Hohe körperliche Belastungen und nicht ergonomische Bewegungsabläufe bei der Arbeit gefährden akut die Gesundheit. Lösungen, die Bewegungen analysieren und Rückmeldung geben, können entscheidend zur Prävention beitragen und werden in der Forschung vielseitig adressiert. Das System von DFKI und Hitachi erkennt und quantifiziert in Echtzeit die physische Beanspruchung und informiert Nutzer über Fehlhaltungen.

Die genaue Analyse der körperlichen Belastung erhöht die Sicherheit der Arbeitenden und schützt ihre Gesundheit. Herkömmliche Ansätze verwenden hierfür stationäre Kameras, die die Aktivitäten der Arbeiterinnen und Arbeiter erkennen und aufzeichnen. Dieses Vorgehen gewährleistet jedoch keine quantitative und stabile Beurteilung der physischen Belastungen: Kameras sind in ihrem Messbereich begrenzt. Bei Aufnahmen in Produktionsstätten oder Außenanlagen gibt es häufig tote Winkel, in denen die Bewegungsprofile der Beschäftigten nicht oder nur teilweise aufgezeichnet werden.

Um dieses Problem zu lösen, hat das DFKI gemeinsam mit Hitachi eine neue KI-basierte Technologie entwickelt: Ein so genanntes „Wearable“-System. Der mit Sensoren ausgestatteter Anzug zeichnet Bewegungsdaten direkt am Körper auf und erkennt und wertet die physische Belastung aus. Die Technologie basiert auf einer zuvor von Hitachi und dem DFKI entwickelten KI. Diese erfasst die manuellen Bewegungsabläufe, beispielsweise das Anziehen einer Schraube, und vermeidet durch entsprechendes Feedback menschliche Fehler. Zur Erfassung der Daten wurden zunächst Armbandsensoren und Eyetracking-Brillen genutzt. 2019 kommt dafür ein Sensoranzug zum Einsatz.

Durch den automatischen Abgleich der Bewegungsdaten eines Arbeiters mit denen eines Modellarbeiters identifiziert die KI spezifische Unterschiede in den Bewegungen. Anschließend erhält der Arbeiter eine Auswertung seiner Bewegungsabläufe, die auf Körperteile mit erhöhter Belastung hinweist.

In einem Experiment wurde das System auf den Vorgang, ein schweres Objekt zu heben, angewendet. Die Ergebnisse bestätigten, dass die KI eine Schätzung der quantitativen Werte für die physikalische Belastung durchführen kann – und dies in Echtzeit. Darüber hinaus bestätigte sich, dass bei Fehlbelastungen Feedback zu jedem Körperteil gegeben werden kann. Beispielsweise wenn sich die Bewegungen von Taille und Knien von denen des Modellarbeiters unterscheiden. Hitachi und das DFKI wollen mit dieser Technologie prüfen, inwieweit Vorgaben für einen gefahrloseren Ablauf im Betrieb sinnvoll sind.

Eine ausführliche Projektbeschreibung mit Ansprechpartner finden Sie hier.