HoCaMo
HomeCare-Monitoring-System für die Bewertung psycho-physiologischer Befindlichkeitszustände
Start: 11.2024
Ende: 04.2027
Demenz betrifft Millionen Menschen – und ihre Angehörigen. HoCaMo entwickelt einen intelligenten, funktionalisierten Spiegel, der im häuslichen Umfeld kontaktlos Vitalzeichen, Mimik und Verhalten erfasst, um psychologische und physiologische Befindlichkeitszustände automatisiert zu erkennen. Das System lernt individuelle Verhaltensmuster, schlägt frühzeitig Alarm bei Anomalien und ermöglicht digitale Telekonsultation – für mehr Selbstständigkeit der Betroffenen und weniger Belastung für Pflegekräfte.
Die demografische Entwicklung in Deutschland und Europa stellt das Gesundheits- und Pflegesystem vor immense Herausforderungen. Immer mehr Menschen leben mit Demenz – einer Erkrankung, die nicht nur die Betroffenen selbst, sondern auch ihre Angehörigen und professionellen Pflegekräfte an die Grenzen der Belastbarkeit bringt. Gleichzeitig wächst der Wunsch der Betroffenen, so lange wie möglich selbstständig in den eigenen vier Wänden zu leben. Die Pflege der Zukunft muss daher smarter, vorausschauender und entlastender werden – für alle Beteiligten.
Genau hier setzt das Forschungs- und Entwicklungsprojekt HoCaMo an. Im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) entwickelt ein interdisziplinäres Konsortium aus Unternehmen und Forschungseinrichtungen ein modulares, erweiterbares Monitoringsystem für den häuslichen Einsatz. Ziel ist es, psychologische und physiologische Befindlichkeitszustände von Menschen mit Demenz automatisiert, kontinuierlich und vor allem kontaktlos zu erfassen und zu bewerten.
Das Herzstück des HoCaMo-Systems ist ein funktionalisierter Spiegel, der nahtlos in die häusliche Umgebung integriert werden kann. Durch die Einbettung optischer und akustischer Sensoren ist der Spiegel in der Lage, eine Vielzahl von biometrischen und verhaltensbezogenen Parametern kontaktlos zu erfassen. Dazu gehören die Atemfrequenz und der Herzschlag ebenso wie die Analyse der Mimik, der Körperhaltung und paralinguistischer Merkmale wie Tonlage und Sprechrhythmus. Der Spiegel fügt sich dabei diskret in den Alltag der Nutzerinnen und Nutzer ein – ohne aufdringliche Sensorik am Körper oder störende Eingriffe in die gewohnte Lebensroutine.
Die erfassten Daten werden durch ein selbstlernendes System analysiert, das am FZI Forschungszentrum Informatik entwickelt wird. Dieses System erlernt im Laufe der Zeit individuelle Verhaltensmuster und Normalzustände der jeweiligen Person und ist dadurch in der Lage, Abweichungen und Anomalien frühzeitig zu erkennen. Auf dieser Datenbasis erfolgt eine automatisierte Emotions- und Stressbetrachtung sowie eine kontinuierliche Bewertung der Demenzprogredienz. Das System unterscheidet dabei zwischen gruppenspezifischen, individuellen und temporären Merkmalen und entwickelt im Verlauf ein präzises, personalisiertes Nutzerprofil, das sich kontinuierlich aktualisiert.
Besondere Aufmerksamkeit gilt dabei pathologisch relevanten Ereignissen: Veränderungen im Verhalten oder in den Vitalparametern, die auf Komorbiditäten oder akute gesundheitliche Krisen hindeuten könnten, werden frühzeitig erkannt und umgehend an autorisierte Adressaten – etwa Pflegepersonal, behandelnde Ärztinnen und Ärzte oder Angehörige – kommuniziert. Dies ermöglicht eine rechtzeitige medizinische Intervention und kann damit im besten Fall Krankenhausaufenthalte oder eine Verschlechterung des Gesundheitszustands verhindern.
Das FZI Forschungszentrum Informatik übernimmt im HoCaMo-Projekt die Entwicklung des selbstlernenden Analysesystems. Im Mittelpunkt steht dabei die automatisierte Erkennung individueller Verhaltensmuster und Anomalien auf Basis der vom funktionalisierten Spiegel erfassten Sensor- und Verhaltensdaten. Das FZI entwickelt Methoden zur Rohdatenaufbereitung, zur Extraktion individueller Features sowie zur Analyse gruppenspezifischer, individueller und temporärer Merkmale. Darauf aufbauend werden Algorithmen zur Anomaliendetektion und Langzeittrendanalyse implementiert, die schließlich in ein kontinuierlich aktualisiertes, personalisiertes Nutzerprofil münden. Das FZI begleitet zudem den abschließenden Feldtest und verantwortet die technische Dokumentation des Teilsystems.
Applied Artificial Intelligence
Das Hauptaugenmerk des FZI in diesem Forschungsschwerpunkt liegt auf der praxisnahen Erforschung der Schlüsseltechnologie Künstliche Intelligenz (KI). Innovative KI-Lösungen werden entwickelt und für unserer Partner und Kunden in Anwendungsbereiche wie Mobilität, Robotik, Gesundheitstechnik, Logistik, Produktion sowie Ver- und Entsorgung transferiert.