Michael Früh – Robotik im Gesundheitswesen: Mein Freund «LIO», der mobile Assistenzroboter

Fakt 1: Technische Grundausbildung als Elektroniker

Fakt 2: Gründete zwei weitere kleine Unternehmen im Bereich Digitalisierung im Gesundheitswesen

Fakt 3: Seit diesem Jahr verheiratet

Nach dem Bachelorstudium für vier Jahre. Die Stelle kombinierte das Gesundheitswesen und die Betriebswirtschaft mit Projekten für Krankenversicherungen oder Spitäler.

Eigentlich war der Plan in die Beratung zu gehen. Im Bewerbungsprozess am WIG ist mir aufgefallen, dass es ähnlich ist wie in der Beratung – man arbeitet immer mit Kunden, hat mehr Verantwortung und etwas mehr kreativen Freiraum wie bei herkömmlichen Beratungsfirmen.

Ich durfte früh dozieren und kam schnell mit Kunden in den Kontakt.

Eines zwischen einer Krankenversicherung und einem grossen Krankenhaus. Es wurde eine grossangelegte Prozessanalyse zu allen Interaktionen dieser zwei Partner durchgeführt, woraus sich Veränderungen im Prozess ergaben. Mich hat dieser Einfluss auf die Praxis beeindruckt.

Ein weiteres war ein politisches Projekt zur Einführung einer Einheitskrankenkasse, wobei eine Studie zu den entstehenden Kosten durch solche eine Umstellung durchgeführt wurde. Mit dem Ergebnis, dass eine Umstellung sehr teuer gewesen wäre und langfristig ein gewisser Wettbewerb bei einer Einheitskasse gefehlt hätte.

Ich bin über meinen Vater Hansruedi Früh dazugekommen, er war Neurobiologe und forschte im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI). Er hat das erste Spin-Off des KI-Labors der Universität Zürich gegründet. Am Familientisch waren KI, Robotics und Hirnforschung immer grosse Themen. Er hatte die Idee, Roboter im Alltag einzusetzen. Das Gesundheitswesen wurde in der Folge eines unserer Fokusgebiete.

Gemeinsam mit meinem Vater haben wir die Firma aufgebaut, er als Visionär und ich mit meinem Wissen. Seit seinem Tod wird die Firma nun von einer Geschäftsleitung geführt. 

Beide Start-ups hatten den Ursprung an der ZHAW. Das erste ist ein Spin-Off der Universität Zürich namens sensiQoL. Mit dem Fokus auf die Lebensqualität von Menschen, die aufgrund einer kognitiven oder körperlichen Beeinträchtigung in einer stationären Einrichtung leben. Über eine Onlineplattform kann die Lebensqualität erfasst, ausgewertet und optimiert werden. Leider fehlen mir die Ressourcen, um die Firma momentan weiter auszubauen.

Das zweite ist ein Non-Profit Verein, der Hebammen mit Müttern von Neugeborenen über eine Matchingplattform vermittelt. Es soll zum Beispiel Wiedereintritte ins Spital und Komplikationen nach der Geburt verhindern.

Der Übergang ist fliessend und eine Abgrenzung ist nicht ganz möglich. Unserer Definition nach ist ein Roboter ein Gerät, dass etwas Physisches tätigt. Er bewegt sich oder etwas in der Umwelt und er reagiert auf gewisse Inputs, bevor Tätigkeiten ausgeführt werden. Traditionellerweise soll er menschliche Arbeit unterstützen oder gefährliche Arbeit substituieren. Ein Softwareroboter ist für mich kein Roboter.

Es ist uns ein grosses Anliegen, dass Roboter im Alltag eine gewisse Verbindung mit dem Menschen herstellen und auch auf sie reagieren können. Traditionelle Roboter spielen ihr Programm ab, unabhängig von der sich verändernden Umgebung.

Roboter in neuen Bereichen treffen auf Menschen und müssen auf diese reagieren können, beziehungsweise mit ihnen interagieren. Uns ist auch wichtig, dass Roboter eine gewisse Entscheidungsfähigkeit haben.

Der Mensch selbst, da es schwierig ist sein Verhalten vorherzusagen, wodurch sich ein hoher Anspruch an die Sensorik ergibt. Interaktionen zwischen Menschen und Roboter sind viel schwerer als Roboter zu Roboter.

Eine unstrukturierte Arbeitsumgebung, die sich immer wieder ändert und unterschiedliche Objekte variabel herumstehen.

Ja, es hat viele untrainierte Personen, sowohl Patienten als auch Fachkräfte, daher streben wir eine möglichst intuitive Benutzung an. Dies stellt klar eine Herausforderung dar.

Der Roboter hat drei Modi.
Nummer 1 ist der Interaktionsmodus. Wenn er keine Aufgaben hat, kann man intuitiv über Knopf drücken, Sprach und Sensoren mit ihm interagieren.
Nummer 2 ist ein Kalender. Hierbei arbeitet er die hinterlegten Aufgaben kategorisch ab.
Nummer 3 ist der Notfallmodus, dieser wird aktiviert, wenn die Batterie sich dem Ende neigt oder der Not-Aus-Knopf gedrückt wird.

Die Herausforderungen im Gesundheitswesen nehmen zu aufgrund mehr zu betreuenden Menschen bei einem steigenden Fachkräftemangel. Roboter können Menschen nicht ersetzen, unsere Vision ist es diese zu unterstützen und ergänzen.

Aufgaben, die Roboter bereits gut bewältigen sind die Übernahme von Transporten, wie Laborproben oder Post verteilen. Erinnerungen aussprechen, desinfizieren, Kontrollgänge durchführen und falls nötig eine Alarmierung tätigen. Diese vier Funktionen sind bereits implementiert.

Dazu kommt noch Unterhaltung und Aktivierung in Leerlaufzeiten.

Durch unseren Hintergrund mit KI haben wir schon früh an der Technik für Interaktionen mit dem Menschen gearbeitet. Für ein angenehmes Erleben im direkten Kontakt mit dem Roboter benutzen wir antibakterielle und weiche Materialien, welches auch Verletzungen minimiert. Die grosse Vision ist es, dass diese Roboter schlussendlich allen Menschen helfen können und nicht nur auf das Gesundheitswesen begrenzt sind.

Das Gesundheitswesen ist jedoch der Bereich, wo diese beschriebenen Faktoren am wichtigsten sind, da ein sehr enger Kontakt zwischen Menschen und Maschine besteht.

Zusätzlich haben wir noch einen fixen Roboterarm in unterschiedlichen Anwendungsgebieten im Einsatz.

Es gibt keine Regelung, jedoch benutzten wir meist die männliche Stimme, da diese besser verständlich ist und so gewünscht wird. Es hat einen Kunden, der möchte zusätzlich zu LIO auch eine LIA.

Wie ein kleiner Wagen mit einem Hals und Kopf. Er kann sich autonom in einem Gebäude fortbewegen und kann mit dem Kopf greifen, wie Türen öffnen, Getränke anreichen oder Tools benutzen zur Desinfektion. Er hat zwei Augen, die keine Funktion haben, jedoch die Interaktion persönlicher machen.

LIO ist von der Länge und Breite ähnlich wie ein Rollstuhl und wiegt zwischen 70 und 80 kg. Sicherheit spielt hier eine grosse Rolle. Er hat einen Schutz rundherum, um keinem über den Fuss zu fahren und auch zertifizierte Laser für Geschwindigkeitserkennung. In all den Jahren hatten wir noch nie einen Zwischenfall punkto Sicherheit.

Wir haben sehr viel ausprobiert in all den Projekten und sind früh für Testungen in die Praxis gegangen. Als Pioniere in diesem Bereich suchen wir nach sinnvollen Einsatzgebieten. Bei der Betrachtung von Studien sieht man viele unterschiedliche Möglichkeiten im Alltag. In der Folge haben wir Möglichkeiten der Technik und den grössten Nutzen abgewogen und sind, nebst der Unterhaltung, zu den vier Einsatzgebieten Erinnern, Nachtwache, Transport und Desinfektion gekommen.

Abhängig von den Befragten gibt es unterschiedliche Auffassungen, was ein solcher Roboter können soll. Es muss jedoch eine direkt oder indirekt spürbare Entlastung für die Fachpersonen entstehen und ein Beitrag zur Zufriedenheit bzw. Lebensqualität leisten. Für die Leitung muss es auch einen Return of Investment geben.

Die Integration in den Alltag ist ein springender Punkt, an dem wir vermehrt arbeiten. LIO braucht seine fixen Aufgaben, soll ins Team integriert werden und nicht nur isoliert arbeiten. Das war ein grosser Lerneffekt.

LIO soll auch keine Fragen stellen, deren Antwort es nicht interpretieren kann, zum Beispiel im Bereich der Ethik. Durch seine Fragen soll er keine menschliche Empathie suggerieren. Dies soll im Bereich der Mensch zu Mensch Interaktion bleiben. Er soll unterhalten, aber nicht die zuvor genannten Bereiche ersetzen.

Wir definieren im Voraus, was durch die Fachperson selbständig konfigurierbar ist und wo es uns als Firma braucht. Die erste Inbetriebnahme mit Erstellung der Karte und Definition von Fixpunkten erfolgt mit uns. Die Pflegefachperson kann den Tagesablauf im Anschluss selbständig im Kalender anpassen, was über einen Browser möglich ist. Hier kann man auch sehen, wo er sich gerade befindet, was die nächsten Aufgaben sind oder ob er einen Fehler hat.

Wir können jedoch auch remote über einen VPN Zugang Unterstützung bieten, wenn das gewünscht wird.

Wir unterscheiden zwischen täglichen Aufgaben und spontanen Botengängen. Zum Beispiel bei Laborgängen haben wir fixe Abläufe eingespielt, es gibt definierte Standorte, Wartezeit und Rückmeldungen, die er erhalten muss. Der Kunde kann diese Zeiten verändern oder pausieren. Bei spontanen Botengängen gibt es die Funktion «gehe zu», die angibt, wo er beladen wird und man eine gewünschte Endposition eingibt.

Zu dem Planungstool gibt es noch eine einfachere Oberfläche, ähnlich einem Mobiltelefon, wo man diese Funktionen auswählen kann.

Wenig. Die Benutzeroberflächen sind sehr ähnlich aufgebaut wie bekannte Technologien, die im Alltag von vielen genutzt werden. Ist das nicht gewünscht, können die Funktionen standardisiert werden und ohne Userinput auskommen. Vorhandene Superuser mit vertieftem Wissen in den Betrieben, die mit uns als Firma bei Problemen kommunizieren, sind sehr wichtig und hilfreich. Bei Interesse kann ein tieferer Einblick in die Software gegeben werden.  

Das Interesse ist normalverteilt, einige sind super zufrieden mit der Einführung, der Grossteil ist neugierig und ein kleiner Teil versteht die Einführung von LIO nicht. Anfangs besteht meist eine gute Neugier. Eine solche Einführung geht immer mit gewissen Herausforderungen einher und es ist anfangs nicht immer alles perfekt. Man darf das Interesse der Anwender an der Technologie jedoch nicht verlieren und muss sie fortlaufend miteinbeziehen.

Diese besteht nur, wenn man noch nie mit Robotern zusammengearbeitet hat. In der Zusammenarbeit stellt man fest, dass es keine Ersatzmöglichkeit ist. Im Gesundheitswesen sind die Funktionen einer Person nicht so standardisiert und sie hat viele unterschiedliche Aufgaben, was einen Ersatz nicht möglich macht. Zusätzlich ist der Ersatz auch nicht gewünscht. Durch den Einsatz des Roboters bauen wir diese Angst ab, da man sieht, wie unrealistisch es ist, dass ein Roboter Pflege und Zwischenmenschliches ersetzt.

Ja das gibt es, aber es lassen sich nicht alle begeistern, was jedoch normal ist. Durch gute Ergebnisse können wir begeistern, was durch mehr Funktionen und Stabilität erreicht werden kann.

Die Hauptemotion ist Neugier. Ältere Personen sind sehr neugierig und wollen wissen, was er alles kann. Sie sprechen sofort mit ihm, was aufgrund der unterschiedlichen Dialekte sehr schwer für ihn sein kann. Ein Teil freut sich, wenn er zum Beispiel zum Geschichten vorlesen vorbeikommt und andere gehen ihm eher aus dem Weg.

LIO hat zwei Optionen. Bei der ersten Option kann selbst ein Programm ausgewählt werden, wie zum Beispiel ein Quiz für mentale Gesundheit, Spiele, Musik oder aktuelle News. Die zweite Option startet unaufgefordert ein Programm, was aber durch Abwenden seines Kopfes wieder gestoppt werden kann. Oft ist er im Einsatz in Gruppenräumen und weniger in einer 1:1 Interaktion. Es gibt Studien, dass Roboter auch zur Beruhigung bei Demenz beitragen können oder zur Zufriedenheit, wenn der Roboter auf Berührung und Sprache reagiert. 

Bisher haben wir auf einen humanoiden Aufbau verzichtet. Es hat drei Gründe. Es weckt falsche Ängste. Man hat mehr Angst vor Ersatz, wenn diese Geräte zu menschlich sind. Ein humanoider Roboter hat einen höheren Schwerpunkt und kippt deswegen einfacher. Der dritte Grund ist der Erwartungswert der Menschen, die viel in einen Roboter hineininterpretieren und dann enttäuscht sind, wenn er nicht alles kann.

Nein, eigentlich nicht. Ich hätte gerne mehr menschliche Stärken in unserem Roboter verbaut, wie taktile Feinfühligkeit bzw. Sensibilität zum Greifen. Oder auch die Umgebungswahrnehmung mit anschliessender Interpretation und Entscheidungsfindung.

Durch das Kontextverständnis könnte er besser auf Muster und Gegebenheiten im Alltag reagieren. Zusätzlich könnte er sich noch spezifischer entscheiden, ohne dass man ihn immer vorprogrammieren muss und so den grössten Mehrwert für die Gesundheitseinrichtung generiert.

Wir wenden diese in unterschiedlichen Bereichen bereits an, wie zum Beispiel in der Objekterkennung, Spracherkennung oder auch Gesichtserkennung.

Es braucht nicht eine einzelne Applikation, die so viel Mehrwert für ein Pflegeheim generiert, um sich einen Roboter anzuschaffen, sondern eine Multifunktionalität solcher Geräte. LIO hat 16 Stunden jeden Tag des Jahres Zeit, was drei Vollzeitstellen entspricht. Diese sollte er mit möglichst sinnvollen Aufgaben füllen, was einen kumulierten Mehrwert ergibt.

Fraglich ist, ob sich die Menschheit wirklich einen Pflegeroboter wünscht. Weltweit gibt es momentan noch keinen Pflegeroboter, der Wunden versorgt oder einen Verband wechselt. Wir arbeiten nicht in diese Richtung und ich kann keine Prognose dazu abgeben. Es wird meines Erachtens Roboter für spezifische Operationstechniken geben, aber nicht für die Pflege.

Es hat unterschiedliche Publikationen wie Pflegerobotik vom SpringerVerlag, welche einen guten Überblick geben. Von TA-Swiss gibt es eine Publikation zu Sozialen Roboter. Sonst kann man sich auch an unsere Firma wenden.  

Wir werden in Zukunft Roboter nutzen, wie wir heute PC und Mobiltelefone nutzen. Das auch im Eigenheim, damit wir zusätzlich mehr Zeit für Familie, Freunde und Hobbys haben. Es schafft mehr Lebensqualität und Bequemlichkeit. Personal Robots werden dann auch privat genutzt.