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F r a u n h o F e r - I n s t I t u t F ü r G r a p h I s c h e d at e n v e r a r b e I t u n G I G d
Ambient Assisted Living
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FrAunhoFer und Ambient Assisted Living
bildquellen
Titel: Werbefotografie Rühl & Bormann
Seite 2, 3, 4, 5 rechts, 8, 10, 11: Werbefotografie
Rühl & Bormann
Seite 6, 7, 9: Universität Rostock, Medienzentrum
Seite 13: Eva Speith, Lichtbildatelier
Seite 14: ExQuisine / Fotolia.de
Alle anderen Bilder und Grafiken: © Fraunhofer IGD
Fraunhofer und ambient assisted Living 2
aaL in Gegenwart und Zukunft 3
AAL in der Forschung 4
Intelligenten Umgebungen 5
Assistenz Im Alltag 6
Mobile Assistenz 8
Netzwerke sozial und aktiv 9
eine allianz für aaL 11
unsere dienstleistungen 13
unsere ansprechpartner 14
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In naher Zukunft werden uns intelligente Umgebungen das
Leben erleichtern. Sie passen sich selbstständig, proaktiv und
situationsspezifisch den Bedürfnissen und Zielen der Nutzer
an, um sie im täglichen Leben zu unterstützen. Berührungslos,
mit einfachen Gesten und Worten, steuern wir über Sensoren
unsere Lebensumgebung. Mit intuitiven Handbewegungen
schalten wir den Fernseher ein und aus. Tragbare oder in die
Umgebung integrierte Sensoren erkennen, wie wir uns fühlen,
registrieren unsere Bewegungen und messen unsere Fitness.
Ambient-Assisted-Living-Technologien ermöglichen eine
bedarfsgerechte Unterstützung.
Moderne umgebungen für senioren
Intelligente Umgebungen sollen insbesondere älteren,
behinderten und pflegebedürftigen Menschen ermöglichen,
selbstbestimmt in ihrer gewohnten privaten Umgebung zu
leben. Für die wachsende Zahl an Senioren bedeutet die de-
zent agierende Technik einen großen Gewinn an persönlicher
Selbstständigkeit. Sie wird ihnen ermöglichen, länger in der
ihnen vertrauten Umgebung zu leben. Fraunhofer hat sich
das Thema Ambient Assisted Living, kurz AAL, auf die Fahne
geschrieben, um es weiter voran zu bringen.
allianz für die Zukunft
13 Fraunhofer-Institute haben sich daher zu einer Allianz
zusammengeschlossen und entwickeln gemeinsam neue,
zukunftsorientierte AAL-Lösungen. Das Fraunhofer IGD, die
führende Einrichtung für angewandtes Visual Computing,
stellt den Allianz-Sprecher und ist somit inhaltlich und
organisatorisch ganz vorne mit dabei. Unser Institut entwickelt
Software zur Steuerung von Diensten innerhalb von AAL-
Umgebungen. Es treibt zugleich Standardisierungsverfahren
voran, die verschiedene AAL-Entwicklungen nahtlos verknüp-
fen.
aaL-technologien mit potenzial
Das Marktpotential von AAL-Entwicklungen ist immens
hoch. Damit intelligente Wohnumgebungen funktionieren
können, müssen über kurz oder lang alle technischen Alltags-
gegenstände über einheitliche Schnittstellen verfügen. Der
Entwicklung passender Standards und Lösungen stellen wir
von Fraunhofer uns sehr gerne.
aaL als moderne dienstleistung
AAL bietet mehr als eine einfache Unterstützung im alltägli-
chen Leben, beim Energiemanagement und Spielen:
n Sicherheit und Komfortn Infotainment und Intuitive Interaktionn Telemedizin und Indirekte Überwachungn Assistenz nach einfacher Bedienkonzeptenn Kombination verschiedener Eingabemöglichkeiten ange-
passt nach individuellen Fähigkeiten und Einschränkungen
»Die alternde Gesellschaft stel lt uns vor große Herausforderungen. Immer mehr Menschen benöti-
gen immer länger intensive Betreuung. Damit Senioren möglichst lange selbstständig in den eige-
nen vier Wänden leben können, entwickeln Fraunhofer-Forscher intel l igente Wohnumgebungen,
die auf Wünsche und Bedürfnisse ihrer Bewohner reagieren.«
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AAL in gegenwArt und ZukunFt
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AAL ist ein weitgefasstes Feld in der angewandten Forschung.
Es reicht von halbautomatischen Systemen, die älteren
Menschen helfen, normale Alltagstätigkeiten wie Kochen oder
Einkaufen zu bewältigen oder sie an die regelmäßige Einnahme
ihrer Medikamente erinnert über selbstorganisierende Funksen-
sornetzwerke, die dazu dienen, Daten aufzuzeichnen und zu
übermitteln bis zu mobilen Lösungen, die darauf achten, dass
wir uns ausreichend bewegen und ausgewogen ernähren. Zu
wichtigen Themen in der AAL-Forschung gehören:
n Technologien zur besseren Bewältigung des Alltagsn Intelligente Assistenzsystemen Interaktion in intelligenten Umgebungenn Emotionserkennungn Ernährungsberatungn Standardisierung für AAL-Lösungenn Simulation von Assistenzsystemen
Foren und arbeitsgruppen
Zur Forschung gehört es auch, die Zukunft von AAL in
modernen Gesellschaften in Foren und Arbeitsgruppen
zu diskutieren und evaluieren. Das Fraunhofer IGD schafft
gemeinsam mit seinen Partnern ein Forum, in dem sich
Experten der Informations- und Kommunikationstechnologie
austauschen, um neue Forschungsschwerpunkte zu identifizie-
ren und zu definieren. Forscher weltweit erarbeiten eine Reihe
von Forschungsfragen der nächsten 15 Jahre und entwickeln
entsprechende Roadmaps.
standardisierungen für eingebette systeme
Gerade bei eingebetteten Systemen (engl. Embedded Systems)
müssen verschiedene AAL-Entwicklungen nahtlos aneinander
anknüpfen können. Das ist nur möglich mit Standardisierungs-
verfahren. Bei verschiedenen Systemen für unterschiedliche
Anwendungen in einem Haushalt muss es für eine wirkliche
Assistenz standardisierte Anknüpfungspunkte geben, damit
Informationen problemlos ausgetauscht und Systeme ohne
großen Aufwand gewechselt oder gewartet werden können.
Das Fraunhofer IGD ist eine der führenden Kräfte, um solche
Standardisierungsverfahren voranzutreiben.
simulation in 3d-umgebungen
Die Forscher des Fraunhofer IGD entwickeln eine Authoring-
Umgebung für schnelles Prototyping und eine 3D-Simulations-
umgebung. Beide unterstützen das Design und die Validierung
von Diensten und Benutzerschnittstellen in Ambient-Assisted-
Living-Umgebungen und beziehen dabei reale Testpersonen
mit ein. Planer und zukünftige Bewohner können so mittels
virtueller Realität technologische Neuerungen des heimischen
Umfelds noch vor deren Umsetzung erfahren.
»Mit intuitiven Handbewegungen können wir beispielsweise den Fernseher ein- und ausschalten.
Tragbare Sensoren erkennen, wie wir uns fühlen, registrieren unsere Bewegungen und messen
unsere Fitness. Dabei kontroll ieren immer wir die Technik und werden nicht von ihr kontroll iert.«
AAL in der Forschung
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inteLLigente umgebungen
Ein älterer Herr sitzt gemütlich im Wohnzimmer. Im Fernsehen beginnt ein Spielfilm. Mit einer
kleinen Bewegung deutet er auf den Fernseher und sagt, dass er diesen Film aufnehmen möchte.
Der angeschlossene Festplattenrekorder startet mit der Aufnahme. Möglich ist das, weil die Woh-
nung gelernt hat, was der Herr mit seinen Gesten und Worten ausdrücken möchte. In Zukunft
könnten solche intelligenten Wohnumgebungen für uns zum Alltag gehören.
Wie in der zwischenmenschlichen Kommunikation reagieren technischen Hilfsmittel auf Gesten
und Worte. In die Wohnumgebung integrierte Sensoren und zusätzliche Spracherkennung lassen
auch kompliziertere technische Hilfsgeräten intuitiv bedienen.
In verschiedenen Projekten realisieren Forscher des Fraunhofer IGD intelligente Assistenzsysteme,
die Licht, Temperatur und Lüftung dem Verhalten der Bewohner anpassen, die Gesundheit
überwachen und durch Sensoren im Boden Bewegungen registrieren, um ihnen beispielsweise
bei einem Sturz helfen zu können.
drahtlose netzwerke
Um intelligente Umgebungen realisieren zu können, spielen drahtlose Sensornetzwerke
eine wichtige Rolle. Solche selbstorganisierenden Funksensornetzwerke. dienen dazu, Daten
aufzuzeichnen und zu übermitteln. Sie bestehen aus vielen verteilten Elementen, die eigenständig
über ein Netzwerk von Sensorknoten miteinander kommunizieren können. Diese Netzwerke sind
dynamisch und reagieren, wenn ein Sensorknoten ausfällt.
Basierend auf Szenarios aus den Umfeldern Automobil, Energie, Landwirtschaft und Altersfürsorge
formuliert das Fraunhofer IGD und seine Partner Anforderungen an dynamische Sensornetzwerke
und entwickeln dazu die nötigen Protokolle und Software-Technologien. Das Fraunhofer IGD
arbeitet an graphischen Werkzeugen, mit denen sie Sensorverbände konfiguriert und überwacht.
Eine mit intelligenten Objekten
ausgestatte Wohnung benutzt
mitunter Systeme verschiedener
Anbieter. Damit sie alle nahtlos
funktionieren oder modular er-
weitert werden können, benöti-
gen sie genormte Schnittstellen.
In seinem AAL-Labor forscht das
Fraunhofer IGD an einer flexib-
len Plattformlösung. (Bild oben
rechts)
»Ambient Assited Living, kurz AAL, steht für intel l igente Umgebungen, die s ich selbstständig,
proaktiv und situationsspezifisch den Bedürfnissen und Zielen des Benutzers anpassen, um ihn im
täglichen Leben zu unterstützen.«
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AssistenZ im ALLtAg
Bei den Assistenzsystemen ist nicht immer eine klare Trennung zwischen Anwendungen für zu
Hause und unterwegs möglich. Die Übergänge sind oft fließend. Ein großer Teil konzentriert
sich derzeit auf das nahe Wohnumfeld mit in der Umgebung integrierten Sensoren.
Intelligente Wohnzimmer
Das Fraunhofer IGD hat intelligentes Wohnzimmer eingerichtet, um dort unter Laborver-
hältnissen verschiedene Technologien und Szenarien zu testen. Zu den Technologien zählen
halbautomatische Systeme als Assistenten des täglichen Lebens. Szenarien des alltäglichen
Lebens können sein:
n Am Vormittag, nach dem Frühstück, registriert das System ob der Benutzter vergessen hat,
den Herd auszuschalten und erzeugt ein Feedback über Sprache zur Erinnerung.n Am Nachmittag steuert ein Anwender über berührungslose kapazitive Abstandssensoren
und Sprachbefehle die Interaktion mit multimedialen Inhalten, wie die Steuerung einer
Diashow mit intuitiven Gesten.n Am Abend registriert das System indirekt das Schlafverhalten. Das Schlafmonitoring steigert
den Erholungswert des Schlafens.
Multimedia für senioren
Gemeinsam mit anderen Partnern arbeitet das Fraunhofer IGD daran, Multimediaangebote
nahtlos in AAL-Umgebungen zu integrieren. Die Forscher entwickeln seniorengerechte
Lösungen für neue multimediale Geräte, die die Industrie in erster Linie für eine junge und
technikbegeisterte Menschen entwickelt. Das ältere, weniger technikaffine Publikum ist häufig
überfordert, solche Geräte zu bedienen. Es besteht die Gefahr, dass Senioren ausgeschlossen
werden, diese modernen multimedialen Geräte zu nutzen.
Menschen können heute schon
moderne technische Geräte mit-
tels Gesten und Sprache steuern
(Bild oben mitte). Mit Sensoren
ausgestattete Handschuhe kön-
nen Körperfunktionen eines
Menschen überwachen und so
deren Gemütszustand messen.
(Bild oben rechts)
»Intell igente Umgebungen helfen älteren, behinderten und pflegebedürftigen Menschen, selbst-
bestimmt in einer privaten Umgebung zu leben. Das Fraunhofer IGD arbeitet an Standards, damit
solche AssistenzSysteme mit technischen Komponenten unterschiedlicher Anbieter das problemlos
gewährleisten können«
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mobiLe AssistenZ
Neben fest installierten Sensornetzwerken lassen sich heute mit modernen Mobiltelefonen und
Smartphones als mobile Helfer einsetzen. Das Fraunhofer IGD hat ein System entwickelt, das
mittels Sensoren eines Standardhandys die körperliche Aktivität und die Ernährungssituation
genauso einfach messen kann wie das Gewicht. Die intelligente Bewegungserkennung im
Handy erfasst über Beschleunigungssensoren unaufdringlich die körperliche Aktivität eines
Menschen. Sie unterscheidet diese unter anderem nach »Ruhe«, »Laufen« oder »Radfahren«.
Dadurch erhält der Anwender einen Überblick über die eigene Fitness und kann sich direkt
anregen lassen, sich mehr zu bewegen.
emotionen über den handschuh
Ein vom Fraunhofer IGD entwickelter Handschuh erkennt die Emotionen seines Trägers, die
den Gemütszustand eines Menschen ausdrücken. Emotionen äußern sich durch Atmung,
Herzschlagfrequenz und Blutdruck. Der Emotionshandschuh ist in der Lage, solche Prozesse zu
messen. Der vom Handschuh gemessene Zustand kann in einer Notsituation der betroffenen
Person assistieren, um Hilfe über ein mit dem Handschuh kombiniertes Handy zu holen.
Wellness-technologien
Bei Wellness-Technologien setzt das Fraunhofer IGD auf Mobiltelefone. Ausgestattet mit
intelligenter Bewegungserkennung und ergänzt durch weitere Sensortechnologien können
Wellness-Technologien aktuelle Aktivitäten, Wohlbefinden und Aufenthaltsort einer Person
automatisiert ermitteln. Ein Handy sendet die Bewegungsdaten an Familienangehörige und
alarmiert sie bei Tagesanomalien. Es kann einen Sturz frühzeitig registrieren und bereits wäh-
rend des Fallens Präventionsmaßnahmen einleiten. Die Freigabe der Informationen erfolgt dabei
nur mit Einwilligung der Nutzer.
Ob bei der Sturzerkennung zu
Hause (Bild oben) oder der
Messung des Gemütszustandes
unterwegs (Bild links), flexible
und modular erweiterbare Sys-
teme können Personen überall
helfen. Voraussetzung ist, die
benutzten intelligenten Systeme
sind aufeinander abgestimmt.
Dafür sind international stan-
dardisierte Lösungen nötig.
»Forscher des Fraunhofer IGD haben ein System entwickelt, dass die Messung der körperl ichen
Aktivität und der Ernährungssituation genauso einfach macht, wie das Gewicht zu messen. Das
Ganze erfolgt mittels der Sensoren eines Standardhandys.«
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netZwerke soZiAL und Aktiv
Damit vor allem ältere, alleinlebende Familienmitglieder kontinuierlich und intensiv in Kontakt
mit ihren räumlich getrennten Angehörigen bleiben, setzen die Technologien des Fraunhofer
IGD auf Mobiltelefone. Standarddisplays wie digitale Bilderrahmen erlauben es mittlerweile,
auch technisch unversierten Personen auf Wunsch entsprechende Informationen zukommen
zu lassen. So kann beispielsweise der Enkelsohn dem weit entfernten Großvater immer aktuell
mit dem Handy erstellte Fotos direkt auf den mit WLAN ausgestatteten digitalen Bilderrahmen
senden und mit ihm aktiv in Kontakt bleiben.
social software
Gemeinsam mit anderen Partnern untersucht das Fraunhofer IGD, wie moderne Social
Software helfen kann, dass ältere Menschen nicht vereinsamen. Social Software unterstützt
Menschen dabei, miteinander zu kommunizieren und zusammenzuarbeiten. Sie bezieht
Anwender aktiv mit in ein soziales Netzwerk ein. Die Technik soll eine soziale Nähe zu entfernt
wohnenden Familienangehörigen und Freunden schaffen.
soziale netzwerke
Neben technischen Netzwerken spielen auch soziale Netzwerke in der angewandten AAL-
Forschung und Entwicklung eine wichtige Rolle. Das Fraunhofer IGD und seine Forschungspart-
ner verbinden die reale Lebenswelt älterer Bürger mit Elementen virtueller sozialer Netzwerke.
Dabei soll die Lebensfreude der Mitglieder des europaweiten Netzwerkes gefördert und eine
bessere Integration in die Gesellschaft ermöglicht werden. Um dies zu erreichen arbeiten die
Forscher daran, soziale Netzwerkdienste und Aktivitäten bereitzustellen und so das aktive
Leben im höheren Alter zu unterstützen. Die Forscher legen hierbei besonderen Wert darauf,
dass die älteren und oft auch weniger computererfahrenen Endbenutzer sie akzeptieren.
Im Mittelpunkt der Forschung
des Fraunhofer IGD stehen intel-
ligente Umgebungen, die ältere
oder hilfebedürftige Menschen
dabei unterstützen, trotz Ein-
schränkungen selbstbestimmt
und in der vertrauten Wohnung
zu leben und mit Verwandten
und Freunden sozial aktiv zu
bleiben. (Bilder oben und rechts)
»Für die meisten, vor al lem älteren Menschen, die räumlich getrennt von Freunden und Bekannten
leben, ist es schwer, einen kontinuierl ichen Kontakt zu halten. Die Technologien des Fraunhofer
IGD setzen hierfür auf Standardtechnologien.«
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eine ALLiAnZ Für AAL
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In der Fraunhofer-Allianz AAL arbeiten 13 Fraunhofer-Institute gemeinsam an AAL- und Perso-
nal Health-Systemlösungen für Komfort, Sicherheit und Energieeffizienz, Arbeit und Wohnen,
Gesundheit und soziale Vernetzung. Dabei verfolgt die Allianz einen ganzheitlichen Ansatz.
Dieser integriert verschiedene Technologien, Anwendungen und Nutzergruppen. Er bezieht
flankierende Aktivitäten in der Forschungskoordination, Geschäftsmodellentwicklung und
Standardisierung mit ein und ermöglicht modulare Systeme aus interoperablen Komponenten.
AAL steht für intelligente Umgebungen, die sich selbstständig, proaktiv und situationsspezifisch
den Bedürfnissen und Zielen des Benutzers anpassen, um ihn im täglichen Leben zu unterstüt-
zen. Intelligente Umgebungen sollen insbesondere älteren, behinderten und pflegebedürftigen
Menschen ermöglichen, selbstbestimmt in einer privaten Umgebung zu leben.
personal health
Personal Health-Systeme enthalten tragbare und miniaturisierte medizinische Geräte, die speziell
für den diagnostischen und Therapie begleitenden Einsatz im häuslichen oder mobilen Umfeld
konzipiert sind. Personal Health charakterisiert auch den Übergang zu personen-zentrierten,
individualisierten Formen medizinischer Prävention, Diagnostik, Therapie und Pflege.
Ziele
Die Allianz zielt auf einem gemeinsamen Systemkonzept. Es integriert nahtlos und spontan ver-
schiedene Komponenten und (Teil-)Lösungen. Die Forscher entwickeln relevante Technologien
weiter. Dazu gehören die Kommunikationstechnik, Energieversorgung, Sensorik und Aktorik.
Sie arbeiten an innovativen Konzepten für nutzerspezifische Mensch-Technik-Interaktion,
Assistenz und gesundheitliche Betreuung. Die Institute wollen die Nutzerakzeptanz, Usability,
Barrierefreiheit und Zertifizierbarkeit sicherstellen.
www.aal.fraunhofer.de
Systeme für intelligente Umge-
bungen müssen entwickelt und
getestet werden. Das Fraun-
hofer IGD hat dafür eigens ein
AAL-Labor eingerichtet. Mit
seiner Forschung will das Fraun-
hofer IGD die Systeme genau
auf die Bedürfnisse älterer und
hilfebedürftiger Menschen zu-
schneiden. (Bild links und oben)
»Die Institute der Fraunhofer-All ianz Ambient Assisted Living bieten für die gesamte Wertschöp-
fungskette vom privaten Nutzer bis zum professionellen Dienstleister komplette Systemlösungen.
Mit diesen setzen sie eine Vielzahl von Szenarien und Projekten um. Die Institute der All ianz sind
die idealen Partner für Technologieberatung und Auftragsforschung im gesamten AAL- und Perso-
nal Health-Bereich.«
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Computer durchdringen immer mehr das tägliche Leben. Allgegenwärtige Systeme, die sich in
den Alltag des Nutzers integrieren und ihn dabei bei seinen Aktivitäten unterstützen, sind unser
primäres Forschungsgebiet. Das Fraunhofer IGD bietet als Kompetenz- und Technologiepartner
folgende Arbeits- und Themenfelder:
n Ambient Intelligencen Ambient Assisted Livingn Benutzerinteraktion in intelligenten Umgebungenn Standardisierung für verschiedene AAL-Entwicklungen und Assystenzsysteme mit
technischen Komponenten unterschiedlicher Anbieter (universAAL)
Unsere Forschungs- und Entwicklungsprojekte haben direkten Bezug zu aktuellen Problemstel-
lungen in der Wirtschaft.
unsere aaL-angebote und -serviceleistungen
Das Fraunhofer IGD und seine Partner bieten ihren Kunden zahlreiche Serviceleistungen rund
um die Auftragsforschung und setzen diese qualitativ hochwertig für Sie und mit Ihnen um.
n Entwicklung von Technologien für den Aufbau von kohärent agierenden Appliance-
Ensembles.n Entwicklung von Systemkonzeptenn Entwicklung von Hardware- und Software-Komponentenn Entwicklung von fertigen Anwendungen unter Einbeziehung des Nutzersn Beratungs- und Konzeptionsdiensleistungen
wAs wir Für sie Leisten
»Das Fraunhofer IGD ist die weltweit führende Einrichtung für angewandte Forschung im Visual
Computing. Visual Computing ist bi ld- und modellbasierte Informatik. Als Brücke zwischen Grund-
lagenforschung und Industrie bietet das Fraunhofer IGD Forschung und Entwicklung als industrie-
nahe Dienstleistungen an.«
unsere dienstLeistungen
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FraunhoFer-InstItut Für
GraphIsche datenverarbeItunG IGd
Fraunhoferstraße 5
64283 Darmstadt
Telefon: +49 6151 155-0
Fax: +49 6151 155-199
www.igd.fraunhofer.de
abteilung »Interactive Multimedia appliances«
Dr. Reiner Wichert
Sprecher der Fraunhofer-Allianz Ambient Assisted Living
Telefon: +49 6151 155-574
Fax: +49 6151 155-139
ambient assisted Living am standort rostock
Joachim-Jungius-Straße 11
18059 Rostock
Prof. Dr.-Ing. Bodo Urban
Abteilungsleiter »Interactive Document Engineering«
Telefon: +49 381 4024-110
Fax: +49 381 4024-199
www.igd.fraunhofer.de/rostock
»Kontakte sind ein wesentl iches Grundelement der Kommunikation. Persönliche Ansprechpartner
vermitteln mehr Nähe und können detail l iert über technische Einzelheiten und Kooperationsmög-
l ichkeiten informieren. Ausführl iche Gespräche bieten tiefergehende Informationen. Unsere An-
sprechpartner für Sie f inden Sie hier.«
unsere AnsprechpArtner
