Sensoranzug zur Prävention von Haltungsschäden

Wie ein Sensoranzug seinen Träger vor physischer Überbelastung im Arbeitsalltag schützen kann, demonstriert der Forschungsbereich Cyber-Physical Systems (CPS) des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI).

23/03/2016

 
Foto: Arbeiter im Blaumann, der mit Sensoren versehen ist

Der Sensoranzug beugt Haltungsschäden in körperlich anstrengenden Berufen vor; ©Meyer Werft GmbH

Der im Projekt SIRKA entwickelte Sensoranzug ("Sensoranzug zur individuellen Rückmeldung körperlicher Aktivität") unterscheidet sich äußerlich nicht von einem normalen Arbeitsanzug. In seinem Inneren aber sehr wohl: 16 miniaturisierte Recheneinheiten, 15 davon auf etwa 2 cm² kleinen Platinen, sind über den gesamten Anzug verteilt in der Kleidung eingenäht. Auf den Platinen befinden sich Inertialsensoren, mit denen sich Drehgeschwindigkeit und Beschleunigung messen lassen. Die Platinen sind so im Anzug verteilt, dass jeweils ein Inertialsensor die Bewegung eines Körperteils - zumindest annähernd - mitverfolgt. Die den Sensoren zugeordneten Recheneinheiten verarbeiten die erfassten Daten und senden sie über ein ebenfalls in den Anzug integriertes Netzwerk an eine Zentraleinheit. Diese fusioniert die zugesandten Messungen aller Körperteile zu einer Schätzung der Körperhaltung. Der so entstehende Körperhaltungsfilm wird auf zweierlei Art verwendet: Zum einen wird er auf einer SD-Karte der Zentraleinheit aufgezeichnet und dient als Grundlage für einen Arzt oder Physiotherapeuten, um möglicherweise gesundheitlich bedenkliche Haltungen zu identifizieren. Zum anderen warnt er den Träger direkt während des Betriebs, wenn dieser eine als bedenklich eingestufte Haltung einnimmt.

Das aus technischer und wissenschaftlicher Sicht Besondere an dem Sensoranzug ist ein Verfahren, mit dem sich die Körperhaltung ohne zusätzliche Magnetfeld-Daten schätzen lässt. Dabei wird die Skelettstruktur des Anzugträgers ausgenutzt, um die durch den Verzicht auf Magnetfeldmessungen fehlende Information über die relativen Körperteilorientierungen in der Horizontalen auszugleichen. Dies ermöglicht den Einsatz des Sensoranzugs auch in Umgebungen, in denen sich das Magnetfeld permanent ändert und daher nicht zur Haltungsschätzung eignet, zum Beispiel im Schiffbau.

SIRKA wird seit Mai 2014 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt 1,1 Millionen Euro gefördert. Sieben Partner arbeiten dabei eng zusammen: Neben dem DFKI sind das der Konsortialführer Budelmann Elektronik, das Rofa-Bekleidungswerk, die MEYER WERFT, die Johanniter-Unfall-Hilfe, das OFFIS-Institut für Informatik und die Hochschule Osnabrück.

MEDICA.de; Quelle: Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH

Mehr über das DFKI unter: www.dfki.de