaltern, Abdeckungen oder Blenden können aufBasis vordefinierter Wirk- oder Gestaltungsprinzipienindividuelle Kundenwünsche umgesetzt werden. In dendefinierten Freiräumen kann individuell gestaltet werden,wenn die Gestaltungsmöglichkeiten vorgeplant bzw.vorgesehen sind (z. B. Gehäuseform). Dies bedingt frühzeitigeBerücksichtigung in der Produktstrukturplanung,wenn auch Zusatzfunktionen umsetzbar sein sollen. AlsErgänzungskonzept für individualisierte Produkte könnenDienstleistungen geplant werden. Von einer Produktstrukturkönnen unterschiedliche strukturelle Variantenexistieren, verschiedene Modellreihen und Produkttypen,die verschiedene fixe und variable Bereiche beinhalten.Nach der Einteilung der Module mit ihrem Individualisierungsgradwerden die fixen Bereiche vollständig ausgestaltetund die variablen Bereiche je nach Grad derIndividualisierung vorbereitet bzw. fertiggestellt. NachVorbereitung des individualisierten Produkts wird bei derBestellung des Produkts vom Nutzer der Adaptionsprozessin der Entwicklung gestartet. Dieser Prozess ist zur individuellenAnpassung des Produkts an den speziellen Nutzermit den vorliegenden Leistungseinschränkungen vorgesehen.Hier werden den Produktentwicklern jeweils Hinweisegegeben, wo im Prozess mit welchem Modul erneut gestartetwerden muss, um eine fertige Ausgestaltung desgesamten Produkts zu erhalten. Im Verlauf des Produktentwicklungsprozessessind immer wieder Überprüfungen derEigenschaften des Produkts verankert. Ferner müssen auchdie sensorische, kognitive und motorische Nutzbarkeit desProdukts und der Module überprüft werden.6.2.2.5 NutzereinbindungIn Zusammenarbeit mit Fit4Use wurden Methoden fürdie Einbindung von potenziellen Endnutzern (im Falle desFitForAge-Projekts: Senioren des dritten Lebensalters) in denProduktentwicklungsprozess eingeordnet. Es entstand einLeitfaden für die altersgerechte Produktentwicklung, derauf dem aktuellen Stand der Literatur und den in Fit4Use(Nutzereinbindung, Nutzerbedürfnisse) sowie Fit4Product(Individualisierungs- und Modularisierungsstrategien) erarbeitetenMethoden aufbaut. Der Methodenkatalog hatals Zielgruppe entwickelnde Ingenieure und Informatiker.Diese sollen für die Bedürfnisse und Fähigkeiten ältererPersonen sensibilisiert werden. In einem einleitenden Kapitelwird deshalb die Nutzergruppe hinsichtlich typischeraltersbedingter Veränderungen der sensorischen, motorischenund kognitiven Fähigkeiten sowie emotionaler undmotivationaler Bedürfnisse beschrieben. Ferner wird einProduktentwicklungsprozess für die Entwicklung altersgerechterProdukte vorgestellt. Dabei stehen die im Rahmenvon FitForAge erarbeiteten Methoden wie Individualisierung,Modularisierung und Einbindung von potenziellenEndnutzern im Fokus. Am Beispiel des Fitnessbegleiterswerden der Produktentwicklungsprozess und die verwendetenMethoden exemplarisch aufgezeigt.6.2.2.6 Einordnung der erarbeiteten Ansätze inden ProduktentwicklungsprozessDie Umsetzung der entwickelten Strategien bedingt eineIntegration der Ansätze in den Produktentwicklungspro-136 I Abschlussbericht FitForAge

zess. Da diese nicht in existierenden Prozessmodellen vorhandensind, ist eine Erweiterung eines Prozessmodellsnötig. Als Grundlage dient das FORFLOW-Prozessmodell,das im Bayerischen Forschungsverbund für Prozess- undWorkflow-Unterstützung zur Planung und Steuerung derAbläufe in der Produktentwicklung-FORFLOW entwickeltwurde [4]. Die Aspekte der verstärkten Einbeziehungvon Nutzern in den Produktentwicklungsprozess sowiedie Aspekte der Modularisierung und Individualisierungund der zur Verfügungstellung eines Katalogs mit Leistungseinschränkungenmit entsprechenden Richtlinien,wurden in das Prozessmodellintegriert. Abbildung 4zeigt beispielhaft die Erweiterungdes Prozessmodellsan Schritt 1 „Klären undPräzisieren der Aufgabenstellung“.In diesem Schrittsind zusätzliche Schritteparallel geschaltet worden,die das Erfassen von Anforderungenaus Leistungseinschränkungenabbilden. Indem mit Fit4Use entstandenenMethodenkatalog istder vollständige erweiterteProduktentwicklungsprozesszu finden.chen Arbeitsinhalte wurden in der kostenneutralen Verlängerung2010 erarbeitet. Da zwangsläufig nicht alleTeilprojekte unterstützt werden konnten, erfolgte eineFokussierung auf Fit4Work und auf ein Teilprojekt aus Fit-4Mobility, den Fitnessbegleiter, der als Demonstrator imMethodenkatalog dient. Themen aus Fit4Life dienten zurValidierung der Modularisierungsstrategie. Eine herausragendeBedeutung hatte die intensive Zusammenarbeit mitdem Querschnittsprojekt Fit4Use.6.2.2.7 Veränderungenim Hinblick auf die AntragstellungDas Projekt hatte ein vollfinanziertes Jahr und zweijeweils halb finanzierteJahre zur Verfügung. Aufgrundder personellen Situationim QuerschnittsprojektFit4Product wurde derArbeitsplan auf drei Jahreausgeweitet. Die restli-Abbildung 4: Schritt 1 aus Prozessmodell mit FitForAge-Erweiterung (Auszug)I 137

6 Fit4Use und Fit4Product – Querschnittsprojekte6.2.3 Zusammenarbeit mit den Themenfeldernund IndustriepartnernIn regelmäßigen Verbundtreffen sowohl mit den Industriepartnernals auch mit anderen Teilprojekten im Forschungsverbundwurden spezifische Problemstellungenerörtert. Im dritten Jahr wurden die erarbeiteten Ergebnissein Zusammenarbeit mit ausgewählten Teilprojektenexemplarisch validiert und mit Industriepartnern diskutiert.Die Analyse von Methodenlandschaften bei denIndustriepartnern bildete die Grundlage für die Entwicklungeiner Richtlinienunterstützung und Einordnung inden Produktentwicklungsprozess.lung für ältere Personen gegeben. In Zusammenarbeit mitdem Teilprojekt II-1 wird dieser Prozess am Beispiel desFitnessbegleiters beschrieben und der Modularisierungsansatzan diesem Beispiel validiert.Ferner stellt das Querschnittsprojekt Fit4Product demThemenfeld Fit4Work Richtlinien für die Auswahl undGestaltung von Bedienelementen und Oberflächen fürentsprechende Leistungseinschränkungen zur Verfügung,damit die Bedienelemente von Personen mit Leistungseinschränkungenverwendet werden können. Auch dasThemenfeld Fit4Life wurde durch die entwickelten Ansätzeund die Konstruktionserfahrung aus Fit4Product unterstützt.Außerdem wurde am Teilprojekt ISA-Haus derIn Zusammenarbeit mit BMW, einem Industriepartner aus Modularisierungsansatz von Fit4Product validiert.dem Themenfeld Fit4Work, wurde ein Handhabungssystemfür Getriebegehäuse als Prävention für körperliche 6.2.4 AusblickÜberbelastung entwickelt, und zwar methodisch auf Basisder Belange der Nutzer. Es wurde ein Prototyp gefertigtund vor Ort am Band bei BMW getestet. Die Optimierungsmöglichkeitenwurden aufgenommen, und es wurde einverbessertes Konzept entworfen, wobei noch verstärkt aufDie Zusammenarbeit im Verbund hat gezeigt, dass nocherhebliches Potenzial in der altersgerechten Produktentwicklungliegt. Ziel muss dabei sein, die Synergien zwischenMedizin, Psychologie und ProduktentwicklungNutzerfreundlichkeit geachtetwurde (Ein- statt Zweihandbedienung)(Abbildung 5).1. 1. Konzept optimiertes KonzeptHandhabungssystemHandhabungssystemIn Zusammenarbeit mit Fit-4Use entstand ein Methodenkatalog,der für Entwicklerals Leitfaden für diealtersgerechte Produktentwicklungdient. Es wurdendie in Fit4Use (Nutzereinbindung,Nutzerbedürfnisse)und Fit4Product (Individualisierungs-,Modularisierungsstrategien)erarbeitetenMethoden in das FORFLOW-Prozessmodell integriert undHilfestellungen für eine individualisierteProduktentwick-GetriebegehäuseAbbildung 5: Prototyp HandhabungssystemGetriebegehäuse138 I Abschlussbericht FitForAge

noch weiter in der Produktentwicklung zu verankern. Dasentstandene Datenbanksystem zur Unterstützung vonProduktentwicklern mit Richtlinien ist prototypisch umgesetzt.Es gilt, das System auf weitere Produktgruppen auszuweitenund die Anzahl der Richtlinien zu erhöhen. Weiterhinmuss von dem entwickelten, verbesserten Konzeptdes Handhabungssystems ein weiterer Prototyp gefertigtwerden und bei BMW vor Ort von Mitarbeitern getestetwerden.6.2.5 Literatur[1] Bauer, S.: Entwicklung eines Werkzeuges zur Unterstützungmultikriterieller Entscheidungen im Kontext desDesign for X, ISBN: 978-3-18-340401-8, Lehrstuhl fürKonstruktionstechnik, Dissertation, Erlangen, 2009[2] Biermann, H.; Weißmantel, H.: Regelkatalog SENSI-Geräte – Bedienungfreundlich und barrierefrei durch dasrichtige Design, 2003[3] Lindemann, U.; Reichwald, R.; Zäh, M. F.: IndividualisierteProdukte: Komplexität beherrschen in Entwicklungund Produktion, Springer, Berlin, Heidelberg, 2006[4] Krehmer, H.; Eckstein, R.; Lauer, W.; Roelofsen, J.;Stöber, C.; Troll, A.; Zapf, J.; Weber, N.; Meerkamm, H.;Henrich, A.; Lindemann, U.; Rieg, F.; Wartzack, S.: DasForflow-Prozessmodell zur Unterstützung der multidisziplinärenProduktentwicklung, in: Konstruktion 2010,Bd. 10/2010I 139

6 Fit4Use und Fit4Product – Querschnittsprojekte6.2.6 Arbeits- und ZeitplanArbeitsplan: Fit4ProductZeitplanJahr 2008 2009 2010Quartal 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4AP 1: Funktionalität technischer Lösungen anpassenAP 1.1: Ist-Analyse typischer KrankheitsbilderAP 1.2: Klassifikation von NutzergruppenAP 1.3: Lösungsansätze zur Kompensation der LeistungseinschränkungenAP 1.4: Zusammenstellung von Leistungseinschränkungen und AnforderungenAP 1.5: Zusammenstellung von Nutzergruppe und AnforderungenMeilenstein 1: Erarbeitung medizinischer und soziologischer Grundlagen aus IngenieursichtAP 2: Modularisierungskonzept für seniorengerechte ProdukteAP 2.1: Ableitung von ProdukteigenschaftenAP 2.2: Entwicklung der ModularisierungskonzepteMeilenstein 2: Zuordnung von Anforderungen zu spezifischen LeistungseinschränkungenAP 3: Individualisierte ProdukteAP 3.1: Verallgemeinerung des ModularisierungsgedankensAP 3.2: Entwicklungsstrategien für individualisierte ProdukteMeilenstein 3: Modularisierungsansatz für die individualisierte ProduktentwicklungAP 4: Integration der Dimension der LebensqualitätAP 4.1: Evaluierung gefundener LösungenAP 4.2: Abstimmung mit Dimensionen der LebensqualitätAP 4.3: Ableitung von HandlungsempfehlungenMeilenstein 4: Integration der Dimensionen der Lebensqualität in ModularisierungsansatzAP 5: Entwicklung von Methoden zur TechnikfolgeabschätzungAP 5.1: Analyse bestehender VerfahrenAP 5.2: Anpassung an seniorengerechte ProdukteAP 5.3: Entwicklung von Methoden zur TechnikfolgeabschätzungMeilenstein 5: Methoden zur Akzeptanz- und TechnikfolgeabschätzungAP 6: Dokumentation der Ergebnisse und ErgebnistransferZeitraum der laufenden ArbeitMeilensteinÄnderung der Antragstellung140 I Abschlussbericht FitForAge

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7 Veröffentlichungen7 Veröffentlichungen7.1 Veröffentlichungen desForschungsverbundsBayFORNews, Bayerische Forschungsallianz aktuell,Dezember 2010, S. 4Forscher entwickeln kleine Helferlein fürs Alter,Main-Post, Volksblatt, 18. Februar 2008PrintmedienBayerischer Forschungsverbund FitForAge – ZukunftsorientierteProdukte und Dienstleistungen für die demographischenHerausforderungen,NEWS abayfor, Bayerischer Forschungsverbund, Juli2008, S. 1–2Belegschaften im Wandel – Heute schon an Morgendenken / Brossardt: „Betriebe müssen sich auf demographischenWandel vorbereiten“,vbw-Pressemitteilung, 18. November 2009Forschungsverbund „FitForAge“,WIM, Wirtschaft in Mittelfranken, Februar 2008Hilfreiche Technik für die alternde Gesellschaft,Idw, Informationsdienst Wissenschaft, 8. Februar 2008Hilfreiche Technik für Senioren,Fränkische Nachrichten, 15. Februar 2008Küche arbeitet bald aufs Wort – Erlanger Uni tüftelt anTechnologie, die Älteren das Leben erleichtert,Erlanger Nachrichten, 6. November 2008Das denkende Haus, Ärzte und Wissenschaftler entwickelnintelligente Systeme, die Senioren Selbständigkeitermöglichen,Süddeutsche Zeitung, München, 30. Oktober 2008Mechatronic Medical Technology: From the Concept tothe Product,Medical Technology in Bavaria, Cluster Medizintechnik,Institute MIMED of the TU München, 15. Mai 2010Das Leben im Alter soll leichter werden – Forschungsverbundmit Partnern aus Universitäten und Industrie –Startschuss gefallen,Erlanger Nachrichten, Stadt Erlangen, 24. Januar 2008Ein Leuchtturm und andere Hoffnungsträger: Diagnostik,Therapie und Versorgung: Demenzforschung entlang derBehandlungskette,Uni-Kurier, Magazin, 35 (110), Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg, September 2009, S. 16-20Elektronische Helfer,Fraunhofer-Magazin „weiter.vorn“, Fraunhofer-Gesellschaft (Hrsg.), München, 3/2010, S. 26–28FitForAge: Konzepte für eine alternde Gesellschaft,Mit Technik fit ins Alter,VDI Nachrichten, 25. April 2008„Navi“ lotst Senioren zum Bäcker – Erlanger Forschertüfteln an Technik, die älteren Menschen das Lebenerleichtert,Nürnberger Nachrichten, Metropolregion Nürnberg,7. November 2008Selbstbestimmt mit technischer Hilfe: ForschungsverbundFitForAge,Uni-Kurier, Magazin, 35 (110), Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg , September 2009, S. 28-30Wenn ein Roboter das Alter erleichtert – Die BayerischeForschungsstiftung sucht nach technischen Lösungen,die den Senioren im Alltag helfen,142 I Abschlussbericht FitForAge

Nürnberger Nachrichten, Metropolregion Nürnberg,5. Januar 2009http://www.fml.mw.tum.de/fml/index.php?Set_ID=419(Abruf am 15.12.2008)http://www.bayfor.org/media/images/printnl/news1-08_07.07.08_final.pdf(Abruf am 15.12.2008)http://www.bayfor.org/media/uploads/ktml/files/bayfor_FitForAge_D_Frei.pdf(Abruf am 26.11.2009)http://www.bayfor.org/media/uploads/ktml/files/English/bayfor_FitForAge_GB_Frei.pdf(Abruf am 26.11.2009)http://www.bayme.de/agv/index.php?StoryID=4&ArticleID=6676(Abruf am 15.12.2008)http://www.erlangen.de/de/desktopdefault.aspx/tabid-24/1015_read-10208/date-43519/(Abruf am 15.12.2008)http://www.fml.mw.tu-muenchen.de/fml/images/Publikationen/2010-10-15%20Maschinen%20f%C3%BCr%20die%20Schwerarbeit.pdf(Abruf am 27.10.2010)http://www.forschungsfabrik.de/v02/pub/index.html?navID=de1&detailID=44&suchtxt=&only=39&IDS=8AfwAoqA(Abruf am 15.12.2008)http://www.forschungsstiftung.de/de/projekte/fitforage.php(Abruf am 15.12.2008)http://www.handwerkermarkt.de/nachrichten/themenfur-handwerker/neues-aus-den-fachverbanden/mitarbeiter-immer-aelter.-belegschaften-im-wandel(Abruf am 26.11.2009)http://idw-online.de/pages/de/news246057(Abruf am 15.12.2008)Wie Senioren Wissenschaftler beraten – Schlaues Naviund cleverer Lastenesel,Nürnberger Zeitung, Hochschulseite, 12. Januar 2009Würzburger Informatiker entwickeln Roboter und Hilfsmittelfürs Alter,Würzburger Stadtbuch 2008Rundfunk und FernsehenBayerischer Rundfunk FernsehenBayern 3, 1. Juli 2008Online-Medienhttp://www.bayfor.org/de/geschaeftsbereiche/forschungsverbuende/welt-der-kultur/fitforage/aktuelles/pressemitteilungen.html(Abruf am 15.12.2008)http://www5.informatik.uni-erlangen.de/lectures/ws-0809/bewaeltigung-der-demographischen-herausforderungen-mittels-methoden-der-informatik-bdh/(Abruf am 15.12.2008)http://www.innovations-report.de/html/berichte/bildung_wissenschaft/bericht-101758.html(Abruf am15.12.2008)http://www.innovisions-magazin.de/content/magazin/Update_6(Abruf am 15.12.2008)http://www.iuk.fhg.de/index2.html?PHPSESSID=9a4de2c10da28aee13728125cf8c9714&IJ=&Dok_ID=290&Sp=1&Datum=03&Quelle=&Institut=(Abruf am 15.12.2008)I 143

7 Veröffentlichungenhttp://www.tga-planer.de/wt/article.php?data[article_id]=44065(Abruf am 15.12.2008)http://www.psychiatrie.uk-erlangen.de/e1852/e572/inhalt1161/Newsletter_15.10.2008.pdf(Abruf am 15.12.2008)http://www.uni-erlangen.de/einrichtungen/presse/publikationen/unikurier-aktuell/uka_pdf/UKA_70.pdf(Abruf am 15.12.2008)http://www.uni-protokolle.de/nachrichten/id/150270/(Abruf am 15.12.2008)http://www.uni-wuerzburg.de/sonstiges/meldungen/archiv/browse/5/(Abruf am 15.12.2008)http://www.uni-wuerzburg.de/sonstiges/meldungen/single/artikel/hilfreiche/(Abruf am 15.12.2008)http://www.unser-wuerzburg.de/index.php?site=newsdirekt_ex4&limit=180(Abruf am 15.12.2008)http://www.vbw-bayern.de/agv/index.php?StoryID=15654&ArticleID=6676(Abruf am 15.12.2008)http://www.k-p-p.de/news-de/konzepte-fur-das-arbeiten-im-alter(Abruf am 15.12.2008)http://www.logistics.de/logistik/intralogistik.nsf/4DDA702C909C0247C125759B00349F1F/$File/intralogistik_demographischer_wandel_gito_verlag.pdf(Abruf am 26.11.2009)http://www.logistik.wiso.uni-erlangen.de/download/forschung/Fit4Age.pdf(Abruf am 15.12.2008)http://www.medizin-medien.info/mm/mm010/DGG_2Ankuendigung_08_Potsdam_RZ.pdf(Abruf am 15.12.2008)http://www.pressebox.de/pressemeldungen/fraunhofer-institut-fuer-integrierte-schaltungen-iis-0/boxid-148406.html(Abruf am 15.12.2008)http://pressrelations.de/new/standard/result_main.cfm?r=310713&sid=&aktion=jour_pm&quelle=0&n_firmanr_=116164&pfach=1&detail=1&sektor=pm&popup_vorschau=0(Abruf am 15.12.2008)http://www.vue.fraunhofer.de/index.php?id=528(Abruf am 15.12.2008)http://www.reifemaerkte.de/artikel.php?cat_id=05&id=782(Abruf am 15.12.2008)http://www.schattenblick.de/infopool/medizin/technik/mz8en519.html(Abruf am 15.12.2008)144 I Abschlussbericht FitForAge

Vorträge und VeröffentlichungenKongresseGerhäuser, H.:Technische Assistenz im Alter,Collegium Alexandrinum, Aula im Schloss, Erlangen,29.1.2009Produktionsstrategie 2020 – Arbeitsplätze vor demHintergrund des demographischen Wandels,2. FitForAge-Kongress, BayME/VBM, hbw, Haus derBayerischen Wirtschaft, 10.11.2010Gerhäuser, H.:Zukunftsorientierte Produkte und Dienstleistungen fürdie demographischen Herausforderungen – BayerischerForschungsverbund FitForAge,1. FitForAge-Kongress, BayME / VBM, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 18.11.2009Produktionsstrategie 2020 – Wie machen Sie Ihre Produktionund Logistik fit für den demographischen Wandel?1. FitForAge-Kongress, BayME/VBM, hbw, Haus derBayerischen Wirtschaft, München, 18.11.2009Gerhäuser, H.:Technologische Herausforderungen im Zuge des demographischenWandels: Stand und Zukunft des BayerischenForschungsverbundes FitForAge,2. FitForAge-Kongress, BayME / VBM, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 10.11.2010Gerhäuser, H.; Günthner, W. A.; Lang, F. R.; Reinhart,G.; Schilling, K. (Hrsg.): Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltungin Produktion und Logistik, Studie aus demBayerischen Forschungsverbund FitForAge, ISBN: 978-3-941702-16-5, München, 2010I 145

7 Veröffentlichungen7.2 Veröffentlichungender Themenfelder4F T iLIFEIntelligentes seniorenangepasstes Haus(ISA-Haus) / 3.1SeminareHome Assistance System for Elderly People,In: Proceedings of the 5th Russian-Bavarian Conferenceon Biomedical Engineering, ISBN: 978-3-00-029049-7,München, 2009Soutschek, S.; Maier, A.; Hönig, F.; Spiegl, W.; Steidl, S.;Hornegger, J.; Erzigkeit, H.; Kornhuber, J.:Audio-Visual Feedback System for Reward-Based TrainingSessions of Elderly People in a Home Environment,In: Proceedings of the 5th Russian-Bavarian Conferenceon Biomedical Engineering, München, 2009Oberseminar: „Bewältigung der demographischen Herausforderungenmittels Methoden der Informatik“,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, WS08/09 und SS 2009Interner Workshop: Technologien für das intelligente,seniorenangepasste Haus,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg,TU Dortmund, Fraunhofer ISST, Dortmund,16.2.–17.2.2009VeröffentlichungenJanu, T.; Spiegl, W.; Soutschek, S.; Maier, A.; Steidl, S.;Nöth, E.:Universal Plug‘n‘ PEAKS: Towards Easy Deployment ofMulti-modal Tele-medicine,In: Proceedings of the 5th Russian-Bavarian Conferenceon Biomedical Engineering, München, 2009Soutschek, S.; Spiegl, W.; Steidl, S.; Hornegger, J.; Erzigkeit,H.; Kornhuber, J.:Technology Integration in the Daily Activities of theElderly,In: KI – Künstliche Intelligenz 4/2008, No. 4, 2008,S. 49–54Spiegl, W.; Riedhammer, K.; Steidl, S.; Nöth, E.:FAU IISAH Corpus – A German Speech Database Consistingof Human-Machine and Human-Human InteractionAcquired by Close-Talking and Far-Distance Microphones[http://www5.informatik.uni-erlangen.de/Forschung/Publikationen/2010/Spiegl10-FIC.pdf]In: European Language Resources Association (ELRA)(Hrsg.): Proceedings of the Seventh Conference on InternationalLanguage Resources and Evaluation (LREC‘10),ISBN: 2-9517408-6-7, Valletta, Malta 19.5.–21.5.2010,S. 2420–2423, (BiBTeX [http://univis.uni-erlangen.de/prg?search=publications&id=91017068&show=bibtex])Mwangi, S.; Spiegl, W.; Hönig, F.; Haderlein, T.; Maier,A.; Nöth, E.:Effects of Vocal Aging on Fundamental Frequency andFormants,In: Proceedings of the International Conference onAcoustics NAG/DAGA, Rotterdam, 2009Ott, S.; Spiegl, W.; Soutschek, S.; Maier, A.; Steidl, S.;Nöth, E.:Spiegl, W.; Steidl, S.; Nöth, E.:Daheim bleibt es am schönsten – Interaktion im intelligenten,seniorenangepassten Haus,Uni-Kurier, Magazin, 35 (110), Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg, September 2009, S. 32–35Spiegl, W.; Stemmer, G.; Lasarcyk, E.; Kolhatkar, V.;Cassidy, A.; Potard, B.; Shum, S.; Chol Song, Y.; Xu, P.;Beyerlein, P.; Harnsberger, J.; Nöth, E.:146 I Abschlussbericht FitForAge

Analyzing Features for Automatic Age Estimation onCross-Sectional Data,In: Proceedings of Interspeech 2009, Brighton, 2009Ott, S.:Entwicklung der Dialogsteuerung für das ISA-Haus,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009VorträgeSpiegl, W.:Analyzing Features for Automatic Age Estimation onCross-Sectional Data,Interspeech, Brighton, 10.9.2009Spiegl, W.:Audio-Visual Feedback System for Reward-Based TrainingSessions of Elderly People in a Home Environment,Russian-Bavarian Conference on Biomedical Engineering,München, 3.7.2009Spiegl, W.:Effects of Vocal Aging on Fundamental Frequency andFormants,NAG/DAGA 2009, International Conference on Acousticsin Rotterdam, 26.3.2009Spiegl, W.:Speech Controlled Home Assistance System for ElderlyPeople,Young Researchers and PhD Workshop at AAL-Forum,Wien, Österreich, 29.9.2009Pohl, J.:Prototypenhafte Entwicklung einer Navigationshilfe fürDemenzkranke,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Reck, S.:Development of an Intelligent Picture Frame,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Schultheiß, C.:Erarbeitung der Anforderungen zur Integration einersprachgesteuerten Kommunikationsschnittstelle in seniorengerechteProdukte,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008informARTik / 3.2SeminareOberseminar: „Bewältigung der demographischen Herausforderungenmittels Methoden der Informatik“,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, WS08/09 und SS 2009Spiegl, W.; Soutschek, S.:Seniorenwohnen der Zukunft,im Rahmen der „Liberalen Woche, FDP Erlangen,7.10.2009Interner Workshop: Technologien für das intelligente,seniorenangepasste Haus,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, TUDortmund, Fraunhofer ISST, Dortmund, 16.2.–17.2.2009Studien-, Seminar-, Bachelor-, Master-, DiplomarbeitenJanu, T.:Design und Implementierung eines Media-Servers für dasISA-Haus,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009VeröffentlichungenGiese, K.; Hönig, F.; Erzigkeit, A.; Soutschek, S.; Hornegger,J.; Kornhuber, J.:Development of a Computerized Diagnostic System forElderly Drivers: A Feasibility Study,In: Proceedings of the 5th Russian-Bavarian ConferenceI 147

7 Veröffentlichungenon Biomedical Engineering, ISBN: 978-3-00-029049-7,München, 2009Janu, T.; Spiegl, W.; Soutschek, S.; Maier, A.; Steidl, S.;Nöth,E.:Universal Plug‘n‘ PEAKS: Towards Easy Deployment ofMulti-modal Tele-medicine,In: Proceedings of the 5th Russian-Bavarian Conferenceon Biomedical Engineering, München, 2009Penne, J.; Soutschek, S.; Stürmer, M.; Schaller, C.;Placht, S.; Kornhuber, J.; Hornegger; J.:Touchscreen ohne Touch – Berührungslose 3D Gesten-Interaktion für den Operationssaal (Touchscreen withoutTouch – Touchless 3D Gesture Interaction for the OperationRoom),In: i-com – Zeitschrift für interaktive und kooperativeMedien, 1/2009, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, ISSN:1618-162X, München, 2009, S. 19–23Ott, S.; Spiegl, W.; Soutschek, S.; Maier, A.; Steidl, S.;Nöth, E.:Home Assistance System for Elderly People,In: Proceedings of the 5th Russian-Bavarian Conferenceon Biomedical Engineering, ISBN: 978-3-00-029049-7,München, 2009Soutschek, S.; Hönig, F.; Maier, A.; Steidl, S.; Stürmer,M.; Erzigkeit, H.; Hornegger, J.; Kornhuber, J.:Immersive Painting,In: Proceedings of the 1st ArtsIt – International Conferenceon Arts & Technology, Springer-Verlag, Berlin,ISBN: 978-3-00-029049-7, Yi-Lan, Taiwan, 2009Soutschek, S.; Maier, A.; Bauer, S.; Kugler, P.; Bebenek,M.; Steckmann, S.; von Stengel, S.; Kemmler, W.; Hornegger,J.; Kornhuber, J.:Measurement of Angles in Time-of-Flight Data for theAutomatic Supervision of Training Exercises,In: Proceedings of the IEEE Conference on PervasiveHealth 2010, München, 2010Soutschek, S.; Maier, A.; Hönig, F.; Spiegl, W.; Steidl, S.;Erzigkeit, H.; Hornegger, J.; Kornhuber, J.:Audio-Visual Feedback System for Reward-Based TrainingSessions of Elderly People in a Home Environment,In: Proceedings of the 5th Russian-Bavarian Conferenceon Biomedical Engineering, ISBN: 978-3-00-029049-7,München, 2009Soutschek, S.; Maier, A.; Steidl, S.; Erzigkeit, H.; Hornegger,J.; Kornhuber, J.:Ankerplätze für die Aufmerksamkeit,Uni-Kurier, Magazin, 35 (110), Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg, September 2009, S. 36–39Soutschek, S.; Penne, J.; Hornegger, J.; Kornhuber, J.:3-D Gesture-Based Scene Navigation in Medical ImagingApplications Using Time-Of-Flight Cameras,In: IEEE Computer Society Conference on ComputerVision and Pattern Recognition, Omnipress, ISBN: 978-1-4244-2340-8, Anchorage, AK, 2008Soutschek, S.; Spiegl, W.; Gropp, M.; Steidl, S.; Nöth, E.;Hornegger, J.; Erzigkeit, H.; Kornhuber, J.:Validierter SKT als Multimodale Telemedizinische Applikation,Tagungsband, 2. Deutscher AAL-Kongress, Berlin,27.1.–28.1.2009Soutschek, S.; Spiegl, W.; Steidl, S.; Hornegger, J.; Erzigkeit,H.; Kornhuber, J.:Technology Integration in the Daily Activities of theElderly,In: KI – Künstliche Intelligenz No. 4, 4/2008, 2008,S. 49–54VorträgePenne, J.; Soutschek, S.; Wilhelm, D.; Kornhuber, J.;Hornegger, J.; Feußner, H.:The World in My Hands – 3D Non-Haptic Navigation forNOTES Interventions,148 I Abschlussbericht FitForAge

7. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Computer-und Roboterassistierte Chirurgie e.V., Leipzig,24.9.–26.9.2008Soutschek, S.:FitForAge - Zukunftsorientierte Produkte und Dienstleistungenfür die demographischen Herausforderungen,Konferenz der Möglichkeiten (Leben im Alter – gemeinsamZukunft gestalten), BPU e.V., Berlin, 10.6.2009Soutschek, S.:Immersive Painting,ArtsIt 2009, International Conference on Arts & Technology;Yi-Lan, Taiwan, 24.9.2009Soutschek, S.:InformARTik: Technology, Art and Communication,Young Researchers and PhD Workshop at AAL-Forum2009, Wien, Österreich, 29.9.2009Soutschek, S.:Measurement of Angles in Time-of-Flight Data for theAutomatic Supervision of Training Exercises,IEEE Conference on Pervasive Health 2010, München,24.3.2010Gemeinschaftsstand Bayern Innovativ, Hannover,2.3.–6.3.2010Studien-, Seminar-, Bachelor-, Master-, DiplomarbeitenFedorowicz, L.:Evaluation and Enhancement of a Gesture-Based User-Interface Concerning Applicability in Medical Environments,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Giese, K.:Intuitive Feedback-System for the Visualization of PhysiologicalSignals,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Nonne, N.:Recognition of Stress Using Biosignals in a CognitivePerformance TestFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Reck, S.:Development of an Intelligent Picture Frame,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Soutschek, S.:Validierter SKT als Multimodele Telemedizinische Applikation,2. Deutscher AAL-Kongress, Berlin, 28.1.2009Soutschek, S.; Spiegl, W.:Seniorenwohnen der Zukunft,im Rahmen der „Liberalen Woche“, FDP Erlangen,7.10.2009MessenIntelligente Inhouse-Infrastruktur und -dienste / 3.3VeröffentlichungenCzabke, A.; D’Angelo, L.; Niazmand, K.; Lüth, T.:Ein kompaktes System zur Erfassung und Dokumentationvon Bewegungsgewohnheiten,Tagungsband, 2. Deutscher AAL-Kongress, Berlin,27.1.–28.1.2009, S. 424–428Soutschek, S.:CeBIT 2010,Bright Eyes – Ich sehe das, was du nicht siehst!Czabke, A.; Entfellner, K.; Lueth, T. C.:Implementierung einer GSM basierten Kommunikationsplattformfür ältere Menschen,I 149

7 VeröffentlichungenAutomed Workshop 2010, ISBN: 978-3-18-327917-3,Zürich, 29.10.–30.10.2010, S. 37–38Lüth, T. C.; D‘Angelo L.T.; Czabke A.:TUM-AgeTech – A New Framework for Pervasive MedicalDevices,In: Coronato, A.; De Pietro, G. (Hrsg.): Pervasive andSmart Technologies for Healthcare: Ubiquitous Methodologiesand Tools, IGI Global, ISBN: 978-161692283-2,2010, S. 295–321Czabke, A.; Neuhaeuser, J.; Lüth, T. C.:Detection of Interactions with Objects Based on RadioModules,IEEE Conference on Pervasive Health 2010, München,22.3.–25.3.2010D‘Angelo, L. T.; Czabke, A.; Somlai, I.; Niazmand, K.;Lüth, T. C.:ART – A new Concept for an Activity Recorder andTransceiver,In: 32nd Annual International Conference of the IEEEEngineering in Medicine and Biology Society, BuenosAires, Argentina, 31.8.–4.9.2010, S. 2132–2135D‘Angelo, L.; Lüth, T. C.:AAL für Telemedizinische Anwendungen,Technik in Bayern 2/2009, Verein Deutscher Ingenieure(VDI), 2009, S. 12–13Niazmand, K.; Jehle, C.; D’Angelo, L. T.; Lüth, T. C.:A New Washable Low-Cost Garment for Every-day FallDetection,In: 32nd Annual International Conference of the IEEEEngineering in Medicine and Biology Society, BuenosAires, Argentina, 31.8.–4.9.2010, S. 6377–6380Niazmand, K.; Lüth, T. C.:Ein alltagstauglicher Pullover für die Aufzeichnung vonBewegungen,DGBMT Health Technologies, Frankfurt, 3/2010, S. 2–3Niazmand, K.; Somlai, I.; Louizi, S.; Lüth, T. C.:Proof of the Accuracy of Measuring Pants to Evaluatethe Activity of the Hip and Legs in Everyday Life,In: International ICST Conference on Wireless MobileCommunication and Healthcare – MobiHealth18.10.–20.10.2010, Cyprus, Greece, 2010D‘Angelo, L. T., Tarita, E., Zywietz, T. K., Lüth, T. C.:A System for Intelligent Home Care ECG Upload andPriorisation,In: 32nd Annual International Conference of the IEEEEngineering in Medicine and Biology Society, Medline,U.S. National Library of Medicine, 2010, S. 2188–2191Lüth, T. C.:Medizintechnik und Assistenz für eine älter werdendeGesellschaft,In: Momburg, M.; Schulte, D. (Hrsg.): Das Verhältnis vonArzt und Patient, Wilhelm Fink Verlag, ISBN: 978-3-7705-4462-2, München, 2010, S. 257-267Somlai, I.; Czabke, A.; Lüth, T. C.:Ein altersgerechtes System zur Vereinfachung der Bedienungbewegungsgesteuerter Spielkonsolen,Tagungsband, 4. Deutscher AAL-Kongress, Berlin, 25.1.-26.1.2011, S. 1-6Somlai, I.; Czabke, A.; Lüth, T. C.:An Elderly-Oriented Platform to Simplify the Use ofPhysical Activity Controlled Game Consoles,In: Proceedings Ambient Assisted Living Conference,Berlin, 25.1.–26.1.2011, S. 1–6VorträgeD‘Angelo, L:Persönliche Assistenzsysteme für die älter werdendeGesellschaft,AFCEA München e.V., 30.9.2009150 I Abschlussbericht FitForAge

Lüth, T. C.:Fit4Mobility – Menschen bleiben länger mobil,Kongress der Deutschen Gesellschaft für Gerontologieund Geriatrie, Potsdam, 5.12.2008Jäger, B.:Entwicklung eines automatisierten Auswertealgorithmusvon sportlichen Aktivitäten für ein intelligentes Textil,Technische Universität München, 2010Lüth T. C.:Medizintechnik im Alter,DGU-AGROP Frühjahrstagung, 10.6.2010Lüth, T. C.:Personal Assistance for an Aging Society,IROS Workshop 2008, Nizza, Frankreich, 26.9.2008Studien-, Seminar-, Bachelor-, Master-, DiplomarbeitenBraun, M.:Aufbau und Realisierung einer kabellosen Ladeeinheit fürden Eventlogger basierend auf Induktion,Technische Universität München, 2010Dhom, M.:Entwicklung einer alltagstauglichen Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Mikrocontroller basierten Visualisierungvon Gesundheitsdaten,Technische Universität München, 2010Entsfellner, K.:Entwicklung eines einfach zu bedienenden touchscreenbasiertenGSM-Telekommunikationssystems für ältereMenschen,Technische Universität München, 2010Hauch, M.:Entwicklung einer automatisierten Mustererkennungdurch Bewegungsanalyse für ein intelligentes Textil,Technische Universität München, 2009Hauck, M.:Entwicklung einer intuitiv bedienbaren Schnittstelle zurVisualisierung von Gesundheitsdaten am Fernseher,Technische Universität München, 2010Jehle, C.:Entwicklung einer automatisierten Sturzerkennung durchBewegungsanalyse für ein intelligentes Textil,Technische Universität München, 2010Jun, S.:Der demographische Wandel und seine Auswirkungenauf Mensch, Gesellschaft und Technik,Technische Universität München, 2010Kalaras, A.:Entwicklung einer Messmethode für die Bewegungsanalysebei Parkinson-Syndrom mit einem intelligenten Textil,Technische Universität München, 2010Kellner, D.:Implementierung einer Software zum Echtzeit-Monitoringvon 1-Kanal EKG Signalen auf einem Mikrocontroller,Technische Universität München, 2010Löschke, J.:Home Care Unit – Entwicklung einer Plattform zur Analyseund zum Versand gesundheitsrelevanter Daten,Technische Universität München, 2010Maier, O.:Entwicklung einer Messmethode für die Bewegungsanalysebei Restless-legs-Syndrom mit einem intelligentenTextil,Technische Universität München, 2010Marsch, S.:Entwicklung eines Algorithmus zur Bewegungszustandserkennungbasierend auf Beschleunigungswerten,Technische Universität München, 2010I 151

7 VeröffentlichungenNeuhäuser, J.:Aufbau und Realisierung einer flexibel einstellbarenInteraktionserkennung basierend auf Funkmodulen,Technische Universität München, 2009Pham, B.:Altersgerechtes Anzeigen von Bewegungsparametern,Technische Universität München, 2009GMS Publishing House, Stuttgart, 2008, S. 274–276http://www.egms.de/de/meetings/gmds2008/Jehle, F.; Kriegel, J.; Pflaum, A.:Telemedizinisch-technologische Dienstleistungen zur Unterstützungälterer Menschen zu Hause – eine Bestandsaufnahme,Fraunhofer IRB Verlag,ISBN: 978-3-8167-7962-9, Stuttgart, 2009Richter, C.:Energieversorgung ortsfester Funknetzknoten,Technische Universität München, 2010Schäfer, A.:Entwicklung eines navigierten Fluginstruments für MedizinischenEinsatz,Technische Universität München, 2010Tarita, E.:Intelligentes EKG-Befundungs-System für den HomecareBereich,Technische Universität München, 2008Intelligente integrierte Technologienund Dienstleistungen für eine selbständigeLebensführung im Alter / 3.4VeröffentlichungenKriegel, J.; Schmitt-Rueth, S.:Hybride Dienstleistungen im E-Health-Bereich,In: Das Österreichische Gesundheitswesen ÖKZ, 51. Jg.,Schaffler-Verlag, Graz, 2010, S. 35–36Kriegel, J.; Schmitt-Rüth, S.; Jehle, F.; Seitz, M.:Entwicklung und Optimierung von kundenorientiertenDienstleistungen in der Patientenlogistik von Krankenhäusern,In: Willich, S. N. (Hrsg.): Money Meets Medicine –2. Jahreskonferenz der Deutschen Gesellschaft fürGesundheitsökonomie (dggö) 2010, Abstract Band,1.3.–2.3.2010, Berlin, 2010http://www.dggoe.de/files/jahrestagung_2010/Abstractband_2010.pdfKriegel, J.; Seitz, M.; Schmitt-Rüth, S.:Patientenlogistik als Bindeglied für abteilungsübergreifendeLeistungsprozesse,Poster, EVKD Zürich, Schweiz, 2010,Jehle, F.; Kriegel, J.:Dienstleistungen in der Telemedizin – Eine Bestandsaufnahmeder ambulanten Unterstützung älterer Menschenzu Hause,State-of-the-Art Studie, Fraunhofer IRB Verlag,ISBN: 978-3-8167-7962-9, Stuttgart, 2009Jehle, F.; Kriegel, J.; Krupp, M.:Entwicklung eines Service Engineering Ansatzes für telemedizinischeDienstleistungen,In: Tagungsband GMDS 2008, German Medical SciencePflaum, A.; Krupp, M.:Entwicklung einer Vorgehensweise für das EngineeringSmart Object-basierter Dienstleistungen,White Paper, Fraunhofer IIS, Nürnberg, 14.1.2009Schmitt-Rueth, S.:Review Committee Member: 4th International ICSTConference on Pervasive Computing Technologies forHealthcare 2010 (IEEE Conference on Pervasive Health2010), München, 22.3.–25.3.2010http://www.pervasivehealth.org/reviewers2010.shtml152 I Abschlussbericht FitForAge

Schmitt-Rüth, S.; Jehle, F.; Kriegel, J.:Telemedizinische Homecare Dienstleistungen zur Unterstützungälterer Menschen in der ambulanten Versorgung– Eine aktuelle Marktanalyse,In: Schreier, G.; Hayn, D.; Ammenwerth, E. (Hrsg.):eHealth2009 – Health Informatics meets eHealth – vonder Wissenschaft zur Anwendung und zurück, Tagungsbandder eHealth2009 und eHealth Benchmarking 2009,Österreichische Computer Gesellschaft, Band 250, ISBN:978-3-85403-250-2, Wien, Österreich, 7.5.–8.5.2009Schmitt-Rüth, S.; Kriegel, J.; Bangemann, M.:Die Etablierung von e-Health im ambulanten Sektor– Service Engineering und Praxisnetze als Innovations-Katalysatoren für telemedizinische Anwendungen,In: Duesberg, F. (Hrsg.): e-Health 2011, Informationstechnologienund Telematik im Gesundheitswesen, MedicalFuture Verlag, ISBN: 978-3-9814005-0-2, Solingen,2010, S. 64–68Schmitt-Rüth, S.; Kriegel, J.; Seitz, M.:Service Engineering im Gesundheitswesen? – Die Kluftzwischen Forschung und Geschäftspraxis telemedizinischerDienstleistungen,In: Tagungsband, 3. Deutscher AAL-Kongress, Berlin,26.1.–27.1.2010Fifteenth Annual International Meeting and Exposition,Telemedicine Journal and e-Health, Volume 16, Supplement1, Mary Ann Liebert, ISSN: 1530-5627, San Antonio,Texas, USA, Mai 2010, S. 101–102Schmitt-Rüth, S.; Seitz, M.; Kriegel, J.:Anforderungen des Telemonitorings an das InformationsundKommunikations-Management im Rahmen derambulanten Arzt-Patienten-Interaktion,In: Jöckel, K.-H. (Hrsg): Spitzenmedizin und Menschlichkeit– Krankheit behandeln und Gesundheit fördern,Tagungsband der 54. Jahrestagung der DeutschenGesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie undEpidemiologie (GMDS) e.V., Essen, 7.9.–10.9.2009http://www.egms.de/de/meetings/gmds2009/Seitz, M.; Jehle, F.; Schmitt-Rüth, S.; Kriegel, J.:Anforderungen an die Ausgestaltung einer Smart Objectbasierten Dienstleistung zur Optimierung der Patientenlogistikim Krankenhaus,In: Jöckel, K.-H. (Hrsg): Spitzenmedizin und Menschlichkeit– Krankheit behandeln und Gesundheit fördern,Tagungsband der 54. Jahrestagung der DeutschenGesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie undEpidemiologie (GMDS) e.V., Essen, 7.9.–10.9.2009 http://www.egms.de/de/meetings/gmds2009/Schmitt-Rüth, S.; Kriegel, J.; Zahneisen, A.:Telemedizinische Dienstleister der Zukunft – ZwischenMarkt und Regulation,In: Schreier, G.; Hayn, D.; Ammenwerth, E. (Hrsg.):eHealth2010 - Patient Centered Systems: der Mensch imFokus, Tagungsband der eHealth2010, Band 264, ÖsterreichischeComputer Gesellschaft,ISBN: 978-3-85403-264-9, Wien, 6.5.–7.5 2010VorträgeKriegel, J.:Entwicklung eines Service Engineering Ansatzes für telemedizinischeDienstleistungen,53. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für MedizinischeInformatik, Biometrie und Epidemiologie (GMDS),Stuttgart, 15.9.–19.9.2008Schmitt-Rüth, S.; Pflaum, A.:Service Engineering as a Concept to Develop HybridServices in Health Care,In: American Telemedicine Association (ATA) (Hrsg.):Abstracts from the American Telemedicine AssociationKriegel, J.:Telemedizinische Dienstleister der Zukunft – ZwischenMarkt und Regulation,eHealth2010, Wien, Österreich, 6.5.–7.5.2010I 153

7 VeröffentlichungenPflaum, A.:Telemedizin in Unternehmen – Utopie oder Notwendigkeit?1. FitForAge-Kongress, BayME / VBM, Haus derBayerischen Wirtschaft, München, 18.11.2009Schmitt-Rüth, S.:Anforderungen an die Ausgestaltung einer Smart Objectbasierten Dienstleistung zur Optimierung der Patientenlogistikim Krankenhaus,Abstract, 54. GMDS Tagung, Essen, 7.9.-10.9.2009Schmitt-Rüth, S.:Entwicklung ambulanter Dienstleistungen für MenschenÜ 50, e-Schmerzmonitoring in der ambulanten Patientenversorgung,2. Deutscher AAL-Kongress, Berlin, 27.1.–28.1.2009Schmitt-Rueth, S.:Service Engineering as a Concept to Develop HybridServices in Health Care,15th Annual International Meeting and Exposition of theAmerican Telemedicine Association (ATA), San Antonio,Texas, USA, 16.5.–18.5.2010Schmitt-Rueth, S.:Service Engineering im Gesundheitswesen? – Die Kluftzwischen Forschung und Geschäftspraxis telemedizinischerDienstleistungen,3. Deutscher AAL-Kongress, Berlin, 26.1.–27.1.2010Schmitt-Rüth, S.:Telemedizinische Homecare Dienstleistungen zur Unterstützungälterer Menschen in der ambulanten Versorgung– Eine aktuelle Marktanalyse,Paper, Kurzvortrag und Poster, eHealth2009 und eHealthBenchmarking, Wien, Österreich 7.5.–8.5.2009Studien-, Seminar-, Bachelor-, Master-, DiplomarbeitenBürgler, M.:Strategische Werkzeuge für die Entwicklung ambulantertelemedizinischer Dienstleistungen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Damyanova, I.:Logistik-Dienstleister (z. B. in der Automobilbranche) undambulante Telemedizin-Dienstleister im Vergleich,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Gurbeyn, K.:Untersuchung der Effektivität und Effizienz von Innovationenim Gesundheitswesen aus der Sicht der Krankenkassenanhand von Budget Impact Analysen – DasBeispiel Telemedizin,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Lang, S.:Bewertungsraster für marktreife ambulante telemedizinischeDienstleistungen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Lang, S.:Die Rolle von Gesundheitssystemen für die Verbreitungder Telemedizin – Ein Vergleich zwischen Deutschland,Schweden und den USA,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Laschinger, K.:Telemedizinische Dienstleistungen im ambulantenBereich-Bestehende Versorgungslücken und zukünftigeHerausforderungen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Losch, C.:Telemedizinische Forschungslandschaft in Deutschland –Trends und Entwicklungen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009154 I Abschlussbericht FitForAge

Palitza, M.:Servicedienstleistung e-Schmerzmonitoring in der ambulantenVersorgung; Wie muss eine telemedizinischeServicedienstleistung e-Schmerzmonitoring mit elektrotechnologischerUnterstützung ausgestaltet sein, umeine ambulante Schmerztherapie bestmöglich zu unterstützen?Am Beispiel der ambulanten Schmerztherapieim Praxisnetz Nürnberg Süd,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Preuss, A.:Service Engineering – Trends und Entwicklungen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Sauer, J.:Erfolgsfaktoren telemedizinischer Dienstleistungen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Scheppach, M.:Messung und Bewertung der Produktivität und Wertschöpfungvon Dienstleistungen mit besonderer Berücksichtigungder Dienstleistungsqualität,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Vogel, N.:Kostenreduktion chronischer Krankheiten infolge desEinsatzes ambulanter telemedizinischer Dienstleistungen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009iT4FMOBILITYFitnessbegleiter / 4.1VeröffentlichungenRulsch, M.; Feilner, S.; Arzt, C.:Fitnessbegleiter – Entwicklung eines Trainings-Assistenzsystemsfür Senioren,Tagungsband, 3. Deutscher AAL-Kongress, Berlin,26.1.–27.1.2010VorträgeHofmann, C.:Neuartige körpernahe Sensorik,HTA Workshop im METEAN, Erlangen, 23.6.2010Hofmann, C.:Motion Analysis for Sports and Rehabilitation,ISPO, Wearable Technologies Conference, München,8.2.2010Rulsch, M.:Der Fitnessbegleiter – Ein persönliches Trainings-Assistenzsystemfür Senioren,Kooperationsforum Intelligente Objekte und MobileInformationssysteme im Gesundheitswesen, Erlangen,19.5.–20.5.2010Rulsch, M.:Sportwissenschaftliche Anwendungsgebiete des Fitnessbegleiters,Kolloquium, Institut für Sportwissenschaft und Sport,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg,Erlangen, 15.12.2009I 155

7 VeröffentlichungenStudien-, Seminar-, Bachelor-, Master-, DiplomarbeitenCoskun, T.:Altengerechte Repräsentation von Aktivitätsparameternanhand eines adaptiven Avatars,Technische Universität München, 2008Halmos, B.:Modelle der menschlichen Schulter,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Jablonski, S.:Rekonstruktion von Bewegungen des menschlichenOberarms,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Kobylko, C.:Lagemessung mit dem Ansatz von Luinge,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Schilling, K.:Navigationshilfen für ältere Menschen und für die Produktionslogistik,1. FitForAge-Kongress, BayME/VBM, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 18.11.2009Schilling, K.:Robotic and Telematic Assistant Technologies to SupportAging People,Proceedings International Conference on Instrumentation,Communications, Information Technology andBiomedical Engineering (ICICI-BME), 2009VorträgeGutierrez Boronat, J.; Thielecke, J.:Anlaufhilfe für Patienten mit Parkinson Disease: Ein Ansatzaus Muskelgeräuschen und Inertialsensoren,Geriatrische Tagesklinik, Klinikum Nürnberg Nord,14.10.2010Kovatsch, M.:Services for Wireless Sensor Networks – A Design forHealth Monitoring and Motion Analysis,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Schrage, B.:Biomechanisches Modell des Menschen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Orientierungsassistent / 4.2Schilling, K.:Aus dem Weltall in den Alltag: Robotertechnikfür Senioren,VHS Aschaffenburg, 26.10.2009,Unibund Würzburg in Miltenberg, 4.11.2009,Unibund Würzburg in Arnstein, 19.11.2009Schilling, K.:Roboter: geeignete Helfer für den Menschen?Unibund Würzburg in Kitzingen, 10.2.2009, UnibundWürzburg in Schweinfurt, 20.1.2009VeröffentlichungenThielecke, J.; Eck, D.; Schilling, K.; Abdul-Majeed, A.;Richter, P.; Gutierrez Boronat, J.; Schens, I.; Thomas, B.;Williger, B.; Lang, F.:Mobility Assistance for Elderly People,Accepted for the Journal of Applied Bionics and BiomechanicsSchilling, K.:Unterstützung der Mobilität für ältere Menschen,Kolloquium „Zukunftsorientierte Produkte und Dienstleistungenfür die demographischen Herausforderungen“,Nordostpark Nürnberg, 21.10.2009156 I Abschlussbericht FitForAge

Studien-, Seminar-, Bachelor-, Master-, DiplomarbeitenBocksch, M.:Entwicklung einer Embedded-Plattform für eine mehrsensorengestützteFußgängernavigation,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Gattner, A.:Simulationsumgebung für WLAN-Lokalisation,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Hierold, M.:Evaluierung von Schallwandlern und Messverstärkern zurErfassung von Muskelgeräuschen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Iofin, T.:Kalman- und Partikelfilter zur Positionsbestimmung mitGPS und Pseudolites,Hochschule Aalen, 2008Kiefer, F.:Untersuchung des Hardwareeinflusses bei WLAN – Lokalisierungssystemen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Lück, M.:Simulation von breitbandigem Dual-Empfänger für GPSL1/L2c unter Advanced Design System (ADS),Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Schlögl, A.:Untersuchung von Ansätzen zur Detektion von Mehrwegausbreitungbei GNSS-Signalen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Sixel, S.:Entwicklung der Systemsoftware einer Plattform zur relativenLokalisierung für die Steuerung autonom fahrenderRoboter,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Witt, N.:Schritterkennung zur Stützung von WLAN-Fußgängernavigation,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Fußgängerassistenzfahrzeug / 4.3SeminareMedizin-Robotik, Julius-Maximilians-Universität Würzburg,SS09VeröffentlichungenEck, D.; Biedermann, S.; Schilling, K.:Adjustment of the Hand Throttle of a Mobility Scooterfor Elderly People,Proceedings of the 55th Internationales WissenschaftlichesKolloquium, Ilmenau, 2010Lühmann, L.:Aufbau einer Plattform für ein Dead-Reckoning-System,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Sack, M.:Fehleranalyse und Fehlermodellierung der Positionsbestimmungin drahtlosen Kommunikationsnetzen (WirelessLAN),Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Eck, D.; Leutert, F.; Schilling, K.:Entwicklung einer Kollisionsvermeidung für einen teilautonomenScooter zur Unterstützung der Mobilitätleistungsgewandelter Personen,Proceedings Ambient Assisted Living Konferenz, Berlin,26.1.–27.1.2010Eck, D.; Schilling, K.:Entwicklung eines teil-autonomen Scooters zur Unter-I 157

7 Veröffentlichungenstützung der Mobilität leistungsgewandelter Personen,Proceedings Ambient Assisted Living Konferenz, Berlin,27.1.–28.1.2009Schilling, K.:Robotic and Telematic Assistant Technologies to SupportAging People,Proceedings International Conference on Instrumentation,Communications, Information Technology andBiomedical Engineering (ICICI-BME), 2009Eck. D.; Schilling, K.:Robotic and Telematic Assistant Technologies to SupportAging People,In: Journal of Journal of eHealth Technology andApplication (JETA), Volume 8 (2), 2010, S. 152–155Eck, D.; Schilling, K.; Abdul-Majeed, A.; Thielecke, J.;Richter, P.; Gutierrez Boronat, J.; Schens, I.; Thomas, B.;Williger, B.; Lang, F.:Mobility Assistance for Elderly People,Accepted for the Journal of Applied Bionics andBiomechanicsUhlschmied, C.; Eck, D.; Schilling, K.; Schens, I.; Thomas, B.:Sichere Navigation für leistungsgewandelte Personen,Proceedings Ambient Assisted Living Conference, Berlin,25.1.–26.1.2011VorträgeEck, D.:Der Scooter zur Unterstützung leistungsgewandelterPersonen,CSU Seniorengruppe, Informationstag, Lehrstuhl fürRobotik und Telematik, Julius-Maximilians-Universitat,Würzburg 22.2.2010Schilling, K.:Assistenzsysteme zur Unterstützung der Mobilität,8. Technologie-Forum Sensorik „Innovative Assistenzsysteme:Chancen und Potenziale einer Technologie mitZukunftsmarkt“, Regensburg, 1.12.2009Schilling, K.:Aufgabenstellung für die Telematik hinsichtlich intelligenterElektromobilität,Informationstag Elektromobilität, Würzburg, 31.5.2010Schilling, K.:Aus dem Weltall in den Alltag: Robotertechnikfür Senioren,VHS Aschaffenburg, 26.10.2009,Unibund Würzburg, Miltenberg, 4.11.2009,Unibund Würzburg, Arnstein, 19.11.2009,Unibund Würzburg, Rimpar 14.1.2010Schilling, K.:FitForAge – Zukunftsorientierte Produkte und Dienstleistungenfür die demographischen Herausforderungen –Schwerpunkt Mobilität,Pflegemesse Münster, 25.9.2008Schilling, K.:„Intelligente“ Roboter und Telematik,Strategietagung der Würzburger Versorgungs- und Verkehrs- GmbH , Bad Wörishofen, 11.5.2010Schilling, K.:Navigationshilfen für ältere Menschen und für die Produktionslogistik,1. FitForAge-Kongress, BayME/VBM, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 18.11.2009Schilling, K.:Roboter: geeignete Helfer für den Menschen?Unibund Würzburg, Kitzingen, 10.2.2009,Unibund Würzburg, Schweinfurt, 20.1.2009Schilling, K.:Roboter in BewegungGirlsday, Würzburg, 22.4.2010158 I Abschlussbericht FitForAge

Schilling, K.:Roboter: vernünftige Helfer für den Menschen?Unibund Würzburg, Markbreit, 14.2.2008Schilling, K.:Robotik und Telematiklösungen für die Rehabilitation,Innovationstag Robotik und Softwarelösungen in derRehabilitation, Würzburg, 27.10.2010Der Scooter zur Unterstützung älterer Personen,ARD Mittagsmagazin, 17.3.2010Mit dem Navi zum Arzt und Einkaufen,Bayerisches Fernsehen, 27.8.2010Studien-, Seminar-, Bachelor-, Master-, DiplomarbeitenSchilling, K.:Telematikanwendungen in der Medizin,Innovationstag Telemedizin, Bad Kissingen, 15.2.2008Schilling, K.:Telematikmethoden zur Fernbetreuung von Risikopatientenzu Hause,WÜMEK Kongress für Technologien in der Medizin undEnergieeffizienz in Kliniken, Würzburg, 4.5.2010Eschenbacher, S.:Automatische Erfassung von unbekannten urbanen Umgebungenund anschließende Lokalisierung,Julius-Maximilians-Universität, Würzburg, 2011Henkel, T.:Teilautonome Navigation eines Scooters mithilfe einesangepassten Navigationssystems,Julius-Maximilians-Universität, Würzburg, 2010Schilling, K.:Unterstützung der Mobilität für ältere Menschen,Kolloquium „Zukunftsorientierte Produkte und Dienstleistungenfür die demographischen Herausforderungen“,Nordostpark Nürnberg, 21.10.2008 und21.10.2009Schilling, K.:Vernetzte Robotersysteme: Herausforderung für dieForschung,Robotation Academie CeBit Hannover, 4.3.2010Rundfunk und FernsehenKleinschrodt, A.; Freimann, A.:Durchfahren von Engstellen mit dem Scooter,Julius-Maximilians-Universität, Würzburg, 2011Uhlschmied, C.:Scooter Navigation und autonome Steuerung auf Gehwegen,Julius-Maximilians-Universität, Würzburg, 2010Fahrzeugmobilität / 4.4VeröffentlichungenDer autonome Scooter,NDR Radio, 26.1.2010Der Scooter als Assistenzfahrzeug,Bayerisches Fernsehen, 13.6.2010Der Scooter für leistungsgewandelte Personen,BR Rundfunk, 19.3.2010D‘Angelo, L. T.; Lüth T. C.:AAL für Telemedizinische Anwendungen,Technik in Bayern 2/2009, Verein Deutscher Ingenieure(VDI), 2009, S. 12–13D‘Angelo, L. T.; Parlow, J.; Spiessl, W.; Hoch, S.; Lüth T. C.:A System for Unobtrusive In-Car Vital Parameter Acquisitionand Processing,I 159

7 VeröffentlichungenIn: Pervasive Computing Technologies for Healthcare,IEEE Conference on Pervasive Health 2010, München,2010, S. 1–7Lüth, T. C.:Personal Assistance for an Aging Society,IROS Workshop 2008, Nizza, Frankreich, 26.9.2008D‘Angelo L. T.; Parlow J.; Spiessl W.; Hoch S.; Lüth T. C.:Fahrzeugintegrierte Erfassung und Verarbeitung vonVitalparametern,Tagungsband, 4. Deutscher AAL-Kongress, Berlin,25.1.–26.1.2011D‘Angelo, L. T.; Tarita, E.; Zywietz, T. K.; Lüth, T. C.:A System for Intelligent Home Care ECG Upload andPriorisation,In: 32nd Annual International Conference of the IEEEEngineering in Medicine and Biology Society, Medline,U.S. National Library of Medicine, 2010, S. 2188–2191Lüth, T. C.; D‘Angelo L. T.; Czabke A.:TUM-AgeTech – A New Framework for Pervasive MedicalDevices,In: Coronato, A.; De Pietro, G. (Hrsg.): Pervasive andSmart Technologies for Healthcare: UbiquitousMethodologies and Tools, IGI Global,ISBN: 978-1-61520-765-7, 2010, S. 295-321Lüth, T. C.:Medizintechnik und Assistenz für eine älter werdendeGesellschaft,In: Momburg, M.; Schulte, D. (Hrsg.): Das Verhältnis vonArzt und Patient, ISBN: 978-3-7705-4462-2, München,2010, S. 257–267Lüth T. C.:Medizintechnik im Alter,DGU-AGROP Frühjahrstagung, 10.6.2010Studien-, Seminar-, Bachelor-, Master-, DiplomarbeitenLohmann, M.:Mobile automatisierte Blutdruckmessung,Technische Universität München, 2010Parlow, J.:Aufbau einer Plattform zur Erfassung von Vitalparameternim Kfz,Technische Universität München, 2009Schiller, S.:Konstruktion und Fertigung eines Geräts zur mobilenAusgabe von Videosignalen eines iPod touch durcheinen Projektor,Technische Universität München, 2008Schneider, M.:Entwicklung und Fertigung einer Plattform für die mobileAufzeichnung und Anzeige gesundheitsrelevanter Daten,Technische Universität München, 2010VorträgeD‘Angelo, L. T.:Persönliche Assistenzsysteme für die älter werdendeGesellschaft,AFCEA München e.V., 30.9.2009160 I Abschlussbericht FitForAge

4F TiWORKMontagesysteme und -strukturen / 5.1VeröffentlichungenEgbers, J.; Neuberger, M.; Spillner, R.; Walch, D.; Williger, B.:Definition einer alternsgerechten Arbeitsgestaltung,In: Gerhäuser, H.; Günthner, W. A.; Lang, F. R.; Reinhart,G.; Schilling, K. (Hrsg.):Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltungin Produktion und Logistik, Studie aus demBayerischen Forschungsverbund FitForAge, ISBN:978-3-941702-16-5, München, 2010, S. 11–14Egbers, J., Schilp, J.:Integration Leistungsgewandelter in die Planung vonMontagesystemen,In: Gerhäuser, H.; Günthner, W. A.; Lang, F. R.; Reinhart,G.; Schilling, K. (Hrsg.):Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltungin Produktion und Logistik, Studie aus demBayerischen Forschungsverbund FitForAge, ISBN:978-3-941702-16-5, München, 2010, S. 113–125Reinhart, G.; Egbers, J.; Bortot, D.:3P zur Gestaltung alternsgerechter Arbeitsplätze,In: Gesellschaft für Arbeitswissenschaft (Hrsg.): NeueArbeits- und Lebenswelten gestalten, GfA-Press, ISBN:978-3-936804-08-9, Dortmund, 2010, S. 827–830Reinhart, G.; Egbers, J.; Schilp, J.; Rimpau, C.:Demographiegerechte und doch wirtschaftliche Montageplanung,wt Werkstattstechnik online 100 (2010) 1, S. 9–14Reinhart, G.; Schilp, J.; Egbers, J.; Walch, D.; Spillner, R.:Lösungsansätze für den demographischen Wandel inProduktion und Logistik,In: Zülch, G.; Stock, P. (Hrsg.): Auswirkungen der demographischenEntwicklung in Montagesystemen, Institutfür Arbeitswissenschaft und Betriebsorganisation, ISBN:978-3-9812620-0-1, Karlsruhe, 2009, S. 10–26Reinhart, G.; Spillner, R.; Egbers, J.:Werkzeug zur individuellen Belastungsdosimetrie,In: Landau, K. (Hrsg.): Produktivität im Betrieb, Tagungsbandder GfA Herbstkonferenz 2009, Ergonomia Verlag,ISBN: 978-3-935089-15-9, Stuttgart, 2009Reinhart, G.; Spillner, R.; Egbers, J.; Schilp, J.:Individualisierung an Montagearbeitsplätzen,wt Werkstattstechnik online 100 (2010) 9, Springer-VDI-Verlag, S. 665–669Reinhart, G.; Thiemann, C.; Spillner, R.; Schilp, J.:Demographische Herausforderungen in der Montage,wt Werkstattstechnik online, Jahrgang 98, H.9, 2008Reinhart, G.; Wiesbeck, M.; Egbers, J.:Digitale Assistenzsysteme zur alterungsgerechten Integrationvon Werkern in die variantenreiche Montage,In: ATZproduktion, Jg. 2, H. 03-04, 2009, S. 18-21Reinhart, G.; Egbers, J.:Belegschaftsanforderungen in der Montageplanung –Handlungsfelder und Lösungsansätze,In: Gesellschaft für Arbeitswissenschaft (Hrsg.): Menschundprozessorientierte Arbeitsgestaltung im Fahrzeugbau,GfA-Press, ISBN 978-3-936804-09-6, Dortmund,2010, S. 87–98Thiemann, C.; Spillner, R.; Schilp, J.:Montage im demographischen Wandel,In: iwb Newsletter, Jahrgang 16, Nr. 2, 2008I 161

7 VeröffentlichungenVorträgeReinhart, G.:Herausforderungen des demographischen Wandels inProduktion und Logistik,Intensiv-Workshop BayME/VBM, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 11.11.2008Reinhart, G.; Egbers, J.:Planung alternsgerechter Produktionssysteme,1. FitForAge-Kongress, BayME/VBM, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 18.11.2009Reinhart, G.; Egbers, J.; Schilp, J.:Herausforderungen des demographischen Wandels inProduktion und Logistik,Mitgliederversammlung des REFA-Ausschuss München-Augsburg, München, 4.11.2009Studien-, Seminar-, Bachelor-, Master-, DiplomarbeitenBittermann, K.:Identifikation von Entwicklungsschwerpunkten zur Integrationälterer und leistungsgewandelter Mitarbeiter inder Montage,Technische Universität München, 2008Bortot, D.:Gestaltung eines alternsgerechten Montagesystemsunter Verwendung der 3P-Methode,Technische Universität München, 2009Glonegger, M.:Entwicklung eines Referenzmodells zur belegschaftsgerechtenMontagesystemgestaltung,Technische Universität München, 2010Walch, D.; Egbers, J.:Brauchen wir für ältere Mitarbeiter andere Arbeitsplätze?Sonderveranstaltung „Prävention durch Methodenmoderner Arbeitsplanung“ des MTM-Instituts und derBundesarbeitsgemeinschaft für Sicherheit und Gesundheitbei der Arbeit (Basi) e.V., 31. Internationaler Kongressfür Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (A+A 2009),Düsseldorf, 6.11.2009Reinhart, G.; Schilling, K.; Schilp, J.:Menschen bleiben länger im Arbeitsleben – Fit4Work,Vortrag auf dem Gemeinsamen Kongress der DGG/ÖGGG und der DGGG/SGG, Potsdam, Dezember, 2008Reinhart, G; Spillner, R.; Egbers, J; Glonegger, M.:Strategien für eine Produktion im demographischenWandel,2. FitForAge-Kongress, bayme vbm, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 10.11.2010Grassl, M.:Nutzung von Mitarbeiteridentifikationssystemen für Individualisierungvon Arbeitsplatzeinrichtungen,Technische Universität München, 2010Lenhard, L.:Quantifizierung und Zielsystemintegration von physischbedingten Belegschaftsanforderungen in Montageplanungsprojekten,Technische Universität München, 2011Mühlegg, M.:Aufbau eines Systems zur automatischen Arbeitsplatzindividualisierung,Technische Universität München, 2010Radosavac, M.:Entwicklung eines Maßnahmenbaukastens zur belegschaftsgerechtenGestaltung von Montagesystemen,Technische Universität München, 2009162 I Abschlussbericht FitForAge

Reichl, M.:Optimierung des Planungsprozesses von Betriebsmittelnin der Fahrzeugmontage,Technische Universität München, 2010Schulze-Frenking, F.:Auswirkungen der Taktentkopplung auf die Arbeitsorganisationam Beispiel einer hochautomatisierten Karosseriebauanlage,Technische Universität München, 2010Schulze Frenking, F.:Konzeption einer Steh-Sitz-Hilfe für Montagearbeitsplätze,Technische Universität München, 2009Logistiksysteme und Organisation / 5.2WorkshopsNeuberger, M.; Williger, B.:Workshop: Wie kann ich meine Mitarbeiter bis zur Renteim Unternehmen halten?,Intensiv-Workshop aus dem Bayerischen ForschungsverbundFitForAge „Wie mache ich meine Produktion fit fürden demographischen Wandel?“, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 11.11.2008Walch, D.:Workshop: Welche Arbeitsplätze in Produktion und Logistiksind für ältere Mitarbeiter geeignet?Intensiv-Workshop aus dem Bayerischen ForschungsverbundFitForAge „Wie mache ich meine Produktion fit fürden demographischen Wandel?“, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 11.11.2008VeröffentlichungenEgbers, J.; Neuberger, M.; Spillner, R.; Walch, D.;Williger, B.:Definition einer alternsgerechten Arbeitsgestaltung,In: Gerhäuser, H.; Günthner, W. A.; Lang, F. R.; Reinhart,G.; Schilling, K. (Hrsg.):Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltung in Produktionund Logistik, Studie aus dem Bayerischen ForschungsverbundFitForAge, ISBN: 978-3-941702-16-5, München,2010, S. 11–14Günthner, W. A.; Walch, D.:Nachhaltige Ergonomie für manuelle Logistik-Arbeiten,In: Logistik für Unternehmen, 24. Jahrgang, Ausgabe3/4-2010, Springer-VDI-Verlag, ISSN: 0930-7834, Düsseldorf,2010, S.44 ff.Günthner, W. A.; Walch, D.; Tenerowicz, P.:Intralogistische Systeme nachhaltig gestalten – Der FaktorMensch im Fokus,In: Wimmer, T.; Wöhner, H. (Hrsg.): Intelligent wachsen,Kongressband zum 27. Deutschen Logistik-KongressBerlin, Deutscher Verkehrs-Verlag, ISBN: 978-3-87154-430-9, Hamburg, 2010, S. 207–232Kammergruber, F.; Walch, D.; Steghafner, A.; Günthner,W. A.:Durchgängige Ermittlung der Mitarbeiterbelastung in derKommissionierung – von der Virtual Reality Planung biszur Visualisierung über Augmented Reality,In: Schenk, M. (Hrsg.): Digitales Engineering und virtuelleTechniken zum Planen, Testen und Betreiben technischerSysteme, Magdeburg: Fraunhofer IFF, Fraunhofer Verlag,ISBN: 978-3-8396-0145-7, Stuttgart, 2010, S.172-178Neuberger, M.:Lebenslanges Lernen in der Logistik: Personalentwicklungdurch alternsgerechtes E-Learning,In: Gerhäuser, H.; Günthner, W. A.; Lang, F. R.; Reinhart, G.;Schilling, K. (Hrsg.):Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltung in Produktionund Logistik, Studie aus dem Bayerischen ForschungsverbundFitForAge, ISBN: 978-3-941702-16-5, München,2010, S. 51–64I 163

7 VeröffentlichungenNeuberger, M.; Knigge, I.; Walch, D.:An Eye Movement Strategy to Compensate for AgerelatedCognitive Decline in a Logistics Task,In: Eder, A. B., et al. (Hrsg.): 51. Tagung experimentellarbeitender Psycholog/innen (TeaP), Jena, 2009, S. 119Neuberger, M.; Williger, B.:Entwicklungspsychologische Aspekte der Arbeitsmotivation,In: Sauerland, M.; Weikamp, J. (Hrsg.): Zündstoff Motivation:Motivierungsmethoden für Mitarbeiter, Führungskräfteund Organisationen,ISBN: 978-3-8300-4452-9, Kovac, Hamburg, 2009,S. 331–341Walch, D.:Im Tandem durchs Tal,Nachgefragt: Interview in der Logistik Heute,ISSN: 0173-6213, HUSS-Verlag, Ausgabe 7–8/2009,31.Jahrgang, München, 2009, S. 10Walch, D.; Galka, S.; Günthner, W. A.:Produktivität und körperliche Belastung,In: Deutsche MTM-Vereinigung e.V. (Hrsg.): ISSN:1868-0011, MTMaktuell – Das MTM-Infomagazin,15.Jahrgang, Ausgabe 45, 01/2010, Zeuthen, 2010,S. 14 f.Walch, D.; Galka, S.; Günthner, W. A.:Zwei auf einen Streich – Integrative Planung von Kommissionierprozessendurch die Kombination von MTMund der Leitmerkmalmethode,In: Landau, K. (Hrsg.): Produktivität im Betrieb, Stuttgart,Ergonomia Verlag, ISBN: 978-3-93509-15-5, 2009,S. 249–253Walch, D.; Günthner W. A.:Belastungsorientierte Job Rotation für eine alternsgerechteArbeitsorganisation am Beispiel der Logistik,In: Gerhäuser, H.; Günthner, W. A.; Lang, F. R.; Reinhart,G.; Schilling, K. (Hrsg.):Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltung in Produktion undLogistik, Studie aus dem Bayerischen ForschungsverbundFitForAge, ISBN: 978-3-941702-16-5, München, 2010,S. 65–77Walch, D.; Günthner, W. A.:Belastungsermittlung für Handhabungsprozesse in der Logistik– Ein Beitrag zur alternsgerechten Arbeitsgestaltung,In: Industrial Engineering – Fachzeitschrift des REFA-Verbandes, 62. Jahrgang, Ausgabe 3-2009, ISSN:1866-2269, Darmstadt, 2009, S. 30–33Walch, D.; Günthner W. A.:Die demographische Entwicklung in Gesellschaft undArbeitswelt,In: Gerhäuser, H.; Günthner, W. A.; Lang, F. R.; Reinhart,G.; Schilling, K. (Hrsg.):Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltung in Produktion undLogistik, Studie aus dem Bayerischen ForschungsverbundFitForAge, ISBN: 978-3-941702-16-5, München, 2010,S. 7–10Walch, D.; Günthner W. A.:Maschinen für die Schwerarbeit, Demografischer Wandelfordert Umdenken – Belastungsanalyse und neue Gerätehelfen weiter,In: Lebensmittelzeitung, Nummer 41, Deutscher FachverlagGmbH, Frankfurt am Main, 15.10.2010, S. 42Walch, D.; Günthner, W. A.:Erhalt der Erwerbsfähigkeit von Mitarbeitern in derphysischen Logistik vor dem Hintergrund des demographischenWandels,In: GfA (Hrsg.): Arbeit, Beschäftigungsfähigkeit und Produktivitätim 21. Jahrhundert, ISBN: 978-3-936804-07-9,GfA-Press, Dortmund, 2009, S. 609–612Walch, D.; Neuberger, M.; Günthner, W. A.:Auswirkungen der demographischen Entwicklung aufdie Intralogistik – Ansätze zum Erhalt der Erwerbsfähigkeitvon Logistikmitarbeitern,164 I Abschlussbericht FitForAge

In: Industrie Management 2/2009 – TechnologiegetriebeneVeränderungen der Arbeitswelt, ISSN: 1434-1980,GITO-Verlag, Berlin, 2009, S. 67 ff.Walch, D.:Fit4Work: Altern gestalten,DGGG-Kongress, Potsdam, 5.12.2008Weikamp, J.; Sauerland, M.:„Anti-Aging“ – ein Führungsphänomen der Vergangenheit?,In: Gerhäuser, H.; Günthner, W. A.; Lang, F. R.; Reinhart,G.; Schilling, K. (Hrsg.):Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltung in Produktion undLogistik, Studie aus dem Bayerischen ForschungsverbundFitForAge, ISBN: 978-3-941702-16-5, München, 2010,S. 35–49Weikamp, J. G., Lukesch, H.; Göritz, A. S.:Delayer? Once and for All Time? A Work- and Gender-Related Analysis, 53.Tagung experimentell arbeitender Psychologen (TeaP),Halle (Saale), 2011VorträgeGalka, S.; Walch, D.:Ergonomische Arbeitsplatzgestaltung am Beispiel einesVerpackungsarbeitsplatzes,Veranstaltung „Erschließung von Produktivitätspotenzialenin der Logistik“ des liz-MTM-Logistikseminars,Garching, 14.10.2010Günthner, W. A.:Die Zukunft der Intralogistik mit einer alternden Belegschaftmeistern,2. FitForAge-Kongress, bayme vbm, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 10.11.2010Walch, D.:Alter und Belastung – vereinbar in der operativen Logistik?Veranstaltung „Erschließung von Produktivitätspotenzialenin der Logistik“ des liz-MTM-Seminars, Garching,14.10.2009Walch, D.:Mitarbeiterflexibilität in der Logistik vor dem Hintergrundder demographischen Herausforderungen,Doktorandenworkshop des 4. WissenschaftssymposiumLogistik, BMW Welt, München, 9.6.2008Walch, D.:Labour Flexibility in Logistics Considering DemographicChallenges,Doktorandenworkshop des 25. Deutschen Logistik-Kogresses, Berlin, 21.10.2008Walch, D.:Wie erreiche ich Transparenz über die Belastungssituationin meiner Logistik?Vortrag auf der 8. Internationalen Fachmesse für Distribution,Material- und Informationsfluss – LogiMAT imRahmen des Fachforums „Fit @ Work – trotz einer alterndenBelegschaft“, Stuttgart, 3.3.2010Walch, D.; Egbers, J.:Brauchen wir für ältere Mitarbeiter andere Arbeitsplätze?Sonderveranstaltung „Prävention durch Methodenmoderner Arbeitsplanung“ des MTM-Instituts und derBundesarbeitsgemeinschaft für Sicherheit und Gesundheitbei der Arbeit (Basi) e. V., 31. Internationaler Kongressfür Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (A+A 2009),Düsseldorf, 6.11.2009Weikamp, J.; Neuberger, M.; Lukesch, H.:Motivation älterer Mitarbeiter. Eine experimentelle Integrationdes Delay of Gratification Paradigmas und dersozioemotionalen Selektivitätstheorie in den beruflichenKontext,Poster presented at the 52. TeaP, Saarbrücken, 22.3.2010I 165

7 VeröffentlichungenStudien-, Seminar-, Bachelor-, Master-, DiplomarbeitenGeser, A.:Konzeption einer alternsgerechten Arbeitsplatzgestaltungmit exemplarischer Umsetzung an einem Verpackarbeitsplatz,Technische Universität München, 2010Hampp, T.-M.:Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltung auf Basis einerBelastungs- und Prozessanalyse an einem Verpackarbeitsplatzder Firma Geis Industrie-Service GmbH,Technische Universität München, 2009Huber, M.:Ermittlung und Visualisierung der körperlichen Belastungin der manuellen Kommissionierung mit exemplarischerUmsetzung am Beispiel des Pick-by-Vision,Technische Universität München, 2009Knoblinger, C.:Vergleich von Arbeitsanalyseverfahren zur Risikobeurteilungvon innerbetrieblichen Logistikarbeitsplätzen mitbeispielhafter Anwendung im Dynamic Center der BMWGroup,Technische Universität München, 2009Ortner, L.:Optimierte, altersgerechte Behälterbereitstellung nachLean-Gesichtspunkten mit konstruktiver Umsetzung aneinem ausgewählten Produktionsarbeitsplatz der BMWGroup,Technische Universität München, 2008Raster, E.:Alternsgerechte Gestaltung von Verpackarbeitsplätzen,Technische Universität München, 2009Schleicher, A.:Erstellung eines Excel-basierten Tools zur Ermittlung derkörperlichen Belastung von Kommissionierern,Technische Universität München, 2010Steuer, W.:Erstellung eines Tools zur Bewertung der Anforderungenvon Logistikarbeitsplätzen unter Berücksichtigung derFähigkeiten und Eigenschaften älterer Mitarbeiter,Technische Universität München, 2009Ulrich, S.:Informationsbereitstellung in der schlanken Logistik unterder Berücksichtigung der demographischen Herausforderungen,Technische Universität München, 2008Krempl, K.:Konstruktive Optimierung der Beschickung eines Verpackungsarbeitsplatzeszur Wandlung der Belastung vonHandhabungsprozessen,Technische Universität München, 2010Künkel, F.:Entwicklung von Methods Time Measurement-Bausteinenzur Abbildung von Kommissionierprozessen unterEinbeziehung von ergonomischen Faktoren,Technische Universität München, 2009Weikamp, J.:Motivation älterer Mitarbeiter – Eine experimentelle Integrationdes Belohnungsaufschubsparadigma (Mischel, Shoda& Rodriguez, 1989) und der sozio-emotionalen Selektivitäts-Theorie(Carstensen, 2006) in den beruflichen Kontext,Universität Regensburg, 2009Wolff, E.:Entwicklung einer Systematik zur Bewertung von innerbetrieblichenVersorgungsstrategien hinsichtlich desKosten-/Nutzenverhältnisses ergonomischer Gestaltungseinflüsse,Technische Universität München, 2009166 I Abschlussbericht FitForAge

7 VeröffentlichungenReinhart, G.; Spillner, R.:Assistenzroboter in der Produktion,Beitrag für Internationales Forum Mechatronik,3.11.–4.11.2010Reinhart, G.; Spillner, R.; Egbers, J.; Glonegger, M.:Strategien für eine Produktion im demographischenWandel,2. FitForAge-Kongress, bayme vbm, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 10.11.2010Schilp, J.; Egbers, J.; Leutert, F.;Neuberger, M.;Spillner, R.; Walch, D.:Demographischer Wandel – Herausforderungen inProduktion und Logistik,VDI-Bezirksgrupppe Allgäu, Hochschule Kempten,13.4.2010Spillner, R.:Einsatzpotenziale AmI-basierter Technologien zur individuellenBelastungsdosimetrie,AmI und Arbeitswissenschaft, Tagung bei der BAuADortmund, 15.1.2010Spillner, R.:Mensch und Roboter – Kooperation in der Montage,6. Technologie-Forum Robotik, Technologie CentrumWestbayer (TCW), Nördlingen, 31.3.2009Studien-, Seminar-, Bachelor-, Master-, DiplomarbeitenAbrollvorgang,Technische Universität München, 2009Leovac, D.:Entwicklung und Umsetzung eines Sicherheitskonzeptsfür die intuitive, manuell gesteuerte Lasthandhabung inder Mensch-Roboter-Kooperation,Fachhochschule Augsburg, 2010Li, A.:Entwicklung von Funktionsprinzipien zur Bauteilhandhabungmit aktiver Greifpunktänderung,Technische Universität München, 2009Orlandi, C.:Entwicklung und Anwendung einer methodischen Entscheidungshilfezur Auswahl geeigneter Handhabungsassistenzin der Automobil-Endmontage,Technische Universität München, 2010Rietzler, T.:Entwicklung und Konstruktion einer kraft- und momentenskalierendenAufhängung,Fachhochschule Augsburg, 2009Witzmann, M.:Entwicklung einer Regelung für das intuitive Führen vonIndustrierobotern mit Kraft-Momenten-Sensoren,Technische Universität München, 2010Dieterle, J.:Ableitung standardisierbarer Greifpunkte zur typflexiblenHandhabung am Beispiel der Vordersitzmontage in derAutomobilindustrie,Technische Universität München, 2009Hanöfner, R.:Entwicklung eines Greifsystemkonzepts zur Bauteilhandhabungmit aktiver Greifpunktänderung durch einen168 I Abschlussbericht FitForAge

VeröffentlichungenQuerschnittsprojekteiTUSE 4FAkzeptanz und Nutzung alternsgerechterTechnologien / 6.1SeminareWilliger, B.:Nutzereinbindung in der alternsgerechten Produktentwicklung,Vortrag im BDH Kolloquium des Lehrstuhls für Mustererkennung,Erlangen, Juni 2009Williger, B.; Kamin, S.:Alter und Technik,Seminar im Rahmen des Masterstudiengangs Psychogerontologie(M.Sc.), Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg, Wintersemester 2010/2011Williger, B.; Neuberger, M.:Wie kann ich meine Mitarbeiter bis zur Rente im Unternehmenhalten?,Intensiv-Workshop aus dem Bayerischen ForschungsverbundFitForAge „Wie mache ich meine Produktion fit fürden demographischen Wandel?“, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 11.11.2008VeröffentlichungenLang, F. R.; Rupprecht, R.; Esslinger, S.; Thielecke, J.;Sieber, C.:Altern in Gesundheit und Autonomie,Uni-Kurier, Magazin, 35 (110), September 2009, S. 22–24Neuberger, M.; Williger, B.:Motiviert zur Arbeit – ein Leben lang,In: Sauerland, M.; Weikamp, J. (Hrsg.): Zündstoff Motivation:Motivierungsmethoden für Mitarbeiter, Führungskräfteund Organisationen, ISBN: 978-3-8300-4452-9,Kovac, Hamburg, 2009, S. 331–341Williger, B.; Lang, F. R.:Technologie,Uni-Kurier, Magazin, 35 (110), September 2009, S. 26Williger, B.; Lang, F. R.:Wohlbefinden am Arbeitsplatz: (K)eine Frage des Alters?In: Gerhäuser, H.; Günthner, W. A.; Lang, F. R.; Reinhart,G.; Schilling, K. (Hrsg.): Alternsgerechte Arbeitsplatzgestaltungin Produktion und Logistik, Studie aus demBayerischen Forschungsverbund FitForAge, ISBN:978-3-941702-16-5, München, 2010, S. 15–33VorträgeLang, F. R.:Psychologie des Alterns,Forschungsfabrik Nordostpark Nürnberg, Oktober 2008Lang, F. R.:Erfolgreich Altern am Arbeitsplatz,1. FitForAge-Kongress, BayME/VBM, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 18.11.2009Eck, D.; Schilling, K.; Abdul-Majeed, A.; Thielecke, J.;Richter, P.; Gutierrez Boronat, J.; Schens, I.; Thomas, B.;Williger, B.; Lang, F. R.:Mobility Assistance for Elderly People,Accepted for the Journal of Bionics and BiomechanicsLang, F. R.:Was ist ein guter Arbeitsplatz? Nicht nur eine Frage des Alters,2. FitForAge-Kongress, bayme vbm, Haus der BayerischenWirtschaft, München, 10.11.2010I 169

7 VeröffentlichungenLang, F. R.; Williger, B.; Rupprecht, R.:Akzeptanz und Nutzung alternsgerechter Technologien(Fit4Use),9. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Gerontologieund Geriatrie, Potsdam, Dezember 2008Williger, B.; Kamin, S. T.; Lang, F. R.:Attitudes, Adaptivity and Adoption: The Use of TechnicalInnovations in Later Adulthood,Poster presented at the XIXth IAGG World Congress ofGerontology and Geriatrics, Paris, Juli 2009Williger, B.; Kamin, S. T.; Lang, F. R.:Technische Aufgeschlossenheit und Anpassungskompetenzim Alter,19. Tagung der Fachgruppe Entwicklungspsychologie,Hildesheim, September 2009Williger, B.; Lang, F. R.:Nutzereinbindung im Kontext der alternsgerechten Produktentwicklung,2. Workshop des Niedersächsischen ForschungsverbundsGAL, Vechta, Juni 2009Williger, B.; Lang, F. R.:Cognition and Emotion Regulation in Older Adults’Technology Use,Poster presented at the 4th ISG Masterclass, Eindhoven,Niederlande, November 2009Williger, B.; Lang, F. R.:Techniknutzung im höheren Erwachsenenalter: Der Einflussvon Kognition und Einstellungen,Poster auf dem 47. Kongress der Deutschen Gesellschaftfür Psychologie, Bremen, September 2010Williger, B.; Lang, F. R.:Technology Use in Later Adulthood: The Role of Attitudesand Cognitive Abilities,Poster presented at the 63rd Annual Scientific Meetingof the Gerontological Society of America, New Orleans,USA, November 2010Williger, B.; Rager, B.; Lang, F. R.:Successful Aging at Work: Aspects of PsychologicalAdaptation at the Workplace,Talk given at the LASER Conference, Nürnberg,Dezember 2009Studien-, Seminar-, Bachelor-, Master-, DiplomarbeitenAbert, S.:Altersbedingte Unterschiede bei der Wahrnehmung undVerarbeitung von Stress im Arbeitskontext,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Besser, J.:Die Auswirkung langfristiger Bewegungsmuster auf die motorischen,kognitiven und konativen Kompetenzen im Alter,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Glufke, A.:Best Ager, Silver Surfer und Woopies: Das Altersbild inder Werbung,Universität Regensburg, 2009Kamin, S.:Technology Adaption Inventory: Reliability and Validity,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Schuster, M.:Persönlichkeit und Arbeitszufriedenheit,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Stumm, C.:Arbeitszufriedenheit und Arbeitsmotive über die Lebensspanne,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Ziegler, A.:Alter und Technik im sozialen Kontext,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009170 I Abschlussbericht FitForAge

iT4FPRODUCTBerücksichtigung von typischen altersbedingtenLeistungseinschränkungenin der Produktentwicklung / 6.2VeröffentlichungenPaetzold, K.:An Approach to Adapt the Product Functionality to theAbilities of Seniors,In: Ziffle, M.; Röcker, C. (Hrsg.): Human Centered Designof E-Health, IGI Global, 2010Paetzold, K.; Klämpfl, A.:Ein Ansatz zur Berücksichtigung der Kompetenzen vonSenioren in der Entwicklung technischer Systeme,2. Deutscher AAL-Kongress, Berlin, Januar 2009Paetzold, K.; Stöber, C.:An Approach for Consideration Competences of ElderlyPeople in the Development of Technical Systems,In: International Conference on Engineering Design,ICED’09, Stanford University, CA, USA, 24.–27. August2009VorträgePaetzold, K.:Berücksichtigung von Leistungseinschränkungen in derProduktfunktionalität,9. Fachtagung der Gesellschaft für Kognitionswissenschaften,Symposium „Aspekte der Technikgestaltung fürältere Menschen“, September 2008Stöber, C.; Wartzack, S.; Meerkamm, H.:Eigenschaftsbasierter Modularisierungsansatz fürindividualisierte Produkte, „Hoffnung Alter“,10. Kongress der Deutschen Gesellschaft fürGerontologie und Geriatrie, Berlin, 14.9.2010Studien-, Seminar-, Bachelor-, Master-, DiplomarbeitenAlexandru, A.:Erfassung, Analyse und Anforderungsbeschreibungtypischer Leistungseinschränkungen im Alter,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Althoff, F.:Erfassung und Strukturierung von Leistungseinschränkungenzur Ableitung von Anforderungen für dieProduktentwicklung,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Stöber, C.; Schmidt, J; Wartzack, S.; Paetzold, K.;Meerkamm, H:Modularisierungsstrategie für Produkte für leistungseingeschränktePersonen,Design for X – Beiträge zum 21. Symposium, Paper undVortrag, 23.9.–24.9.2010, Buchholz 2010, S. 205–222Stöber, C.; Wartzack, S.; Meerkamm, H.:Process Orientated DfX Support,In: Dagmann, A.; Söderberg; R. (Hrsg): Proceedings ofNorddesign 2010: International Conference on Methodsand Tools for Product and Production development,ISBN: 978-91-633-7064-9Bromma, G.:Eigenschaftsbasierte Modularisierungsstrategie fürMontagearbeitsplätze,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Bülow, C.:Beschreibung von Methoden zur individualisiertenProduktentwicklung für Menschen mit Leistungseinschränkungen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008I 171

7 VeröffentlichungenHaagen, A.:Technik im Alter – Eine Herausforderung für die Produktgestaltungam Beispiel des Fitnessbegleiters,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Heß, E.:Syndromkurztest – Anforderungen an ein mechatronischesSystem,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Hofmann, T.:Erfassung und Analyse typischer altersbedingter Krankheitenzur Ableitung von Produktanforderungen fürseniorengerechte Produktentwicklung,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008zur technischen Unterstützung bei Demenz,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Mott, S.:Modularisierungsstrategie für den Fitnessbegleiter,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Pohl, J.:Prototypenhafte Entwicklung einer Navigationshilfe fürDemenzkranke,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Reck, S.:Development of an Intelligent Picture Frame,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Köhler, A.:Modularisierungsstrategie für individualisierte Produkte,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Kowohl, F.:Methoden zur Nutzerpartizipation,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Kunz, S.:Aspekte der Nutzerpartizipation bei der Entwicklungtechnischer Systeme für Demenz-Patienten,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Lauer, C.:Anforderungen an Produkte für leistungseingeschränktePersonen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Lauer, C.:Optimierung einer Handhabungshilfe für BMW,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Riedelbauch, F.:Analyse von Forschungsobjekten, DIN-Normen undRichtlinien für die ergonomische Gestaltung von Produktenzur Nutzung zur Kompensation von Leistungseinschränkungen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Rohnke, M.:Analyse von Gestaltungsrichtlinien für seniorengerechteProdukte,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Schmidt, J.:Beschreibung von Anforderungen an generische Produktefür leistungsgewandelte Personen,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009Schuller, K.:Entwicklung eines Arbeitsplatzes für leistungsgewandeltePersonen im Vormontagebereich,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Lunz, K.:Technikfolgenabschätzung – Theoretische Grundlagenund spezifische Konzipierung einer TA für ein ProduktSchultheiß. C.:Erarbeitung der Anforderungen zur Integration einersprachgesteuerten Kommunikationsschnittstelle in senio-172 I Abschlussbericht FitForAge

engerechte Produkte,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2008Smoll, S.:Berücksichtigung ethischer Aspekte in der Produktentwicklung,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Wahl, P.:Optimierung eines Handlingsystems,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2010Wolf, B.:Handlingsystem für Achsgetriebegehäuse bei BMW,Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009I 173

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