Ein neuer Forschungsverbund erfasst Pflegeerfahrungen mithilfe KI-basierter Robotik
Das wertvolle Erfahrungswissen von Pflegefachpersonen soll mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) und humanoider Robotik für Auszubildende in der Pflege bewahrt und erfahrbar gemacht werden. Das Förderprojekt „Sensorgestützte Erfassung pflegerischen Erfahrungswissens und Vermittlung durch KI-basierte humanoide Robotik“, an dem auch Forschende der Frankfurt University of Applied Sciences (Frankfurt UAS) beteiligt sind, wird von der Daimler und Benz Stiftung als „Ladenburger Kolleg“ mit rund 1,5 Millionen Euro gefördert.
Erfahrungsschatz abseits von Lehrbüchern
Bis zum Jahr 2050 fehlen in Deutschland nach unterschiedlichen Schätzungen zwischen 280.000 und 690.000 Pflegefachpersonen, da der Pflegebedarf aufgrund der älter werdenden Bevölkerung kontinuierlich steigt. Der demografische Wandel stellt die Pflegeausbildung daher bereits heute vor eine bislang unterschätzte Herausforderung: Denn durch das altersbedingte Ausscheiden erfahrener Pflegefachpersonen geht nicht nur wertvolles Personal verloren, sondern insbesondere auch jahrzehntelang angeeignetes Wissen, das aufgrund persönlicher Erfahrung erworben wurde. Täglich ausgeübte Handlungsroutinen, Interaktionen und intuitive Entscheidungsprozesse lassen sich kaum in Lehrbüchern festhalten oder vermitteln.
Verlust von kritischen Ressourcen
„Die Expertise des situativen pflegerischen Erfahrungswissens umfasst zwei wesentliche Aspekte“, erklärt PD Dr. Heiko Gaßner, Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS und Uniklinikum Erlangen. „Dazu zählen das gedankliche Wissen, das auf der klassischen Berufserfahrung beruht, und darüber hinaus das verkörperte Bewegungswissen, das essenziell für die Förderung und Mobilisation pflegebedürftiger Menschen ist.“ Letzteres ist allein im Bewusstsein der Pflegeexperten verankert und entzieht sich damit einer rein verbalen Wiedergabe. Er fügt hinzu: „Beim Ausscheiden einer solchen Pflegefachperson geht genau diese kritische Ressource verloren.“
Bestehende pädagogische und technologische Ansätze greifen zu kurz, um diesen Wissensverlust zu kompensieren. Als wissenschaftlicher Leiter des neuen Förderprojekts arbeitet Gaßner mit seinen Kolleg*innen in einem interdisziplinären Team bestehend aus Pflege- und Bewegungswissenschaftler*innen, Ärzt*innen sowie Ingenieur*innen aus Medizintechnik und Robotik. Mithilfe eines körpernahen Sensornetzwerks wollen die Forschenden reale Pflegehandlungen direkt am Körper erfahrener Pflegefachpersonen erfassen. Die gewonnenen Bewegungsdaten sollen analysiert, aufbereitet und anschließend auf einen humanoiden Roboter übertragen werden.
Roboter in Doppelrolle
In der pflegerischen Ausbildung soll der Roboter künftig eine Doppelrolle einnehmen: Als „Pflegekraft“ demonstriert er bestimmte Bewegungsabläufe, während er als „Pflegeempfangender“ realistische Widerstände der Patient*innen simuliert. Herzstück des Projekts ist ein Datensatz für pflegerische Interaktionen, auf den eine künstliche Intelligenz zugreift. „Durch die Verbindung mit KI wird der Roboter zu einem intelligenten Lernpartner“, fasst Gaßner zusammen.
Das Prinzip lässt sich auch auf andere Bereiche übertragen, in denen Erfahrungswissen systematisch verloren geht, etwa in der industriellen Produktion, im Handwerk oder in der Landwirtschaft.
Interdisziplinäres Förderprojekt ist auf drei Jahre angelegt
Die interdisziplinäre Forschung im neuen Förderprojekt findet über einen Zeitraum von drei Jahren mit folgenden Einrichtungen statt: Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Uniklinikum Erlangen, Universität Erlangen-Nürnberg und Frankfurt UAS. Zudem sind Partner aus der Pflegebranche eingebunden.
Vom Uniklinikum Erlangen werden digitalisierte Mobilitätseinschätzungen, die von Pflegefachpersonen über die vergangenen zehn Jahre bei stationären Patient*innen erhoben wurden, als Datenbasis zur Verfügung gestellt.
Frankfurt UAS bringt fundierte Expertise in der Pflegepädagogik ein
Die Frankfurt UAS bringt fundierte Expertise in der Pflegepädagogik und der qualitativen Erfassung von Arbeitsprozessen ein. Durch Vorarbeiten zur Akademisierung der Pflege und zur Analyse von Belastungssituationen stellt sie sicher, dass die technologischen Entwicklungen passgenau auf die didaktischen und ergonomischen Anforderungen der Pflegepraxis zugeschnitten sind.
Im Projekt verantwortet sie die pflegewissenschaftliche Erhebung und Modellierung situativen pflegerischen Erfahrungswissens sowie die Evaluation robotergestützter Lehr-Lernkonzepte im Skills-Lab des Fachbereichs Soziale Arbeit und Gesundheit mit dem Ziel, implizites Erfahrungswissen für die Pflegeausbildung nutzbar zu machen.
„Für uns ist Technologie kein Ersatz für menschliche Pflege, sondern ein Werkzeug, um wertvolles pflegerisches Erfahrungswissen zu sichern, sichtbar zu machen und für zukünftige Generationen weiterzugeben“, so Prof. Dr. Miriam Peters. Die Professorin für klinische Pflege, die auch Co-Sprecherin des interdisziplinären Forschungszentrums FUTURE AGING ist, leitet das Projektteam der Frankfurt UAS, dem Ruben Kunzmann, Tim Mitnik und Anastasia Grebenkin angehören.
Ladenburger Kolleg
Die Förderlinie „Ladenburger Kolleg“ bietet Wissenschaftler*innen die Möglichkeit, innerhalb eines interdisziplinären Forschungsverbunds Themenstellungen über einen längeren Zeitraum zu bearbeiten. Unter der Leitung einer wissenschaftlichen Koordinatorperson mit Sprecher*infunktion wird das Forschungsthema von mehreren Arbeitsgruppen an unterschiedlichen wissenschaftlichen Einrichtungen im In- und Ausland bearbeitet.
Daimler und Benz Stiftung
Die Daimler und Benz Stiftung fördert Wissenschaft und Forschung. Dazu richtet sie innovative und interdisziplinäre Forschungsformate ein. Ein besonderes Augenmerk legt die Stiftung durch ein Stipendienprogramm für Postdoktorand*innen sowie die Vergabe des Bertha-Benz-Preises auf die Förderung junger Wissenschaftler*innen. Mehrere Vortragsreihen sollen die öffentliche Sichtbarkeit von Wissenschaft stärken und deren Bedeutung für unsere Gesellschaft betonen. Weitere Informationen unter: www.daimler-benz-stiftung.de
Kommunikation Daimler und Benz Stiftung:
Patricia Piekenbrock, +49 6203 1092 0, presse(at)daimler-benz-stiftung.de
Kontakt Frankfurt University of Applied Sciences:
Fachbereich 4: Soziale Arbeit & Gesundheit
Lehrbereich Klinische Pflege, Prof. Dr. Miriam Peters, Telefon: +49 69 1533-4414, E-Mail: miriam.peters(at)fra-uas.de