Forschung Transportroboter entlastet Pflege und Hauswirtschaft

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Das Fraunhofer IPA hat einen flexiblen Transportroboter entwickelt, der speziell die Bedarfe von Einrichtungen des Gesundheitswesens adressiert. Die Forschenden erklären, wie Wäsche, Medikamente oder Verbandsmaterial automatisiert transportiert werden können – und das wirtschaftlich.

Transportroboter Fraunhofer IPA
Der entwickelte Transportroboter kann unter diverse Handwagen fahren, diese aufnehmen und zum vorgegebenen Ziel bringen. – © Fraunhofer IPA/Rainer Bez

Transport- und Logistikaufgaben gehören in Einrichtungen des Gesundheitswesens zum Arbeitsalltag, binden aber Zeit, die dem Personal für Pflegetätigkeiten fehlt. Größere Roboter, die für das Tragen von Containern gedacht sind, haben oft Schwierigkeiten, in den engen Krankenhausfluren sicher und zuverlässig zum Ziel zu kommen. Kleinere Roboter erlauben dagegen nur den Transport von wenigen Einzelartikeln und bieten somit nur eine begrenzte Entlastung. Der vom Fraunhofer-Projekt „MobDi – Mobile Desinfektion“ geförderte und vom Wissenschaftler Theo Jacobs am Fraunhofer IPA entwickelte Transportroboter soll diese Lücke schließen. Als Unterfahrschlepper konstruiert, kann der Roboter mit seinem Fahrgestell unter verschiedene Pflegewagen oder Container fahren, diese anheben und autonom bis zu dem Patienten- oder Bewohnerzimmer bringen, in dem die Inhalte benötigt werden.

Sicherer, flexibler und wendiger Transportroboter

Im Gegensatz zu anderen Transportrobotern setzt das neue Gerät auf einen omnidirektionalen Antrieb mit speziellem Fahrwerk, mit dem sich der Roboter auch seitwärts bewegen kann. „Das ist wichtig, um eine schnellere Aufnahme von Lasten und das gefahrlose und zugleich zielgerichtete Fahren in engen oder voll gestellten Umgebungen zu ermöglichen“, erklärt Jacobs. „Außerdem ist das Fahrgestell in Länge und Breite variabel. So kann der Roboter Handwagen und Container verschiedener Größe und mit unterschiedlichen Radständen transportieren und braucht nur wenig Platz.“

Damit der Roboter an Orten fahren kann, an denen sich nicht eingewiesene Personen aufhalten, ist er mit umfangreicher 360-Grad-Sicherheitssensorik ausgestattet, die Hindernisse auch nach hinten unter der Last hindurch detektiert. Kameras und Algorithmen der Bildverarbeitung erkennen aufzunehmende Wagen und ermitteln automatisch die notwendige Bewegung zum Andocken und Anheben der Last. Der Roboter muss vorab nur die ungefähre Position eines Wagens kennen, den er abholen soll.

Routinetransporte oder spontane Einsätze möglich

Transportroboter Pflegekraft ruft mobil
Pflegekräfte können den Transportroboter z.B. mit ihrem Smartphone an den gewünschten Einsatzort bestellen. – © Fraunhofer IPA/Rainer Bez

Wichtiges Ziel war, dass der Transportroboter die bereits jetzt in Einrichtungen vorhandenen Handwagen transportieren kann, ohne dass diese aufwendig umgerüstet werden müssen. Lediglich eine gewisse Bodenfreiheit zum Unterfahren des Wagens müsse gegeben sein, erklärt das Fraunhofer IPA. Ein einzelner Roboter genüge, um beispielsweise den Wäschetransport für ein komplettes Pflegeheim zu automatisieren. Außerdem kann der Roboter weitere Transportdienste für Medikamente oder Verbandsmaterial übernehmen. Zeitgesteuert können Routinetransporte ausgeführt oder spontan über ein Tablet oder Smartphone angefordert werden. „Je nach Anwendungsszenario und Integration in etablierte Abläufe in den Einrichtungen ist der Wagen für die reguläre Patientenversorgung oder für den spontanen Einsatz oder Springerdienst nutzbar“, erläutert Jacobs die Einsatzmöglichkeiten.

Analyse der Wirtschaftlichkeit am Beispiel der Hauswirtschaft

Ein Forschendenteam des Fraunhofer-Zentrums für Internationales Management und Wissensökonomie IMW unter Leitung von Dr. Marija Radic untersuchte die Wirtschaftlichkeit des Roboters auf Basis einer Lebenszykluskostenrechnung. Diese umfasst alle Kosten, die auf den gemessenen und zukünftig erreichbaren Leistungsdaten und den Kosten des Roboters von der Anschaffung bis zur Entsorgung anfallen. Als Vergleichswert zog das Team die Kosten einer Hauswirtschaftskraft heran, die die genannten Transporte durchführt. Diese verbringe derzeit täglich mehrere Arbeitsstunden mit dem Transport von Schmutzwäsche von allen Wohnbereichen zu einem Lagerbereich im Keller. Hinzu komme das Verteilen von Frischwäsche auf die Wohnbereiche, erläutert das Fraunhofer IMW. „Übernimmt ein Roboter den gesamten Transport der Schmutz- und Frischwäsche, kann er bereits bei einer Abschreibungsdauer von drei Jahren wirtschaftlich eingesetzt werden. Die Wirtschaftlichkeit lässt sich noch deutlich steigern, wenn der Roboter weitere Transportdienste übernimmt“, erläutert Radic. In diesem Szenario arbeitet der Roboter inklusive Ladevorgängen rund um die Uhr.

Praktische Testphase startet in Kürze

Der neu entwickelte Transportroboter soll in den nächsten Monaten in Pflegeeinrichtungen getestet und die Technik anhand der dort gewonnenen Erkenntnisse entsprechend weiterentwickelt und optimiert werden.