Robotik und assistive Neurotechnologien in der Pflege - gesellschaftliche Herausforderungen. Vertiefung des Projekts »Mensch-Maschine-Entgrenzungen«

Seit Jahren steigt die Zahl der Pflegebedürftigen, während es immer schwieriger wird, Pflegekräfte in ausreichender Zahl zu rekrutieren. Angesichts der sich abzeichnenden demografischen Herausforderungen rücken zunehmend die Potenziale der Servicerobotik in den Fokus, um Pflegekräfte entlasten sowie Pflegebedürftige im Alltag unterstützen zu können. Für diverse Aufgaben in der Altenpflege befinden sich entsprechende Prototypen in der Entwicklung und vereinzelt auch bereits im Einsatz. Im TAB-Arbeitsbericht wird sich zum Thema Pflegerobotik mit den gesellschaftlichen Implikationen dieser Entwicklung befasst, wobei ein besonderes Augenmerk auf die Klärung normativer Fragen und die Möglichkeiten zur prospektiven Gestaltung der Technikentwicklung gelegt wird. Der TAB-Arbeitsbericht zeigt den technischen Entwicklungsstand auf und führt die konkreten Anwendungsfelder von Robotern in der Pflege an. Anhand konkreter Beispiele werden die Anforderungen an eine Technikentwicklung aufgezeigt, die sich stärker an den Bedürfnissen Pflegebedürftiger und der sie Pflegenden orientiert. Grundsätzliche Fragen stellen sich hinsichtlich der gesellschaftlichen Wünschbarkeit eines verbreiteten Robotereinsatzes, vor allem angesichts der zentralen Bedeutung der zwischenmenschlichen Interaktion für die Pflegearbeit. Die daraus resultierenden normativen Fragen werden im TAB-Arbeitsbericht sowohl aus pflegewissenschaftlicher, ethischer wie rechtlicher Sicht beleuchtet. Ein wichtiges Fazit: Die Gestaltung guter Pflege ist letztlich eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe. Inhalt Zusammenfassung 9 I. Einleitung 31 II. Pflege und Pflegeversicherung im demografischen Wandel: ein Überblick 37 1. Organisation und Struktur des deutschen Pflegesystems 37 2. Demografische Herausforderungen: Zahlen und Prognosen 42 2.1 Steigender Pflegebedarf 43 2.2 Fachkräftemangel 46 3. Mit Robotern gegen den Pflegenotstand? Diskursive sowie sozialrechtliche Rahmenbedingungen 49 3.1 Leistungsrechtliche Ebene 51 3.2 Berufsrechtliche Ebene 54 4. Fazit 56 III. Roboter in der Pflege: Anwendungsfelder und Entwicklungsstand 59 1. Übersicht über Anwendungsbereiche und Anwendungen 61 1.1 Assistenzroboter zur physischen Alltagsunterstützung 62 1.2 Soziale Roboter 72 1.3 Mobilitätsunterstützende Roboter 79 2. Exkurs: neurotechnologische Anschlussperspektiven autonomer Assistenzsysteme in der Pflege 87 3. Fazit 89 IV. Normative Aspekte 93 1. Was ist gute Pflege? Pflegewissenschaftliche Bestimmungen 94 1.1 Der Pflegeprozess als zentrales Handlungsmodell des Pflegeberufs 95 1.2 Pflegewissenschaftliche Perspektiven: zur Handlungslogik professioneller Pflege 97 2. Die ethische Debatte 102 2.1 Zentrale ethische Bewertungsdimensionen: Autonomie und Wohlergehen 103 2.2 Potenziale und Grenzen robotischer Pflegesysteme aus ethischer Sicht 107 3. Fazit 118 V. Rechtliche Rahmenbedingungen: Sicherheit, Haftung, Datenschutz 123 1. Sicherheit 124 1.1 Gesetzliche Zulassungsvorschriften 124 1.2 Relevante Normen 128 1.3 Betriebliche Sicherheitsüberprüfungen 129 2. Zivilrechtliche Haftung 130 2.1 Schadensersatzpflichten der Betreiber 131 2.2 Schadensersatzpflichten der Hersteller 132 2.3 Gefährdungshaftung als Ausweg? 134 3. Datenschutz 136 3.1 Rechtmäßigkeit der Verarbeitung personenbezogener Daten durch Roboter 138 3.2 Instrumente zur datenschutzrechtlichen Regulierung der Technikgestaltung 145 4. Fazit 148 VI. Von der Produktvision zum Serienprodukt: Wege einer verantwortungsvollen Forschungsund Entwicklungspraxis 151 1. Von Technology-Push zu Demand-Pull: Nutzerbedarfe und Wirtschaftlichkeit im Fokus 152 2. Fallstudien zur Forschungs- und Entwicklungspraxis: intelligenter Pflegewagen und multifunktionaler Personenlifter 161 2.1 Projekte und Entwicklungsschritte 162 2.2 Elemente einer bedarfsorientierten Technikentwicklung: Erfahrungen und Beispiele aus der Praxis 173 3. Ziele und Struktur der deutschen Forschungsförderung 187 4. Fazit 194 VII. Resümee und Handlungsfelder 197 1. Resümee 197 2. Handlungsfelder 202 2.1 Forschung, Entwicklung und Innovation 203 2.2 Rechtliche und sozioökonomische Rahmenbedingungen der Technikanwendung 209 2.3 Regulierungsfragen: Sicherheit, Haftung, Datenschutz 212 2.4 Öffentliche und politische Debatte 214 Literatur 217 1. In Auftrag gegebene Gutachten und Horizon-Scannings 217 2. Weitere Literatur 217 Anhang 233 1. Abbildungen 233 2. Kästen 234 3. Abkürzungen 23

Zukunft der Arbeit in Industrie 4.0

Industrial and Production Engineering; Robotics and Automation; Engineering Economics, Organization, Logistics, Marketing; Manufacturing, Machines, Tools; Information Systems Applications (incl. Internet

Künstliche Intelligenz

Dieses Buch ist eine Open-Access-Publikation unter einer CC BY 4.0 Lizenz. Künstliche Intelligenz (KI) klingt in aktuellen Debatten oft abstrakt und alltagsfremd. Doch die meisten Internetnutzerinnern und -nutzer sind bereits täglich mit ihr konfrontiert – wenn auch unbewusst: sei es bei der Sprachsteuerung des Smartphones, bei Kaufempfehlungen im Online-Shop oder bei der Abfrage von auf Webseiten häufig gestellten Fragen (Frequently Asked Questions, FAQ). KI ist ein Teilaspekt der Digitalisierung, der als Schlagwort immer häufiger in den Medien auftaucht. Das aktuell große Interesse liegt darin begründet, dass es in den vergangenen Jahren verschiedene technologische Fortschritte gab, welche die Nutzung der KI nun auf andere Ebenen heben. Mit diesem Themenband des Instituts für Innovation und Technik (iit) „Künstliche Intelligenz“ erhalten Leserinnen und Leser einen schlaglichtartigen Einblick in die KI hinsichtlich ihrer Technologien, aktuellen und potenziellen Anwendungen sowie Auswirkungen auf die Gesellschaft

Acceptance of nursing robots: analysis of a concept for the ill and elderly care in Germany

Das Hauptinteresse dieser empirischen Arbeit gilt den unterschiedlichen Gestaltungsansätzen sowie den in Frage kommenden Einsatzbereichen von Pflegerobotern. Dabei begründen die Theorie vier Konzepte: das Uncanny-Valley-Effekt von Masahiro Mori (1970), die Passungshypothese von Goetz (2003) sowie die Theorien zum Anthropomorphismus und Animismus. Methodisch angewendet werden ein Leitfadeninterview und eine interaktive online-Datenerhebung. Die Ergebnisse zeigen, dass beinahe die Hälfte der Befragten (N = 343, durchschnittliches Alter 41 Jahre, männlich 42,3 %, weiblich 57,7 %, Universitätsabschluss 63,8 %) einen unterstützenden Einsatz von vorrangig maschinenähnlichen Pflegerobotern bei Aufgaben ohne Körperkontakt befürwortet. Darüber hinaus wird eine menschenähnliche Gestaltung in den Bereichen Kopf und Hand in der Gesamtfarbgebung Weiß bevorzugt. Die Auswertung ergibt eine dreistufige Akzeptanzpyramide, welche durch die Befragten als Wichtigstes die 'prognostizierten Folgen' des zukünftigen Einsatzes, gefolgt von der 'Gestaltung' und den persönlichen Variablen identifiziert.The main interests of this empirical work are the different design approaches and the candidate application areas of nursing robots. Thereby four concepts justify the theory: the Uncanny Valley effect by Masahiro Mori (1970), the fit hypothesis of Goetz (2003) and the theories of anthropomorphism and animism. Methodically are used a guided interview and an interactive online data acquisition. The results show that almost half of the respondents (N = 343, mean age 41 years, 42.3% male, 57.7% female, 63.8% university degree) endorses a supporting use of primarily machine-like nurse robots for tasks without body contact. In addition, a human-like design in the areas of head and hand with a colouring of white is preferred. The evaluation reveals a three-stage acceptance pyramid, which identifies by the respondents as the most important the 'prognosticated consequences' of future use, followed by the 'design' and personal variables

Annals of Scientific Society for Assembly, Handling and Industrial Robotics 2021

This Open Access proceedings presents a good overview of the current research landscape of assembly, handling and industrial robotics. The objective of MHI Colloquium is the successful networking at both academic and management level. Thereby, the colloquium focuses an academic exchange at a high level in order to distribute the obtained research results, to determine synergy effects and trends, to connect the actors in person and in conclusion, to strengthen the research field as well as the MHI community. In addition, there is the possibility to become acquatined with the organizing institute. Primary audience is formed by members of the scientific society for assembly, handling and industrial robotics (WGMHI)

Wissenschaftliche Auswertung über Theorien und Instrumente für ein Inklusives Wachstum in Deutschland

Vor dem Hintergrund von Digitalisierung und Industrie 4.0 ändert sich die Arbeitswelt umfassend. Dabei ist die Entwicklung nicht nur von Fragen der potenziellen Substituierbarkeit des Menschen durch technische Systeme geprägt, sondern auch von den Möglichkeiten einer immer engeren Kooperation zwischen Mensch und Maschine, mit dem Ziel, die herausragenden Fähigkeiten des Menschen mit den besonderen Eigenschaften von Maschinen als "Bestes aus zwei Welten" zu vereinen. Dazu gehört auch, dass der Mensch von den technischen Systemen eine Unterstützung erfährt, die im Idealfall genau seinen Fähigkeiten und Bedürfnissen sowie den Anforderungen des Arbeitskontextes entspricht. Um diesen Anspruch zu erfüllen, werden seit einigen Jahren vermehrt digitale Assistenzsysteme in der betrieblichen Praxis eingesetzt. Der weitaus prominenteste Anwendungsfall sind Systeme zur Werkerführung (pick-by-light und verwandte), die etwa in der variantenreichen Fertigung eingesetzt werden. Darüber hinaus ist zu erwarten, dass aufgrund der fortschreitenden technologischen Entwicklung insbesondere kognitiv unterstützende Funktionen zukünftig nicht mehr an spezielle Geräte gebunden sein werden, sondern sich die Assistenz in Form einer umfassenden Software-Integration und eines gemeinsamen Datenraumes auf nahezu jedem technischen Gerät realisieren wird - ganz gleich, ob es eine Werkzeugmaschine oder ein Smartphone ist. Um den Entwicklungsstand von digitalen Assistenzsystemen zu beschreiben und ihren Beitrag im Hinblick auf Inklusion/Diversity, Gesunderhaltung und Arbeitsqualität abzuschätzen, wurde in der vorliegenden Studie ein Klassifikationsschema gemäß Art der Unterstützung (physisch, sensorisch, kognitiv), Anforderungsniveau (niedrig, mittel, hoch, variabel) und Zielsetzung der Unterstützung (kompensatorisch, erhaltend, erweiternd) entwickelt Aufbauend darauf werden die Potenziale von digitalen Assistenzsystemen anhand von 16 Praxisbeispielen veranschaulicht und in einer Gesamtbetrachtung die Erfolgsfaktoren für eine betriebliche Umsetzung diskutiert. Abschließend werden Gestaltungsoptionen für die Politik aufgezeigt, um bei einer weiteren Verbreitung von digitalen Assistenzsystemen im Betrieb die Potenziale für eine verbesserte Teilhabe, höhere Arbeitsqualität und gesünderes Arbeiten zu heben und zur Etablierung eines Leitmarktes für gute digital assistierte Arbeit in Deutschland beizutragen.Against the background of digitalization and industry 4.0, the world of work changes comprehensively. The development is characterised not only by questions of the potential substitutability of humans by technical systems, but also by the possibilities of an ever closer cooperation between man and machine, with the aim of combining the outstanding abilities of man with the special characteristics of machines as "best from two worlds". This also means that the human being is supported by technical systems, which, in an ideal situation, exactly match his abilities and needs, as well as the requirements of the working context. In order to meet this demand, digital assistance systems have been increasingly used in the last years. The most prominent applications are systems for worker guidance (pick-by-light and related), which are used, for example, in multi-variant assembly. Moreover, it is to be expected that, due to the ongoing technological development, especially cognitive support functions will no longer be bound to specific devices in the future, but that the assistance will be realised by means of comprehensive software integration and a common data space on almost every technical device, independent of whether it is a machine tool or a smartphone. To describe the stage of development for digital assistance systems and assess their contribution to inclusion/diversity, health and work quality, a classification scheme was developed in the present study according to type of support (physical, sensory, cognitive), degree of support (low, medium, high, variable) and objective of support (compensatory, sustaining, expanding) and Building on this, the potentials of digital assistance systems are illustrated by 16 practical examples and success factors for the operational implementation are discussed. Finally, policy measure to unlock potentials for more participation, higher quality of work and healthier work in the course of a further diffusion of digital assistance systems in businesses and to support the establishment of a lead market in Germany for good digitally assisted work are presented

Annals of Scientific Society for Assembly, Handling and Industrial Robotics 2021

This Open Access proceedings presents a good overview of the current research landscape of assembly, handling and industrial robotics. The objective of MHI Colloquium is the successful networking at both academic and management level. Thereby, the colloquium focuses an academic exchange at a high level in order to distribute the obtained research results, to determine synergy effects and trends, to connect the actors in person and in conclusion, to strengthen the research field as well as the MHI community. In addition, there is the possibility to become acquatined with the organizing institute. Primary audience is formed by members of the scientific society for assembly, handling and industrial robotics (WGMHI)

Digitalisierung souverän gestalten II

Dieses Buch ist eine Open-Access-Publikation unter einer CC BY 4.0 Lizenz. Unter dem Titel „Digitalisierung souverän gestalten“ wirft der zweite Themenband des Instituts für Innovation und Technik (iit) einen schlaglichtartigen Blick auf die Transformation von digitalen Wertschöpfungsnetzwerken und deren Potenziale. In insgesamt elf Beiträgen beleuchten Expert:innen aus verschiedenen Disziplinen Ansätze hybrider und humanzentrierter künstlicher Intelligenz (KI), praxisnahe Konzepte für eine zielgerichtete Kompetenzentwicklung in Betrieben sowie digitale Innovationen im Werkzeug- und Formenbau. Neben zahlreichen Use Cases werden dabei auch Antworten auf juristische Fragen zur Regulierung und Zertifizierung von KI gegeben