Assisted Living
Wir fragen uns: Welche Regeln gibt es und wo sind deren Grenzen?
Assistenzsysteme
Smart-Home-Software
Sensoren
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Schnittstellen
Aktoren
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Themenfokussierte Systeme
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Themeneinführung
Assistenzsysteme im Kontext der Häuslichkeit
Der Begriff „technische Assistenzsysteme in der Pflege“ wird sowohl als Oberbegriff für bestimmte technische Hilfsmittel als auch für zielgerichtete Methoden verwendet. Assistenzsysteme sollen insbesondere älteren Menschen den längeren Verbleib in der eigenen Häuslichkeit ermöglichen. Als Oberbegriff werden die Einschlusskriterien „technische Hilfsmittel“ und die Zielsetzung der „Unterstützung Pflegebedürftiger im häuslichen Umfeld“ formuliert. Ein nicht ausschließender Schwerpunkt wird auf Hilfsmittel, die auf Informations- und Kommunikationstechnologien basieren gesetzt (vgl. Weiß et al. 2013, S. 8–9; Lutze et al. 2019, S. 22–26, Meyer 2018, S. 148).AAL - Ambient Assisted Living
Inhaltlich gibt es Überschneidungen mit dem Begriff „Ambient Assisted Living“ (AAL), der umgebungsunabhängig, meist jedoch in der Häuslichkeit oder im institutionellen Setting verwendet wird. Adressiert werden meist ältere Menschen mit der Zielsetzung, das Zurechtkommen im Alltag („improve human functioning“), Autonomie und Lebensqualität zu verbessern. Die vom AAL-Begriff umfassten Lösungen werden sowohl als „System“ als auch als „Technologie“ bezeichnet.
Kognitive Assistenzsysteme
Beispiel für kognitive Assistenzsysteme ist die sogenannte Werkerführung (Montage, Kommissionierung), die beschäftigte bei der korrekten Ausführung Ihrer Tätigkeit unterstützen. Je spezifischer die Assistenzsysteme auf die Fähigkeiten und Vorlieben des einzelnen Menschen eingehen, desto besser und angemessener ist ihre Unterstützungsleistung. Mit der umfassenden Ermittlung des Leistungsprofils können Assistenzsysteme Fähigkeitslücken erkennen. In der Folge können korrigierende Aktionen erfolgen (Wissensvermittlung, Weiterbildung) (vgl. Brovenschulte 2020, S. 1)Assistenzsysteme für Pflegende
Assistenzsysteme, die Pflegende entlasten betreffen beispielsweise die Routenplanung, Dokumentationen und grundsätzlich die zeitliche oder körperliche Entlastung pflegender (vgl. Weiß et al. 2013, S. 23, Lutze et al. 2019, S. 22–26).Limitationen
- Juristische Limitationen: Datenschutzgesetze? Arbeitsschutzgesetze?
- Wertebezogene Limitationen: Wer setzt die Normativen Vorstellungen davon, was "gut", "korrekt" und "richtig" ist? Innerhalb welcher leitender Strukturen?
- Unerwünschte Effekte: Welche unerwünschten Effekte können Assistenzsysteme erzeugen?
Sensoren (lat. sentire: "fühlen", "empfinden") sind die "Sinnesorgane" eines Assistenzsystems (z.B. eines Smart-Home-Systems oder Sturzerkennungssystems). Sie sind technische Bauteile, die insbesondere physikalische Eigenschaften (z.B. Wärme, Temperatur, Feuchtigkeit, Helligkeit, Beschleunigung, Druck) seiner Umgebung qualitativ ("prüfen" oder "lehren") oder quantitativ ("messen") erfassen kann. (Weiterführend: Wikipedia - Sensor )
Messen
Messen liefert ein Ergebnis aus Messwert + Messgrösse. Nach Balzer und Brendel (2019, S. 109, 118–119) beinhaltet das Messen drei Grundbedingungen, die nachführend für verschiedene Sensoren erläutert werden.- Eingriff in das bestehende System: Messen bedeutet immer auch einen Eingriff in das bestehende System.
- Messmodelle: Messmodelle enthalten spezielle Bedingungen der Eindeutigkeit. Ein hervorgehobener Aspekt wird durch Hypothesen eindeutig bestimmt.
- Masseinheit: Ein Messmodell enthält - implizit oder explizit - immer eine Masseinheit, ohne die eine praktische Durchführung der Messung nicht möglich ist.
Prüfen
Prüfen liefert ein logisches Ergebnis, z.B. Ja/Nein, Grösser/Kleiner. Prüfen kann als Messen verstanden werden, bei dem die Masseinheit eine Prüffrage ist: "Ist der Herd Ausgeschaltet?", "Sind die Fenster geschlossen?", "Ist die Tür abgesperrt"?Ausgewählte Sensoren in Assistenzsystemen
- Prüfsensoren:
- Schalter: Ist ein Schalter in Position "Ein": Ja/Nein - Der Schalter schliesst (bzw. öffnet) einen Stromkreis dauerhaft. "Ein" rastet im Gegensatz zum Taster ein.
- Taster: Ist ein Taster in Position "Ein": Ja/Nein - Der Schliesser-Taster schliesst einen Stromkreis, solange er gedrückt wird. Der Öffner-Taster unterbricht einen Stromkreis, solange er gedrückt wird.
- Reed-Kontakt: (Tür- und Fensterkontakt, Magnetschalter) Hält der Magnet den Kontakt in Position "Ein": Ja/Nein - Der Reed-Kontakt schliesst einen Stromkreis, solange er im Wirkungsbereich des bzw. eines Magneten ist. Es gibt auch Reed-Kontakte, die in Magnetnähe geschlossen sind.
- Wechsler: Ist Kontakt 1 geschlossen UND kontakt 2 offen: Ja/Nein - Wechselschalter, Wechseltaster, Wechsel-Reedschalter schalten mechanisch gekoppelt zwei Kontakte, von denen praktisch immer einer offen UND der andere geschlossen sein muss.
- Mehr-Positions-Schalter: Ist der Fenstergriff auf Position "geöffnet" Ja/Nein ODER "geöffnet" Ja/Nein ODER "gekippt" Ja/Nein?
- Präsenzmelder (IR): Ist Wärmebewegung im Messfeld? "Ja/Nein" - Infrarot Präsenz/Bewegungsmelder prüfen, ob es Wärmeverschiebungen zwischen den einzelnen "Facetten" des Sensors gibt.
- Melder/Schwellwert-Schalter: Ist ein Wert (Feuchtigkeit/Widerstand, Kapazität, Helligkeit, CO, CO2, Hitze...) über einer bestimmten Schwelle: Ja/Nein - Vergleicht einen Voreingestellten Wert mit einem gegebenen.
- Messsensoren:
- Wasserstandsanzeiger: Welche Wasserhöhe ist im Blumentopf? [z.B. % auf einer Skala zwischen "Leer" und "Voll"]
- Helligkeit: Wie viel Licht fällt auf einen Sensor? [z.B. % des Messspektrums (min/max), Lumen, Lux]
- CO2/CO-Melder: Wie viele Partikel Kohlenstoffdioxid bzw. Kohlenstoff-Monoxid befinden sich in der Luft? [z.B. ppm - Parts per Million]
- Thermometer: Welche Temperatur misst der Sensor [z.B. °C]
- GNSS (Global Navigation Satellite System): An welcher Position befindet sich mein Sensor [z.B. ° Länge/Breite] (GPS, GLONASS, Galileo, Beidou)
- Stromzähler: Wie viel elektrische Leistung wird in einem Stromkreis umgesetzt [z.B. Watt]
- Mikrofon: In welcher Frequenz und Impulsivität treffen Schallwellen auf die Membran auf? [z.B. Elektrische Spannung]
- Kamera: Mit welcher Intensität kommt Licht bei den einzelnen Sensorzellen (Rot/Blau/Grün) an? [z.B. RGB-Wert je Pixel]
Abgeleitete Schlussfolgerungen
Aus der physikalischen Aussage eines oder mehrerer Sensoren können in Verbindung mit weiteren Grössen, z.B. der Dimension "Zeit" weitere Informationen abgeleitet werden. Diese Informationen können jedoch auch trügerisch sein.- Zeitpunkt: Wann wurde der Schalter gedrückt?
- Dauer: Wann und Wie lange wurde ein Taster gedrückt?
- Fehler: Kontakt gedrückt? Ist die mechanische erzwungene Logik erfüllt - oder gibt es eine Störung im Messsystem?
- Zwangshandlung: Durch die Verbindung von Sensoren können Zwangshandlungen ausgelöst werden: z.B. kann die Tür einer geschlossenen Einrichtung "nur" geöffnet werden, wenn ein entsprechender Taster gedrückt wird. Der Holzspalter agiert "nur", wenn beide Hände einen Kontakt bedienen.
Prüfen
Prüfen liefert ein logisches Ergebnis, z.B. Ja/Nein, Grösser/Kleiner. Prüfen kann als Messen verstanden werden, bei dem die Masseinheit eine Prüffrage ist: "Ist der Herd Ausgeschaltet?", "Sind die Fenster geschlossen?", "Ist die Tür abgesperrt"?Ausgewählte Aktoren im Assistenzsystemen
- Schaltaktoren: Schalten insbesondere Licht oder Steckdosen ein oder aus. Schaltaktoren können "unterputz" versteckt werden oder als Steckdosenaktoren zwischengeschaltet werden. Schaltaktoren können auch in Leuchtmitteln verbaut sein.
- Antriebe: Rollladen- bzw. Storen-, Garagentor- Tür- oder Fensterantriebe generieren Bewegung. Mitunter erzeugt menschlich-manuelles Eingreifen Fehler.
- Motorschloss: Dreht den Schlüssel per Motorkraft.
- Türöffner (Summer): Eine elektromagnetische Schlossfallen-Entriegelung, die in Wohnanlagen genutzt wird, um von der Türsprechanlage aus die Haustür zu öffnen.
- Schallgeber: z.B. Lautsprecher oder Türklingeln - die Akustisch auf etwas hinweisen.
- Lichtaktoren: z.B. Blitzleuchten oder Signal-LEDs, die optisch auf etwas hinweisen.
- Anzeigen: Bildschirme oder Displays z.b. Tablet, Smartphone, TV oder mini-Bildschirme, die optisch Informationen weitergeben.
Polei (2009, S. 70-72) unterscheidet zwischen Regeln und Prinzipien in folgenden Dimensionen:
- Struktur: Regeln sind in einer alles oder nichts-Weise anwendbar - Prinzipien weisen eine Dimension des Gewichts auf.
- Inhalt: Regeln sind sehr spezifisch - Prinzipien eher abstrakt
- Geltungsgrund: Regeln sind gesetzt - Prinzipien entstammen einer Idee.
Polei führt als weitere Unterscheidungskriterien die Rolle im juristischen Entscheidungsprozess und eine zeitliche Perspektive an. Als gemeinsamer Nenner deutet sich vor allem aus der Struktur eine Vorhersagekraft bzw. Prozessbestimmung ab:
- Eine mehr oder weniger bestimmte Ausgangslage
- fordert mit mehr oder weniger Verbindlichkeit
- ein mehr oder weniger bestimmtes Ergebnis (auch: Prozesse oder Verhalten)
Reflexion der Begriffe in der jeweiligen Kurzzusammenfassung (Wikipedia)
- Regel: Eine Regel ist eine aus bestimmten Regelmäßigkeiten abgeleitete, aus Erfahrungen und Erkenntnissen gewonnene, in Übereinkunft festgelegte, für einen bestimmten Bereich als verbindlich geltende Richtlinie.
- Recht bezeichnet die Gesamtheit genereller Verhaltensregeln, die von der Gemeinschaft gewährleistet werden. Solche Verhaltensnormen entstehen entweder als
- Gewohnheitsrecht, indem Regeln, die von der Gemeinschaft als verbindlich akzeptiert werden, fortdauernd befolgt werden, oder als
- gesetztes („positives“) Recht, das von staatlichen oder überstaatlichen Gesetzgebungsorganen oder von satzungsgebenden Körperschaften geschaffen wird.
- Richtlinie: Als Richtlinie wird in den deutschsprachigen Staaten eine Handlungs- oder Ausführungsvorschrift einer Institution oder Instanz bezeichnet, die jedoch kein förmliches Gesetz ist (zu den Besonderheiten der Richtlinien der Europäischen Union siehe EU-Richtlinie). Ob und für wen eine Richtlinie eine Bindungswirkung entfaltet, ist abhängig von der Befugnis und Anerkennung des Herausgebers der Richtlinie sowie von der Art und dem Umfang der für die jeweils betroffenen Adressaten geltenden Verbindlichkeit. Die Regelungswirkung einer Richtlinie kann somit nur im Einzelfall beurteilt werden.
- Routine: Eine Routine ist eine Handlung, die durch mehrfaches Wiederholen zur Gewohnheit wird - im Bereich der Programmierung sind Routinen kurze Programme oder Programmteile
- Ritual: Ein Ritual (von lateinisch ritualis ‚den Ritus betreffend‘, rituell) ist eine nach vorgegebenen Regeln ablaufende, meist formelle und oft feierlich-festliche Handlung mit hohem Symbolgehalt. Sie wird häufig von bestimmten Wortformeln und festgelegten Gesten begleitet und kann religiöser oder weltlicher Art sein (z. B. Gottesdienst, Begrüßung, Hochzeit, Begräbnis, Aufnahmefeier usw.).
- Ritus: Ein festgelegtes Zeremoniell (Ordnung) von Ritualen oder rituellen Handlungen bezeichnet man als Ritus. Manche Rituale gelten als Kulturgut.
Weiterführend
Soziale Normen (gesellschaftliche Normen, soziale Skripte) sind konkrete Handlungsanweisungen, die das Sozialverhalten betreffen. Sie definieren mögliche Handlungsformen in einer sozialen Situation. Sie unterliegen immer dem sozialen Wandel, sind gesellschaftlich und kulturell bedingt und sind daher von Gesellschaft zu Gesellschaft verschieden. Normen bringen (äußerliche) Erwartungen der Gesellschaft an das Verhalten von Individuen zum Ausdruck. Die Verbindlichkeit dieser Erwartungen variiert (siehe auch Tabu). Sie können unterschieden werden von (innerer) vernunftgemäßer Gewissensprüfung von Handlungen (siehe Moral, Ethik, kategorischer Imperativ). Formelle sowie informelle Normen sind Bestandteile sozialer Ordnung.
Prinzip: Ein Prinzip (Plural: Prinzipien; von lat. principium = Anfang, Beginn, Ursprung, Grundsatz) ist das, aus dem ein anderes seinen Ursprung hat.[1] Es stellt eine gegebene Gesetzmäßigkeit dar, die anderen Gesetzmäßigkeiten übergeordnet ist (der Begriff Gesetzmäßigkeit ist hier im Einzelfall ersetzbar durch Begriffe wie Gesetz, Naturgesetz, Regel, Richtlinie, Verhaltensrichtlinie, Grundsatz oder Postulat). Im klassischen Sinne steht das Prinzip zwingend an oberster Stelle, im alltäglichen Sprachgebrauch wird dies aber weniger streng gehandhabt. Darüber hinaus gibt es einen Begriff von Prinzip, der eine Verkettung von Gesetzen (Regeln etc.) erlaubt (z. B. Prinzip der sozialen Marktwirtschaft). Die konkrete Bedeutung ist kontextabhängig.
WeiterlesenRegeln - als praktische Alltagsregeln oder Handlungsanweisungen - sind neben theoretischen Erkenntnissen ein Teil des Wissensbegriffs. Der Überbegriff der Regeln bedeutet eine aus bestimmten Regelmässigkeiten abgeleitete, aus Erfahrung und Erkenntnis gewonnene als verbindlich geltende Richtlinie. Für Assistenzsysteme von Relevanz sind im Besonderen Regeln in Form von:
- Gesetzen: (Rechtsnormen), z.B. Datenschutzgesetze, Arbeitsrecht, Haftungsrecht, ...
- Sozialnormen: Moralen und Werte (auf individueller, organisatorischer, professionsbezogener und gesellschaftlicher Ebene)
- Evidence: Regelwissen der Profession
- Prozessregeln: Regeln in form von Algorithmen, Prozeduren, Methoden
- Naturgesetze: Physikalische Grundbedingungen
- Verbindlichkeit: Naturgesetze, Verbote, Gebote, Vorschriften, Richtlinien, Empfehlungen, ...
- Durchsetzung: Zwang, Freiwillig, ...
- Transparenz: Regeln können implizit oder explizit sein
Komplexität & Doppelte Handlungslogik
Die besondere Herausforderung bei der Gestaltung von Regeln auf dem Feld der Pflege ist die Komplexität: Die Pflegepraxis ist komplex und kontextbezogen und auch das Pflegewissen, umschliesst verschiedene Dimensionen und Wissensformen (vgl. Remmers 2014, S. 11, 2019, S. 414; DGP 2019, S. 14). Die Akteure sind dabei der "doppelten Handlungslogik" der Pflege ausgesetzt. Diese bringt widersprüchliche normative Ansprüche zwischen allgemeingültigem Regelwissen und kontextuellem, situativen Erfahrungsbezug mit sich (vgl. Dütthorn 2013, S. 34). Weiterlesen- Fehlende Zielklarheit: Die Zielsetzungen sind abstrakt und nicht messbar formuliert, können jedoch durch die Zuweisung zu verschiedenen Themenfeldern, wie etwa „Überwachung“, „Partizipation“, „Sturzerkennung“, „Medizin“ (Healthcare), „Aktivitätserkennung“ oder „Medikation“ konkretisiert werden (Queirós und da Rocha 2018, S. 17–20, 25). - Die Bedeutung der Zielklarheit wird in verschiedenen Methoden zur Technikbewertung (sentha, MAST, EvAALuation, NAAM) hervorgehoben (vgl. Friesdorf und Heine 2007, S. 117; Allner et al. 2012, S. 5–6; Himmelsbach et al. 2017, S. 5–6; Lutze et al. 2019, S. 54).
- Zielklarheit: Zielklarheit beginnt mit der Definition und Strukturierung des Problems und umfasst das systematische Analysieren von Zielen, Werten und Handlungsalternativen voraus. Die Struktur und Definition des Problems legt den Bereich dessen fest, was zu Untersuchen ist - und beeinflusst damit die Resultate. Aus Ingenieursperspektive werden professionelle und disziplinäre Standards als Grundlage für die Technikbewertung betont (vgl. VDI-3780 2000, S. 88, 66–69).
- Wertebezug: Der VDI verweist für das technische Handeln auf Werte wie Funktionsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit, Wohlstand, Sicherheit, Gesundheit, Umweltqualität, Persönlichkeitsentfaltung und Gesellschaftsqualität und beschreit diese und deren Konfliktpotenzial (vgl. VDI-3780 2000, S. 73–84, 91). Das MEESTAR-Modell unterstützt die Wertereflexion mit drei Beobachtungsebenen (Individuell, organisational, gesellschaftlich) (vgl. Manzeschke 2015, S. 2, 5–6).
- Belastbare Nutzenaussagen: Die 145 Studien, die für die Expertise „Digitalisierung und Pflegebedürfigkeit – Nutzen und Potenziale von Assistenztechnologien“ des GKV Spitzenverbandes berücksichtigt wurden, beschreiben sowohl den Mangel an Klarheit in Bezug auf die zu lösenden Probleme, als auch in der Konkretisierung und Messbarkeit der Ziele. Konkrete und belastbare Nutzen- und Wirkungszusammenhänge im Sinne einer Evidence-Basierung liegen (Stand 2019) nicht vor: Die Studienqualität muss gesteigert werden - hierzu sollen Ziele und Probleme konkretisiert werden (vgl. Lutze et al. 2019, S. 128–131, 224–225; Remmers 2019, S. 407).
- ∧ | AND - UND: Reduziert - Alle mit UND verknüpften Bedingungen müssen erfüllt sein.
- ∨ | OR - ODER: Erweitert - Mindestens eine der mit ODER verknüpften Bedingungen muss erfüllt sein.
- ¬ | NOT - NICHT: Schliesst aus - Falls eine Bedingung erfüllt wird, wird etwas ausgeschlossen.
- Vergleiche: Dienen als Schwellwerte.
- > - grösser
- < - kleiner
- ≥ - grössergleich
- ≤ - kleinergleich
- ≠ - ungleich
Weiterführende Links
- Vertiefend: Logischer Operator
- Vertiefend: Logische Verknüpfung
- Grundlage (Recherche): Boolesche Operatoren in LOTSE - Uni Münster
- Weiterführend: Verknüpfungen in der Mathematik
- Weiterführend: Fuzzylogik
Auch indirekte Messungen können zum Ziel führen - oder zu Missverständnissen:
- Ziel: Konstante Kaffeemenge (Gewicht)
- Zeit - Sensorisch bestimmt wird die Durchlaufzeit an der elektrischen Mühle
- Volumen - Vergleichend bestimmt wird das Volumen mit dem Dosierlöffel
- Ziel Sturz erkennen
- Kapazität - Sensorisch bestimmt wird über die Kapazität die Fläche auf dem Boden
- Volumen - Sensorisch bestimmt wird das Volumen eines Körpers
- Ziel: Wasserschäden erkennen
- Widerstand: Bestimmt wird der elektrische Widerstand
- Ziel: Türöffnung feststellen
- Magnet: Bestimmt wird, ob ein Schaltkontakt durch einen Magneten verändert wird
- Neigungsschalter: Bestimmt wird, ob durch Neigung und Schwerkraft ein Kontakt geschlossen wird
- Ziel: Wasserstand im Blumentopf
- Auftrieb: Bestimmt wird der Auftrieb eines Schwimmers
- Ziel: Sauerstoffsättigung im Blut messen
- Sättigung der Blutkörperchen --> C0 bindet sich rascher ans Blut!
- Ziel: Bewegung/Präsenz erkennen
- IR-Strahlung: Sensorisch bestimmt wird, ob sich Wärme zwischen einzelnen Facetten des Bewegungsmelders bewegt
Limitationen
Mögliche Manipulations- und Fehlerursachen
Weil wir das Sensorergebnis mittelbar erfahren, gibt es viele Möglichkeiten einer Störung- Wasserstandsanzeiger: Gelegentlich bleibt der Wasserstandsanzeiger im Blumentopf oben hängen - der Füllstand ist falsch positiv.
- Schalter: Falsch "geschlossen" durch Kurzschluss, falsch "geöffnet" durch durchtrennte Leitung
- Taster: Falsch "gedrückt" durch Streichholz ("Haustürklingel-Streich") oder Klebeband
- Reed-Kontakt: Falsch "aktiv" durch zweiten Magneten, Falsch "geöffnet" weil der Magnet verloren gegangen ist.
- Radar: Wenn wir ein Radarsystem z.B. mit Alufolie abschirmen, generiert der Sensor kein bzw. immer gleiche Daten.
- Kameras: Kameras können durch abdecken - oder auch durch Dunkelheit (wenn keine (Infrarot-)Beleuchtung vorhanden ist)
- Übergreifende Manipulations- und Fehlerursachen:
- Energieversorgung: Batterieleerstand, Abkleben von Kontakten, durchtrennen der Zuleitung etc. kann zum Funktionsversagen führen.
- Ortsveränderung: Wird ein Sensor an einen anderen Ort gebracht oder werden zwei Sensoren miteinander vertauscht, kann das zu Fehlinterpretationen der Daten führen. Wird ein Bewegungsmelder im Bett mit dem des Schreibtisches vertauscht, könnte das als Tag-Nacht-Umkehr interpretiert werden.
- 8:07 Strategieansätze:
- Wall Following (Findet die Spielfeldmitte nicht)
- Depth First Search (Kann den kürzesten Weg verpassen)
- Breadth First Search (ist zu langwierig)
- Whole Maze (überall zu suchen ist zu langsam)
- 8:10 Flood Fill
- 10:16 - 1980 wurde das Ende aller Challenges im Micromouse Contest hervorgesagt
- 10:29 - 2017 Red Comet (von Masakazu Utsunomiya) gewinnt auf einem längeren, schnelleren Weg.
- 10:56 Der kürzeste Weg für Red Comet wäre 13.9m (statt 19.4)m gewesen
- 11:07 Red Comet wählt wählt statt 57 Abzweigen weniger: 45 Abzweigungen
- 11:37 Der Geschwindigkeitsvorteil lag bei 131 Millisekunden.
- 17:49 - 2023 liegt die Hauptproblematik in der Reibung
- 20:40 - Die Haftung wird durch Unterdruck gelöst.