Fachartikel vom 01/21/2010

Sensorsysteme Digitales Sicherheitsnetz für Zuhause

Die aktuelle demografische Entwicklung deutet das Problem der Zukunft an: Viele hilfsbedürftige Senioren müssen von vergleichsweise wenigen jungen Menschen gepflegt werden. Neben fragwürdigen Kuriositäten wie Pflege-Robotern und mechatronischen Haustieren gibt es aber auch sinnvolle Assistenzsysteme, die Pflegepersonal entlasten und im Notfall Hilfe rufen können.

Bild: Future-Shape
Die Sensfloor-Matte kann Bewegungen auch dann noch detektieren, wenn sie unter Teppich oder Fliesen verlegt wurde. (Bild: Future-Shape)

Die bisher verwendeten technischen Hilfen für ältere, demenzkranke, oder behinderte Personen besitzen zwei große Nachteile: Entweder handelt es sich um technische Vorrichtungen wie Videokameras, die die Privatsphäre der überwachten Menschen verletzen. Oder es müssen externe Geräte wie GPS-Sender (Globales Positionierungssystem) genutzt werden, die eine Person lokalisieren. Auch Notruftelefone, Notfall-Armbänder oder Beschleunigungssensoren zum Umhängen, die im Falle eines Sturzes einen Alarm auslösen, müssen jederzeit am Körper getragen werden, um ihren Zweck zu erfüllen. Vergisst die gefährdete Person nach dem Aufstehen, den elektronischen Alarmgeber anzulegen, oder legt sie ihn während der Körperpflege ab, ist das erforderliche Sicherheitsnetz durchbrochen.

Räume dienen dem Bewohner

Auch Elemente des interaktiven Wohnens, die über Sprachbefehle gesteuert werden, sind für verwirrte oder behinderte Personen ungeeignet. Eine passendere Lösung sind hingegen Räume, die ihrem Bewohner insofern dienen können, als dass sie Erkenntnisse über die Position der Person automatisch mit bestimmten Funktionen verknüpfen: Der Bewegungsmelder, der das Licht einschaltet, sobald eine Person die Terrasse betritt, zeigt dabei die Grundidee auf. Beim intelligenten Wohnen kann eine solche Verknüpfung von Bewegung und Einschalten der Zimmerlampe gefährlichen Situationen vorbeugen, denn Senioren können im Dunkeln schnell über Mobiliar oder die vor dem Bett stehenden Hausschuhe stolpern. Bewegungsmelder sind allerdings auf einen sehr begrenzten Bereich ausgerichtet, da sie sonst stets das Licht einschalten würden, sobald sich die Person – auch beim Schlafen – bewegt.

Sicherheit unter dem Teppich

Folglich galt es, eine Möglichkeit zu finden, um die Position eines Menschen überall im Zimmer oder Haus eindeutig zu detektieren, während sie gleichzeitig möglichst unauffällig in den Raum integriert sein sollte. Eine Lösung fanden die Mitarbeiter der Firma Future-Shape. Sie nutzten das Objekt, mit dem der Mensch in Innenräumen fast ununterbrochen im direkten Kontakt steht: den Fußboden. Um zu erkennen, wo und wohin eine Person läuft, haben sie einen intelligenten Bodenbelag entwickelt, der unter den Teppich gelegt werden kann.

Der so genannte Sensfloor ist eine textile Unterlage, deren engmaschiges Sensorsystem Berührungen erkennt. Dabei misst der Sensfloor jedoch nicht die Druckbelastung, die eine Person auf den Boden ausübt. Sondern die integrierten so genannten kapazitiven Näherungssensoren erkennen jede Änderung des Stromfeldes, die der menschliche Körper – auch mit Schuhen an den Füßen und auf einem dicken Teppich – auslöst.

Beim Aufstehen geht das Licht an

Ähnlich wie bei einem Schachbrett sind alle einzelnen Segmente des Sensfloors eindeutig identifizierbar und codiert, so dass ein mit der Unterlage zusammenarbeitendes Computerprogramm erkennt, über welche Flächen im Raum eine Person läuft. Die Software kann anhand des Bewegungsmusters und zuvor programmierten Befehlen anwendungsspezifische Aktionen auslösen: Setzt ein Mensch beim Aufstehen den ersten Fuß auf den Boden, kann das Licht eingeschaltet werden, geht er frontal auf eine Tür zu, kann die Tür automatisch geöffnet werden.

Eine derart vernetzte Haustechnik kann auch dazu genutzt werden, dass die Leistung der Heizung reduziert wird, Fenster automatisch geschlossen und elektronische Geräte abgestellt werden, sobald der Bewohner das Haus verlässt. Das verhindert, dass ein vergessenes eingeschaltetes Elektrogerät während der Abwesenheit überhitzt und einen Brand auslöst. Gleichzeitig kann eine Alarmanlage aktiviert werden.

Automatischer Alarm im Notfall

Beginnen die Fußspuren anschließend nicht wie üblich wieder an der Wohnungstür, sondern am Fenster, kann über den sensiblen Fußboden automatisch ein Einbruchalarm ausgelöst werden. Auch für den Fall eines Sturzes sind automatisch ablaufende Aktionen vorprogrammierbar: Bleibt eine Person nach einem Sturz, der aufgrund der Körperform viele nebeneinander liegende Sensoren auslöst, längere Zeit liegen, kann automatisch ein Notruf an den Pflegedienst oder an Verwandte abgesetzt werden. Auch wenn der Bewohner des überwachten Raumes sich ungewöhnlich lange gar nicht mehr bewegt, kann das System aufgrund seiner programmierten Algorithmen Alarm schlagen. Da laut Future-Shape auch eine Verlegung unter Laminat oder Fliesen möglich ist, soll die Sensorunterlage auch im Badezimmer ein engmaschiges, durchgängiges Sicherheitsnetz knüpfen.

Britta Kalscheuer

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