Transportroboter nimmt dem Pflegepersonal viel Arbeit ab

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Das Fraunhofer IPA hat einen neuen, flexiblen Transportroboter entwickelt, der speziell die Bedarfe von Einrichtungen wie zum Beispiel Krankenhäusern oder Pflegeheimen adressiert.

Transport- und Logistikaufgaben gehören in Einrichtungen des Gesundheitswesens zum Arbeitsalltag, binden aber Zeit, die dem Personal für die Pflegetätigkeiten fehlt. Zwar werden bereits heute in vielen großen Kliniken fahrerlose Transportfahrzeuge eingesetzt, allerdings sind diese nur in separaten Versorgungstrakten nutzbar. Inzwischen gibt es auch erste Serviceroboter, die sich unter Menschen bewegen und so den Transport innerhalb einer Station oder eines Wohnbereichs unterstützen können. Die größeren dieser Roboter, die für das Tragen von Containern gedacht sind, haben jedoch 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-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) entwickelte Transportroboter schließt diese Lücke.

Wendiger und sicherer Transportroboter als Unterfahrschlepper

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. 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. Insgesamt ermöglichen die Bewegungen des Roboters einen intuitiven Umgang mit ihm, weil er sich ähnlich dem Menschen auch seitwärts bewegen kann“, ergänzt Jacobs.

Hindernisse werden unter der Last hindurch detektiert

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.

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 muss gegeben sein. Ein einzelner Roboter genügt, um beispielsweise den Wäschetransport für ein komplettes Pflegeheim zu automatisieren. Wenn Zeit ist, kann der Roboter weitere Transportdienste für Medikamente, Verbandsmaterial und mehr 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

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 wurden die Kosten einer Hauswirtschaftskraft herangezogen, die lediglich die genannten Transporte durchführt. Diese verbringt derzeit täglich mehrere Arbeitsstunden mit dem Transport von Schmutzwäsche von allen Wohnbereichen zu einem Lagerbereich im Keller. Hinzu kommt das Verteilen von Frischwäsche auf die Wohnbereiche.

„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 Dr. Marija Radic, Abteilungsleiterin am Fraunhofer IMW. In diesem Szenario arbeitet der Roboter inklusive Ladevorgängen rund um die Uhr.

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