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Sitzen und Schwitzen für die Wissenschaft an der Universität Bielefeld

Im Sitzen fit und sportlich werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) der Universität Bielefeld entwickeln in dem Projekt KogniHome ein aktives Sitzmöbel. Der Sessel sieht auf den ersten Blick aus wie ein Fernsehsessel mit Fußstütze. Erst bei näherer Betrachtung offenbart er sein Geheimnis: Er ist mit einem virtuellen Avatar verbunden und verfügt über allerlei technische Raffinessen.

Der Sessel kann sich individuell auf die verschiedenen Familienmitglieder einstellen und zum Beispiel auf die körperliche Verfassung und Tageszeit reagieren. Der virtuelle Avatar unterweist die Familienmitglieder bei den Fitness-Übungen mit dem Sessel und wird in Zukunft Rückmeldungen zur gesunden Körperhaltung geben. Darüber hinaus wird der Sessel ohne Berührung die Atem- und Herzfrequenz erfassen und so bei Bewegungsübungen alle wichtigen Parameter überwachen können. Diese Informationen werden auch für spezifische Entspannungsübungen im Sessel genutzt.

„Der persönliche Trainer kann zur Entspannung verwendet werden und als gemütlicher Fernsehsessel dienen, der über alle Funktionen eines gewöhnlichen Sitzmöbels verfügt“, sagt Professor Dr. Thomas Schack, der gemeinsam mit Professor Dr. Ulrich Rückert das Teilprojekt „Persönlicher Trainer“ im Innovationscluster KogniHome leitet. „Er kann mich aber auch dabei unterstützen gelenkschonend und korrekt verschiedene Fitnessübungen auszuführen. In seinem Programm gibt es verschiedene Yoga- und Fitnessübungen, aber auch Anleitungen zum Kraftaufbau.“ Für den persönlichen Trainer greifen die Wissenschaftler auf den SonicChair zurück, den sie mit der Forschungsgruppe Ambient Intelligence (Intelligente Umgebung) von Dr. Thomas Hermann entwickelt haben. Der SonicChair weist die arbeitende Person durch ein Tonsignal darauf hin, wenn ihre Sitzposition schon lange nicht mehr verändert wurde. Die Sitzposition misst er mit in die Sitzfläche integrierten Sensoren.

Der persönliche Trainer kann jedes Familienmitglied individuell durch das Smartphone oder die Smartwatch erkennen. Er hilft älteren oder körperlich eingeschränkten Personen beim Hinsetzen oder Aufstehen, indem er seine Sitzfläche anhebt oder senkt. Je nach Vorliebe kann er um 20 Uhr automatisch die Beinstütze hochfahren, weil er weiß, dass die Person dann gerne fernsehen möchte. Der Sessel besitzt integrierte Kraftsensoren, die Gewichtsverlagerungen erfassen. So können zum Beispiel durch Bewegungsspiele Rücken und Bauch gestärkt werden. Alle Übungen werden von einem virtuellen Avatar angeleitet, der auf einem Display an der Wand erscheint. Der virtuelle Coach regt auch Übungen außerhalb des Sessels an und übernimmt so ein mögliches Bewegungstraining in der Wohnung. Mit seiner Hilfe können alle Körperregionen effektiv trainiert werden. Als Teil des individuellen Trainingsprogramms wiederum kann gemeinsam mit dem intelligenten Kochassistenten „KogniChef“ ein abgestimmter Ernährungsplan für das optimale Trainingsergebnis zusammengestellt werden.

„Uns ist wichtig, dass der Coach nicht bevormundend in das Training eingreift, sondern nur bei den Übungen unterstützt und motiviert. Der virtuelle Avatar nötigt also nicht zu den einzelnen Übungen oder macht Vorschriften, sondern weist auf Über- oder Unterforderung hin und spornt wie ein menschlicher persönlicher Trainer zu mehr Leistung an. Er hilft dabei den inneren Schweinehund zu überwinden“, sagt Professor Schack. Bereits während der Entwicklung der einzelnen Elemente der mitdenkenden Wohnung KogniHome, machen sich die Projektpartner Gedanken über ethische, rechtliche, sicherheitstechnische und soziale Aspekte. Dazu planen sie auch ein Manifest, das sie im Querschnittsprojekt ELSI verfassen. ELSI steht für Ethical, Legal and Social Implications (ethische, rechtliche und soziale Implikationen).

Die CITEC-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler entwickeln den persönlichen Trainer gemeinsam mit den Familien-Unternehmen Hella und Hettich. Der Automobilzulieferer Hella KGaA Hueck & Co aus Lippstadt fertigt in erster Linie Automotive-Komponenten und Systeme im Bereich Lichttechnik und Elektronik. „Die Assistenztechnologien für Autos und Wohnungen haben viele Gemeinsamkeiten. Bei beiden steht der Mensch im Mittelpunkt und die Technik muss auf seine Bedürfnisse eingehen und bei den verschiedenen Tätigkeiten unterstützen. Für den persönlichen Trainer bringen wir unser Wissen über die Technik zu Aktivitätserfassung des Fahrers mit ein. Sie lässt sich eins zu eins auf den Sessel übertragen“, sagt Dr. Michael Schilling, Projektleiter im Bereich Vorentwicklung bei Hella. Die Hettich Unternehmensgruppe aus dem ostwestfälischen Kirchlengern ist einer der größten Hersteller für Möbelbeschläge weltweit. Das Familienunternehmen arbeitet in allen Bereichen von KogniHome. Die Firma Hettich entwickelt die Mechanik für die unterschiedlichen Bewegungsfunktionen und stellt schließlich gemeinsam mit einem Partner den Sessel zur Verfügung, in dem die Sensorik und Aktorik eingebaut ist.  Das Familienunternehmen arbeitet in allen Bereichen von KogniHome mit. Außerdem werden Nutzerstudien am Demonstrator durchgeführt – für die im Rahmen von ELSI Ethikanträge gestellt werden.

In dem Innovationscluster „KogniHome“ arbeiten 14 Projektpartner aus Ostwestfalen-Lippe bis Mitte 2017 gemeinsam an einer vernetzten Wohnung, die die Gesundheit, Lebensqualität und Sicherheit von Familien, Singles und Senioren fördert. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt über drei Jahre mit acht Millionen Euro. Geleitet wird KogniHome von CITEC, dem Exzellenzcluster der Universität Bielefeld.

Weitere Informationen im Internet:
www.kognihome.de/technologie/persoenlicher-trainer