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Intelligenter Roboter zur Handdesinfektion

Kiel (13. März 2023) — Forscher der Universität zu Lübeck, der Fachhochschule (FH) Kiel und der Süddänischen Universität Odense haben im Rahmen des Interreg-Projektes „Hand Disinfection Robot – HanDiRob“ einen intelligenten sozialen Roboter entwickelt, der Handdesinfektionsmittel anbietet und dessen Nutzung belohnt. Der Roboter könnte in Kliniken die Prävention gegen Infektionskrankheiten unterstützen. Die korrekte Desinfektion von Händen ist vor allem in Krankenhäusern sehr wichtig. Bundesweit infizieren sich rund 500.000 Menschen während eines Aufenthalts in Kliniken, für geschätzte 15.000 Patienten endet dies tödlich.

„Hallo möchten Sie Ihre Hände desinfizieren?“ Mit dieser Frage wendet sich der rund 1,50 Meter große Roboter an Personen in seinem Umfeld. Große bewegliche Augen auf dem Display unterstreichen seine freundliche Aufforderung. Nutzen die Angesprochenen das angebotene Desinfektionsmittel, bedankt sich der Roboter mit einem freundlichen Blinzeln: „Vielen Dank – auf Wiedersehen!“

Bei der Entwicklung des Roboters, erklärt Prof. Franziska Uhing von der FH Kiel, habe das Team viel Aufmerksamkeit auf die Gestaltung des Displays verwendet: „Wir wissen, dass eine menschliche Anmutung wie Augen die Interaktion von Roboter und Menschen begünstigt. Deswegen sind auf dem Display Augen zu sehen, die sich nicht nur bewegen, sondern auch mimisch verändern können.“

Dänische Projektgruppe entwickelte Transportplattform

Während die Projektgruppe der FH Kiel u.a. für das Interface zuständig war und das Team an der Universität zu Lübeck den Desinfektionsroboter entwickelt hat, kümmerten sich die Kollegen der Süddänischen Universität in Odense um die Konstruktion der mobilen Einheit des HanDiRobs. „Wir haben eine selbstfahrende Transportplattform entwickelt, die den Desinfektionsroboter durch den Raum bewegt. Sie bringt ihn nicht nur zu den Menschen, sondern auch zu einer Ladestation. Hier wird der Roboter mit Energie oder Desinfektionsmittel versorgt“, erklärt Oskar Palinko, Projektleiter und Assistant Professor. „Wir wollten einen möglichst kompakten Roboter bauen, der aber dennoch genügend Standfestigkeit hat, um nicht umzukippen.“

Das Zusammenspiel der beiden autonomen Einheiten im belebten Raum funktioniert bisher über optische Sensoren. Das Team um Oskar Palinko testete in verschiedenen Räumen, wie gut die Transportplattform Räume kartografieren kann und eventuelle Hindernisse wie Säulen erkennt. So konnten die Forscher herausfinden, welche Sensoren benötigt werden und welche Lichtverhältnisse einen sicheren und reibungslosen Betrieb begünstigen.

Praxistests zeigen: Aktive Ansprache erhöht Bereitschaft zur Desinfektion

Um Rückmeldungen von Nutzern zu erhalten, die Module anzupassen und die Anwendbarkeit zu beweisen, erprobte die Forschungsgruppe die Roboter-Module an zwei unterschiedlichen Krankenhäusern: dem dänischen Odense Universitätshospital und dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, (Campus Lübeck, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie).

Die Praxistests haben gezeigt, dass sich Angesprochene eher ihre Hände desinfizieren, wenn sie aktiv durch HanDiRob angesprochen werden. Das Zusammenspiel mehrerer Elemente begünstigt die Interaktion zwischen Mensch und Roboter:

• Eine Drehbewegung in Richtung der Person,
• Halten von Augenkontakt und mimische Reaktionen,
• reagierendes LED-Licht im Bereich des Desinfektionsspenders.

In Lübeck analysierte das Projektteam zudem mit Schwarzlicht, wie gründlich Nutzer ihre Hände desinfizierten. Untersucht wurde dabei auch, ob der Einsatz von Videoanleitungen einen Mehrwert bietet. Die Videoanleitung im Roboterdisplay zeigte die rund 30 Sekunden dauernde Handdesinfektion Schritt für Schritt, erklärt Dr.-Ing. Robert Wendlandt von der Universität zu Lübeck: „Wir mussten feststellen, dass die Handdesinfektion immer als zeitraubend wahrgenommen wurde. Die Bereitschaft, der Anleitung zu folgen, war aber deutlich zu erkennen.“

HanDiRob bietet die Möglichkeit, ein kontinuierliches Training der optimalen Handdesinfektionstechnik für Mitarbeiter und Besucher im Krankenhausumfeld anzubieten. Dieses kontinuierliche Training stellt sicher, dass die richtigen Verfahren und Techniken berücksichtigt werden, um eine sichere und hygienische Umgebung zu schaffen. Eine zukünftige Erweiterung mit Gamifikation-Elementen könnte den Vorgang kurzweiliger und interaktiver gestalten, was zu einer höheren Motivation und Engagement führt.

HanDiRob wurde gefördert durch Interreg Deutschland-Danmark mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung.

Abb. oben: HanDiRob auf bei einer Interreg-Konferenz in Korsør (Dänemark) im vergangenen Jahr. © Oskar Palinko

Quelle: Fachhochschule Kiel, 13.03.2023 (tB).