Sensoranzug soll vor Fehlhaltungen warnen

Interview mit Dipl.-Inf. Felix Wenk, Mitarbeiter im Forschungsbereich Cyber-Physical Systems des Deutschen Forschungsinstituts für Künstliche Intelligenz (DFKI)

SIRKA: Dieses Wort steht für den "Sensoranzug zur individuellen Rückmeldung körperlicher Aktivität". In einem Gemeinschaftsprojekt entwickelt das DFKI einen Anzug, der zur Prävention von Haltungsschäden beitragen soll. Inertialsensoren werden dafür in einen Blaumann integriert. Auch Physiotherapeuten sollen von den Ergebnissen profitieren.

01.05.2016

Foto: Felix Wenk

Dipl.-Inf. Felix Wenk; © DFKI GmbH/ Annemarie Hirth

COMPAMED.de sprach im Interview mit Dipl.-Inf. Felix Wenk vom DFKI über die Funktion des Sensoranzuges, wem er im Einzelnen nützt und wie der Datenschutz für den Träger gewährleistet werden kann.

Herr Wenk, Sie arbeiten beim Projekt SIRKA mit, welches einen Sensoranzug zur Prävention von Haltungsschäden entwickelt. Wie funktioniert dieser Anzug?

Felix Wenk: Unser Projektpartner MEYER WERFT hat herausgefunden, dass die Mitarbeiter bei der Arbeit während eines längeren Zeitraums Haltungsschäden entwickeln. Der Anzug soll die Körperhaltung des Anzugträgers messen, während die Mitarbeiter zum Beispiel ein Schiff zusammenschweißen. Ziel ist es, herauszufinden, welche Ursache diesen Schäden zugrunde liegt. In der Arbeitskleidung sind mehrere Inertialsensoren eingebaut. Diese Sensoren befinden sich auch in Smartphones, sie messen die Drehrate und die Beschleunigung. Im Anzug verwenden wir die Inertialsensoren dafür, um die Lage der Körperteile zu bestimmen, zum Beispiel die des Ober- und Unterschenkels. So entsteht ein Gesamtbild der Haltung des Trägers.

Durch die Gravitation, die auf den Körper einwirkt, bestimmen die Sensoren, wo oben und unten ist. Außerdem messen sie die Drehrate während der Bewegung des Trägers. Derzeit arbeiten wir daran, die Nord-Süd-Ausrichtung der einzelnen Körperteile bestimmen zu können. Bisher kann noch nicht gemessen werden, wo sich vorne und hinten befindet. Wir haben dazu zwei verschiedene Varianten entwickelt. Bei der ersten bringen wir einen Kompass an jedem Körperteil an. Die andere Variante ist aufwendiger, die Struktur und die Bewegungen der Körperteile werden einzeln gemessen. Der Vorteil besteht aber im Gegensatz zur ersten Methode darin, dass man kein Magnetfeld benötigt. Gerade bei der Schiffsbauarbeit kommt es zu Magnetfeldstörungen.

Foto: Arbeiter im Blaumann

15 Interialsensoren wurden in einem gewöhnlichen Blaumann integriert. Die sollen die Haltungen von schwer körperlich arbeitenden Menschen aufzeichnen. Die Position der Sensoren sind im Bild makiert; © MEYER WERFT GmbH

Stört der Sensor den Arbeiter, wenn er ihn trägt?

Wenk: Die 15 Sensoren, die sich im Anzug befinden, haben jeweils eine Fläche von etwa zwei Quadratzentimetern und sind weniger als einen Millimeter dick. Im Anzug liegen sie in kleinen Klettverschlusstaschen, die mit Stoff bedeckt sind. Der Träger des Anzuges bemerkt diese gar nicht und empfindet sie somit auch nicht als störend. Der angebrachte Computer, der die Haltungsdaten auswertet, ist etwas kleiner als eine Zigarettenschachtel und wird vom Träger auch nur bedingt wahrgenommen. Er soll aber in Zukunft kleiner werden.

Sie sagten, Sie arbeiten mit dem Schiffbauunternehmen MEYER WERFT zusammen. Welche Berufsgruppen könnten diesen Anzug außerdem präventiv nutzen?

Wenk: Es kommen für den Einsatz des Anzuges nur Berufe in Frage, in denen körperlich gearbeitet wird und für die man rausfinden möchte, wie sich die Mitarbeiter bewegen. In der Autoindustrie hat man schon einige Maßnahmen getroffen. Die Arbeiter, die am Band arbeiten, werden mit Kameras beobachtet, um mögliche Fehlhaltungen zu erkennen. Der Arbeitsbereich bei Schiffbauunternehmen ist viel zu groß, um alles mit Kameras auszurichten. Möglich wäre der Einsatz auch in Bauunternehmen. Oft heben die Mitarbeiter Kisten falsch hoch, aus dem Rücken. Um die Gelenke zu schonen, sollten Menschen beim Heben von schweren Gegenständen immer die Kraft aus den Knien beziehen. Man könnte einen Vibrationsalarm entwickeln, der den Träger des Anzuges vor einer falschen Körperhaltung warnt.

Im OP-Saal müssen Chirurgen zum Teil mehrere Stunden am Stück eine bestimmte Körperhaltung einnehmen. Denken Sie, dass der Sensoranzug auch operierende Ärzte gesundheitlich unterstützen könnte?

Wenk: Es wäre möglich, die Sensoren in einen OP-Anzug zu integrieren. Allerdings reagiert der Anzug besser bei Bewegungen als bei Stillstand. Während einer Operation bewegen Chirurgen ihren Körper kaum. Für den Einsatz des Anzuges sind vorerst Tätigkeitsfelder im Fokus, wo viele unterschiedliche Haltungen eingenommen werden. Bei ein und derselben Haltung während eines langen Zeitraums, wie dem Sitzen am Büroschreibtisch, wäre es sinnvoll zu beobachten, ob sich die Haltung während dieser Zeit ändert um dementsprechend den Träger zu warnen.

Foto: Teil eines Blaumanns, Logo von Firma MEYER WERFT aufgestickt

Die Sensoren werden in Klettenverschlusstaschen hineingelegt. Durch ihre minimale Größe, spürt der Anzugträger sie gar nicht; © MEYER WERFT GmbH/ Annemarie Hirth

Ärzte und Physiotherapeuten sollen mit den Ergebnissen der Messung Patienten besser behandeln können. Wie wird das ermöglicht?

Wenk: In unserem Projekt arbeiten bereits Physiotherapeuten mit. Sie helfen uns dabei, herauszufinden, welche Haltungen schädlich sind. Wenn der Sensoranzug zum Einsatz kommt, werden die ermittelten Daten auf einer SD-Karte gespeichert. Diese Karte kann der Träger nach seinem Arbeitstag aus dem Anzug entfernen und damit seinen Betriebsarzt oder Physiotherapeuten konsultieren. Mithilfe einer Auswertungssoftware, welche von einem anderen Projektpartner entwickelt wird, kann sich der Arzt die Ergebnisse und Statistiken ansehen. Die Software zeigt zum Beispiel an, wie lange sich der Arbeiter in einer knienden Position befand. Potenziell körperlich schädliche Haltungen sollen somit identifiziert werden. Mit den Ergebnissen wird dann eine individuelle Warnfunktion erstellt.

Kann der Datenschutz für den Träger gewährleistet werden?

Wenk: Zu Beginn des Projektes gab es die Idee, die Daten nicht per Kabel, sondern per Funk zu übertragen. Davon haben wir aus praktischen, aber vor allem auch aus datenschutzrechtlichen Gründen wieder abgesehen. Deswegen werden die Daten auf der SD-Karte gespeichert, damit niemand von außen darauf zugreifen kann. Die Daten verbleiben nach dem Entfernen der Karte aus dem Anzug nur auf der Karte, sodass der nächste Träger auch keinen Zugang zu den Ergebnissen des vorherigen Trägers bekommt.

Foto: Lorraine Dindas

© B. Frommann

Das Interview führte Lorraine Dindas.
COMPAMED.de