Avatar senkt Stress bei autonomen Ultraschalluntersuchungen

Ein Bildschirm, eine Virtual-Reality-Brille, ein Roboterarm mit Ultraschallkopf und ein leistungsfähiger Rechner bilden die technische Basis. Der Avatar erscheint den Behandelten in einer virtuellen Umgebung über die VR-Brille. Er führt das Gespräch, beantwortet Fragen und erklärt, was geschieht. "Das macht den ganzen Prozess menschlicher und freundlicher", sagt Prof. Navab. "Und es reduziert nachweislich den Stress bei Nutzerinnen und Nutzern von autonomen Systemen."

Forschende testeten den Ansatz mit 14 Personen unterschiedlichen Alters und Geschlechts. Vier Szenarien wurden verglichen: eine Untersuchung ohne Avatar sowie drei Varianten mit virtueller Unterstützung. Dabei kam der Avatar in einem realen Umfeld, in einer gemischten Umgebung und in einer vollständig virtuellen Umgebung zum Einsatz.

Die Probandinnen und Probanden wurden mit Sensoren für ein EKG verkabelt, die Herzfrequenzvariabilität diente als Maß für Stress. "Je mehr dieser Wert während der Behandlung absinkt, umso höher ist der Stresslevel des jeweiligen Behandelten", erklärt Forscher Tianyu Song. Ergebnis: Alle Varianten mit Avatar führten zu geringerem Stress als die rein reale Behandlung. Am meisten Vertrauen genossen Avatare im realen Umfeld.

Das Projekt wird von der Bayerischen Forschungsstiftung im Rahmen des Forschungsverbundes ForNeRo ("Nahtlose und ergonomische Integration der Robotik in den klinischen Arbeitsablauf") gefördert. Für Demonstrationen setzt das Team um Prof. Navab den Avatar bereits gezielt ein.

Der Avatar erhält Fragen über ein Spracherkennungssystem, die in Text umgewandelt werden. Ein Large Language Model generiert darauf basierende Antworten, die wieder in gesprochene Sprache umgesetzt werden.

"Ein wichtiger Vertrauensbeweis ist nicht zuletzt, dass der Avatar nicht nur verschiedene Sprachen spricht, sondern auch regionale Akzente", sagt Song. So kann er Deutsch mit österreichischem oder amerikanischem Akzent ausgeben. Darüber hinaus gestikuliert er, legt Pausen ein und richtet seinen Blick auf Patientinnen und Patienten – Eigenschaften, die das Gespräch natürlicher machen.

Mit der Kombination aus Robotik, Virtual Reality und Avatar schaffen Forschende der TUM ein System, das Stress reduziert und Vertrauen stärkt. Damit könnten autonome Ultraschalluntersuchungen künftig einen wichtigen Beitrag zur medizinischen Versorgung leisten – insbesondere dort, wo Ärztinnen und Ärzte fehlen.

MEDICA.de; Quelle: Technische Universität München