Zu unseren Lerhveranstaltungen geht es hier.
Stichworte: Krankenhausinformationssystem (KIS), medizinische Ausbildung
Fachrichtung: Medizin
Status: in Bearbeitung
Betreuer*in: Isabel Klemme, Prof. Dr.-Ing. Anna-Lisa Vollmer
Beschreibung:
Erstelle einen Überblick über die Hersteller von Krankenhausinformationssystemen und die verschiedenen Funktionen eines KIS. Erstelle danach ein Konzept, wie diese Funktionen in der Lehre eingesetzt werden können, so dass Studierende lernen mit dem KIS umzugehen.
Stichworte: Low-Cost-Roboter, Pflegeheim, Interaktion
Fachrichtung: Medizin
Status: in Bearbeitung
Betreuer*in: Kira Loos, Prof. Dr.-Ing. Anna-Lisa Vollmer
Beschreibung:
In dieser Arbeit wird ein Konzept für den Einsatz und die Evaluation eines sozialen Low-Cost-Roboters im Pflegeheim entwickelt. Der Roboter soll als kommunikationsfördernder oder vermittelnder Agent dienen und so die Interaktion im Pflegealltag unterstützen.
Stichworte: Pipettierroboter, Kosten-Nutzung-Abschätzung
Fachrichtung: Medizin
Status: in Bearbeitung
Betreuer*in: Kira Loos, Prof. Dr.-Ing. Anna-Lisa Vollmer
Beschreibung:
In dieser Arbeit werden konkrete Anforderungen an einen Pipettierroboter aus labormedizinischer Sicht definiert. Dabei werden sowohl Hardware- und Softwareaspekte als auch Interface und Peripherie berücksichtigt. Ein besonderer Fokus liegt auf Präzision, Autonomie und Adaptierbarkeit in Bezug auf die Individualität der Aufgaben. Ergänzend werden gängige Pipettierhilfen und geeignete Robotersysteme mit ihren relevanten Eigenschaften analysiert, um die Machbarkeit und einen möglichen Nutzen solcher Systeme zu bewerten. Eine Kosten-Nutzen-Abschätzung rundet die Arbeit ab.
Stichworte: Annotationsschema, Korpusarbeit, Literaturbasiert
Fachrichtung: Medizin
Status: abgeschlossen
Betreuer*in: Kira Loos
Beschreibung:
In dieser Arbeit wird ein Annotationsschema für krankheitsrelevante Begriffe entwickelt, die im Rahmen der Korpuserstellung identifiziert wurden. Sowohl der Korpus als auch das Schema dienen als Grundlage für die Auswertung eines Paper-basierten Data-Mining-Prozesses.
Stichworte: Wissenswerkstadt, Assistenztechnologie, Öffentlichkeitsarbeit
Fachrichtung: Medizin
Status: offen
Betreuer*in: Prof. Dr.-Ing. Anna-Lisa Vollmer
Beschreibung:
Konzeption einer temporären oder permanenten Ausstellung oder Ausstellungsstück als Außenstelle des Showrooms Interaktive Assistenz in Medizin und Pflege der Medizinischen Fakultät in der Wissenswerkstadt in Bielefeld.
Stichworte: Wahrnehmung, Humanoide Roboter, Akzeptanz, Kinder-Roboter-Interaktion
Fachrichtung: Medizin, Informatik
Status: offen
Betreuer*in: Dr. Mara Brandt
Beschreibung:
[Medizin: Literaturstudie zu: / Informatik: Implementation und Studie zu:] Wie nehmen Kindergartenkinder humanoide Roboter wahr, basierend auf Faktoren wie Höhe, Distanz etc.
Stichworte: Mensch-Roboter-Interaktion, Verhaltenanalyse, Initiierung von Kommunikation
Fachrichtung: Informatik
Status: abgeschlossen
Betreuer*in: Dr. Mara Brandt
Beschreibung:
Entwicklung eines Algorithmus zur Erkennung, ob eine vom Roboter Temi wahrgenommene Person die Intention hat mit dem Roboter zu interagieren.
Stichworte: Robotik, Physiotherapie, Muskeldystrophie, Buzzer, Evaluationsschema, Spielerische Therapie
Fachrichtung: Medizin
Status: abgeschlossen
Betreuer*in: Prof. Dr.-Ing. Anna-Lisa Vollmer, Kira Loos
Beschreibung:
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Interaktionsmodells, welches adaptiv je nach Persönlichkeit von dem entsprechenden Kind im Alter von 5 - 7 Jahren die Motivationsstrategie in einem Spielszenario anpasst. Die adaptive Auswahl der Motivationsstrategie ist abhängig von der Spielerfolgswahrscheinlichkeit.
Dazu werden verschiedenfarbige Buttons per Bluetooth an die Interaktion mit dem Roboter NAO angeschlossen, die Töne abspielen können. Teil der Arbeit ist auch die Entwicklung mehrerer Button-Spiele, die die Kinder zur Bewegung motivieren sollen.
Stichworte: Robot-Teaching, Kind-Roboter-Interaktion, Sprachprozessierung, ChatGPT
Fachrichtung: Informatik
Status: offen
Betreuer*in: Dr. Mara Brandt
Beschreibung:
Anpassung des Bilboquet-Szenarios mit dem Roboter Pepper. Kinder sollten Pepper das Spiel mit verbalem Feedback wie „Das ist zu hoch/zu niedrig“ beibringen, um die Flugbahn zu manipulieren.
Stichworte: Meta Quest, XR, Angsttraining
Fachrichtung: Informatik
Status: offen
Betreuer*in: Robin Beierling
Beschreibung:
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein einfaches Training zur Bewältigung von Ängsten in XR entwickelt werden. Ausgangspunkt ist das Prinzip der Expositionstherapie, bei der sich Betroffene schrittweise mit angstauslösenden Situationen konfrontieren. Das Projekt fokussiert sich auf die technische Umsetzung (z. B. für die Meta Quest und dem AR Modus) sowie die Gestaltung von interaktiven, anpassbaren Szenarien. Ziel ist es, ein prototypisches System zu entwickeln, das therapeutisch relevante Expositionssituationen abbildet und erste Evaluationen in Bezug auf Benutzererlebnis und Wirksamkeit ermöglicht.
Stichworte: Kinder, Mobile App, Virtueller Roboter, Kind-Roboter-Interaktion
Fachrichtung: Informatik, Medizin
Status: offen
Betreuer*in: Dr. Mara Brandt
Beschreibung:
Implementation einer mobile App mit virtueller Darstellung eines Roboters der Kinder auf einen Besuch im Krankenhaus oder eine medizinische Untersuchung vorbereitet. Kinder sollen sich dadurch sicherer und entspannter fühlen, weil ein ihnen bereits bekannter Roboter bei der Untersuchung dabei ist.
Stichworte: Kind-Roboter-Interaktion, Roboter, Gamification
Fachrichtung: Informatik
Status: offen
Betreuer*in: Dr. Mara Brandt
Beschreibung:
Implementierung/Design einer interaktiven Interaktion für Kinder mit dem Roboter Miroka um sie auf herausfordernde Situationen wie eine medizinische Untersuchung vorzubereiten.
Anmerkung: Diese Arbeit hat zwei alternative Versionen, die sich gegenseitig ausschließen. Es kann sich für eine der beiden entschieden werden. Die erste Version fokussiert sich mehr auf die Literaturrecherche und der Erstellung eines kleinen Trainiers.
Die zweite Version beinhaltet natürlich auch eine Recherche, aber im wesentlich kleinerem Umfang. Dafür ist aber der Programmieraufwand höher und das Resultat im breiterem Umfang zu gebrauchen. Außerdem gibt es sowas noch kaum!
Stichworte: Kognitives Training, VR, AR, MR, Meta Quest, Literaturrecherche
Fachrichtung: Informatik
Status: offen
Betreuer*in: Robin Beierling
Beschreibung:
In dieser Arbeit soll ein beispielhaftes kognitives Training in VR erstellt werden. Für die Erstellung soll zuerst eine Recherche durchgeführt werden und bereits bekannte kognitive Trainer herausgearbeitet und entgegenstellt werden.
Oder
In dieser Arbeit soll ein kognitives Training in Mixed Reality erstellt werden. Mithilfe der Meta Quest 3 sollen AR features genutzt werden um Anfangs nur den echten Raum darzustellen. Dadurch können zum Beispiel Reizüberflutungen entgegengewirkt werden. Dann soll mit minimalen Virtuellen Elementen ein kognitives Training erzeugt werden.
Dadurch können auch kognitiv beeinträchtigte Menschen die z.B Angst vor VR haben, dennoch diesen Trainer verwenden.
Stichworte: Virtual Reality Training, aggressives Patientenverhalten
Fachrichtung: Medizin
Status: offen
Betreuer*in: Robin Beierling
Beschreibung:
Auch wenn keine reale Situation exakt nachgespielt werden können, können VR Simulationen Realistisch genug sein um auf bestimme Szenarien wie zum Beispiel aggressives Patientenverhalten vorzubereiten.
Bei dieser Arbeit soll ein Simulator entwickelt werden, der Pflegekräften auf aggressive Patient*innen vorbereitet. Es sollen verschiedene Patientenverhalten implementiert werden und die Reaktion der Pflegekräfte trainiert werden. Dabei gibt es ein optimales Verhaltensmuster und es wird bewertet wie sehr sich an dieses gehalten wurde. Es soll über mehrere Versuche hinweg getestet werden ob und wie sich die Reaktionen der Teilnehmer*innen auf aggressive Patienten verändert.
Stichworte: Literaturrecherche, Chatbots, Psychotherapie, Behandlung
Fachrichtung: Medizin
Status: abgeschlossen
Betreuer*in: Robin Beierling
Beschreibung:
Weltweit leiden etwa 350 Millionen Menschen an einer Depression, 25 Prozent aller Menschen werden mindestens einmal in ihrem Leben an einer Angststörung erkranken. Trotz der zunehmenden gesellschaftlichen Sensibilisierung für psychische Gesundheitsprobleme, bleiben viele Betroffene aufgrund von Barrieren wie Stigmatisierung, hohen Kosten oder begrenzter Verfügbarkeit von Fachkräften unterversorgt. So stehen in Deutschland
(Stand 2019) durchschnittlich 27,4 Psychiater pro 100.000 Einwohner zur Verfügung.
Angesichts dieses Mangels an therapeutischen Ressourcen rücken digitale Lösungsmöglichkeiten immer stärker in den Vordergrund. Chatbots können dabei eine innovative Möglichkeit bieten, die Betroffenen mit niedrigschwelligen Angeboten zu unterstützen. Ihr Potenzial
liegt hierbei insbesondere darin, eine kontinuierliche, orts- und zeitunabhängige Begleitung für Menschen mit psychischen Erkrankungen zu bieten und Interventionen entsprechend den individuellen Bedürfnissen der Patienten anzupassen.
In Zeiten des digitalen Wandels und der Globalisierung, verändert sich auch der Bedarf an Angeboten, um mit Problemen psychischer Gesundheit umzugehen.
Durch ihre Allgegenwärtigkeit in den meisten Lebenswelten, sind Smartphone-basierte Unterstützungsmöglichkeiten in den vergangenen Jahren vermehrt in den Fokus von Entwicklern, Therapeuten und Patienten geraten.
Die Vorteile der Verwendung von Apps zur Verbesserung oder Therapie eines psychischen Störungszustands gegenüber anderen Plattformen lassen sich dabei primär durch drei Aspekte erklären: (1) Gewohnheitsbildung („ease of habit“), geringe Aufwandserwartung („low effort expectancy“) und ein hohes Maß an hedonischer Motivation („high hedonic motivation“).
Diese Projektarbeit soll sich der Untersuchung der Rolle von Chatbots in der Therapie von Depressionen und Angststörungen widmen. Durch die Zusammenfassung aktueller Forschungsergebnisse sowie die Analyse der Funktionsweisen der gängigsten Technologien, soll die Arbeit dazu beitragen, ein tiefergehendes Verständnis für die Einsatzmöglichkeiten und -grenzen sowie die Wirksamkeit Chatbot-basierter Therapietools zu entwickeln.
Stichworte: Literaturrecherche, Augmented Reality, Schockraum, Visualisierung
Fachrichtung: Medizin
Status: in Bearbeitung
Betreuer*in: Robin Beierling
Beschreibung:
Die moderne Notfallmedizin steht vielen Herausforderungen gegenüber. Um in Notfallsituationen eine gute Patientenversorgung zu gewährleitsten, ist es notwendig, alle gegebenen Daten schnell zu erfassen und gezielt zu verarbeiten. Dennoch sind rund elf Prozent der eigentlich vermeidbareren medizinischen Komplikationen auf Versäumnisse bei der Weitergabe von Informationen zurückzuführen. Daher ist eine adäquate Informationserfassung sowie -sicherung unerlässlich.
Etwa 60 Prozent der verstorbenen Polytrauma-Patienten versterben bereits präklinisch, 10-20 Prozent binnen der ersten 24 Stunden in klinischer Behandlung. Ein wesentlicher Aspekt stellt hierbei das schnelle Erkennen und Management des hämorrhargischen Schocks dar. Wenn relevante Patienteninformationen, wie Vitalparameter, in der Akutbehandlung
im Schockraum zentral visualisiert und implementiert werden könnten, könnte
dies die Mortalität polytraumatisierter Patienten reduzieren.
Augmented Reality (AR) bietet einen vielversprechenden Ansatz. Diese Arbeit untersucht die mögliche unterstützendeWirkung von AR im unfallchirurgischen Schockraum am Beispiel des Evangelischen Klinikums Bethel (Uniklinikum OWL). Dabei werden folgende Aspekte genauer betrachtet:
❏ Aktueller Einatz von AR in der medizinischen Praxis
❏ Relevante Parameter zur Feststellung des Patientenzustands
❏ Interfacebeschreibung und Einbindung AR am Beispiel des EVKB
❏ Visuelle Darstellung von relevanten Daten in AR.
Stichworte: Human-Robot Interaction, NAO, Motivation
Fachrichtung: Informatik
Status: abgeschlossen
Betreuer*in: Prof. Dr.-Ing. Anna-Lisa Vollmer, Dr. Mara Brandt
Beschreibung:
Diese Arbeit beschäftigte sich mit der Entwicklung eines adaptiven Interaktionsmodells, welches die Motivationsstrategie in einem Spielszenario an die Persönlichkeit von Kindern im Alter von 5 - 7 Jahren anpasst. Die adaptive Auswahl der Motivationsstrategie ist abhängig vom Spielerfolg und erkannter aktueller Motivation des Kindes.
Für die Spielszenarien wurden verschiedenfarbige Buttons, die Töne abspielen und leuchten können, per Bluetooth in die Interaktion mit dem Roboter NAO integriert. Die Spiele mit den Buttons wurden so entwickelt, dass sie die Kinder zur Bewegung motivieren.
Stichworte: VR-Training, Rehabilitation, Activities of Daily Living (ADL)
Fachrichtung: Informatik
Status: offen
Betreuer*in: Robin Beierling
Beschreibung:
In dieser Masterarbeit implementieren Sie Szenarien in Unreal Engine für das Training/die Rehabilitation in VR auf der Meta Quest Pro oder Meta Quest 3, basierend auf experimentellen Aufgaben, die bereits auf einem Valve Index VR-Headset vorhanden sind. Es steht Ihnen frei, diese Aufgaben zu verbessern oder zu überarbeiten, solange diese Änderungen wissenschaftlich fundiert sind. Anschließend bewerten Sie Ihren Prototyp in einer kleinen Studie hinsichtlich Benutzerfreundlichkeit und Belastung. Auf diese Weise können Sie Ihre eigenen Ideen einbringen und vielleicht die Zukunft von VR in der Rehabilitation mitgestalten.
Stichworte: Trajektorien, Vergleichsmaßnahmen, spatial data analysis
Fachrichtung: Informatik
Status: offen
Betreuer*in: Robin Beierling
Beschreibung:
Es sollen die bei der Studie erhaltenen Trajektorien auf gegebene und neu erarbeiteten Qualitäten untersucht werden. Diese Trajektorien bieten viel mehr informationen als nur Position und Ort. Zusätzlich sind Orientierung und semantische Interaktionen vorhanden die bei der Analyse mitbeachtet werden sollen.
Sinnvolle Fragen sind dann zum Beispiel: Wie gut wurde das Brot geschnitten? Was waren bei den 60 Teilnehmern der Studie die meist gemachten Fehler. Gibt es Unterschiede bei den untersuchten Controls. Was davon wird bereits von der Forschung umgesetzt und was nicht?
Zur Verifizierung der Antworten und Analysen sind extensives Videomaterial und bereits durchgeführte Analysergebnisse vorhanden und dürfen mit verwendet werden.
Stichworte: Posenerkennung, Sporttherapie, Performance Feedback
Fachrichtung: Informatik
Status: abgeschlossen
Betreuer*in: Prof. Dr.-Ing. Britta Wrede, Robin Beierling
Beschreibung:
Es ist allgemein bekannt, dass körperliche Aktivität einen positiven Einfluss auf die Gesundheit hat. Körperliche Aktivität kann sich positiv auf die körperliche, kognitive und sogar mentale Gesundheit von Kindern, Erwachsenen und älteren Menschen auswirken und zu einer Verbesserung der Lebensqualität führen. Untersuchungen haben gezeigt, dass körperliche Aktivität und Gesundheitszustand in einem linearen Zusammenhang stehen, d. h. dass eine Steigerung der körperlichen Aktivität zu einer Verbesserung der Gesundheit führt. Gemäß den Empfehlungen der WHO für Kinder im Alter von fünf bis 17 Jahren wird empfohlen, mindestens an drei Tagen pro Woche intensive aerobe Aktivitäten auszuüben. Diese Empfehlungen werden jedoch in den meisten Fällen nicht eingehalten. Studien des Robert Koch-Instituts haben gezeigt, dass nur 22,4 % der Mädchen und 29,4 % der Jungen diese Empfehlungen erreicht haben.
Das Hauptziel dieser Forschung ist die Entwicklung eines Systems, das Fehler bei der Ausführung von Übungen in Echtzeit und mit hoher Genauigkeit erkennen kann. Das System soll robust sein und auch bei Herausforderungen wie unterschiedlichen Perspektiven und Verdeckungen durch den eigenen Körper eine hohe Genauigkeit beibehalten. Aufgrund von Abweichungen bei der Kameraeinstellung sind Perspektivschwankungen unvermeidlich. Da die Einrichtung ohne technische Aufsicht erfolgt, kann es zu Abweichungen im Kamerawinkel zum Patienten kommen. Daher muss die Perspektive gegenüber den Winkeln zur Vorderseite der Kamera robust sein. Zusätzlich zu den Perspektivschwankungen muss das Programm Posen in 3D erkennen können. Typische Fehler bei der Ausführung der Übungen des Sportprogramms können Fehler enthalten, die nur aus einer 3D-Perspektive sichtbar sind, insbesondere bei unterschiedlichen Winkeln. Daher muss das System horizontale, vertikale und Tiefenkoordinaten schätzen. Obwohl externe Objekte aus dem Kamerabild ausgeschlossen sind, können sich Körperteile des Patienten aus verschiedenen Perspektiven gegenseitig verdecken. Daher ist eine Okklusionsbehandlung erforderlich. Eine weitere Herausforderung besteht darin, unterschiedliche Teilnehmermerkmale zu berücksichtigen, da das Programm für Kinder und Jugendliche entwickelt wurde und die Fehlererkennung mit unterschiedlichen Körpertypen umgehen muss. Die Fehlererkennung soll bei jedem Teilnehmer funktionieren.
Stichworte: Robot Learning, Didactics, Explainable Robotics
Fachrichtung: Didaktik
Status: abgeschlossen
Betreuer*in: Prof. Dr. Carsten Schulte, Prof. Dr.-Ing. Anna-Lisa Vollmer
Beschreibung:
Welchen Einfluss haben ausgewählte Konzepte der “enabling architecture“ auf das erfolgreiche Trainieren eines lernfähigen Roboters?
Stichworte: Schmerzerkennung, Scoping Review
Fachrichtung: Medizin
Status: in Bearbeitung
Betreuer*in: Isabell Klemme, Prof. Dr.-Ing. Anna-Lisa Vollmer
Beschreibung:
Welche Anzeichen oder Parameter werden genutzt, um Schmerzen bei Menschen zu erkennen, die sich nicht äußern können? Welche Ansätze sind am vielversprechendsten und welche Schwierigkeiten gibt es dabei?
Stichworte: SEED Diagnostik, Menschen mit kognitiver Beeinträchtigung, Extended Reality (XR)
Fachrichtung: Medizin
Status: abgeschlossen
Betreuer*in: Phillip Richter, Robin Beierling
Beschreibung:
Durch die digitale Entwicklung und immer breiteren Nutzungsmöglichkeiten von technologischen Mitteln wie Künstlicher Intelligenz (KI) oder Extended Reality (XR) werden viele Momente unseres täglichen Lebens verändert. Auch in der Medizin und der klinischen Praxis lassen sich diese Veränderungen feststellen, so z.B. in der Therapie oder auch in der Diagnostik.
Die SEED-Skala ist eine Skala zur Diagnostik des emotionalen Entwicklungsstandes von Menschen mit intellektuellen Entwicklungsstörungen. Zusätzlich können mit der Skala Verhaltensstörungen diagnostiziert werden. Dadurch ist es möglich, einen besseren Einblick in das innere Erleben und Verhalten der diagnostizierten Menschen zu erreichen. Die Skala wird u.a. in Einrichtungen der Behindertenhilfe und Psychiatrie eingesetzt und mittels semistrukturierten Interviews von Bezugspersonen in alltäglichen Situationen angewandt.
Gegenstand dieser Arbeit ist die Frage, ob und inwiefern XR und AI Technologien in der SEED-Diagnostik von Menschen mit kognitiven Beeinträchtigungen hilfreich sein können. Dazu sollen Szenarien die diese Technologien verwenden erstellt und anschließend bewertet werden inwiefern sie der SEED-Diagnostik verbessern.
Stichworte: Sozialer Roboter, Blossom, Atemübungen, Beruhigung, Wohlbefinden, Interaktion, Human-Robot Interaction, Evaluation, Konzeptentwicklung
Fachrichtung: Medizin
Status: in bearbeitung
Betreuer*in: Prof. Dr.-Ing. Anna-Lisa Vollmer, Kira Loos
Beschreibung:
In dieser Projektarbeit werden verschiedene Atemübungen konzeptualisiert, die mithilfe des Roboters Blossom zur Beruhigung des Stoffwechsels und zur Förderung des emotionalen Wohlbefindens beitragen sollen. Zielgruppe sind Menschen mit cognitiven Beeinträchtigungen und neurodiverse Menschen mit ADHS und Autismus. Auf Literaturbasis werden geeignete Atemtechniken ausgewählt und in Interaktionsszenarien mit Blossom übertragen. Begleitend zur Arbeit erfolgt auf Seiten der AG eine prototypische Implementierung einzelner Übungen, um deren Umsetzbarkeit zu erproben. Zudem wird ein Evaluationskonzept entwickelt, das die Wirkung und Nutzbarkeit der Übungen systematisch erfasst. Ziel ist die Entwicklung eines fundierten, praxisnahen Gesamtkonzeptes zur Nutzung von Blossom in beruhigenden Ateminterventionen.