Upload
hai-ninh-nguyen
View
235
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
This is a design concept for a futuristic wheelchair which can communicate with the environment. In times of information technology it can create new branch of industries.
Citation preview
1
Sonderentwurf zum Thema Ambient Assisted Living und demografischer Wandel
Lehrstuhl für Baurealisierung und Baurobotik Prof. Prof. h. c./SRSTU Dr.-Ing./Univ.Tokio Thomas Bock Student | Hai Ninh Nguyen
2
„Der vernünftige Mensch paßt sich der Welt an. Der unvernünftige Mensch besteht darauf, daß sich die Welt nach ihm zu richten hat. Deshalb hängt jeder Fortschritt von dem unvernünftigen Menschen ab.“
George Bernard Shaw (1856-1950), ir. Schriftsteller
3 3
Inhaltsverzeichnis
Phase I - Resarch und Konzept
Einführung - Hintergrund Demografischer Wandel ................................................ 5
Konzept - Ideensammlung für erste Ansätze ....................................................11
Design - Erste Designkonzeptionen ................................................................14
Phase II - Weiterführung des Designs
Experiment - Analyse gewohnter Lebensumgebungen ..........................................19
State of the Art / Mock-Up Model - Experimentelles Modell ................................................................... 24
Final Design - Zusammenfließen von allen Ergebnissen in ein finales Design ....... 27
5
Die derzeitige Weltbevölkerung umfasst rund
6.95 Milliarden Menschen. Da die UNO im
Zeitraum bis 2015 mit einem Bevölkerungs-
wachstum von rund 79 Millionen Menschen
pro Jahr rechnet, wird die Sieben-Milliarden-
Marke voraussichtlich Mitte des Jahres 2011
erreicht sein. Bis zum Jahre 2025 erwartet die
UNO, dass die 8 Milliarden Marke bei mittle-
rer Projektion überschritten wird und bis zum
Jahre 2050 sollen bereits 9,2 Milliarden Men-
schen auf der Erde leben.
Der überwiegende Anteil des Bevölkerungs-
wachstums findet derzeit in den Entwicklungs-
ländern bzw. in den wenig entwickelten und
ärmeren Staaten der Welt statt, da aufgrund
unzureichender Verhütung die Fertilitätsrate
bis auf 6,9 (Uganda) steigen kann, während
der Durchschnitt in Europa 1,4 beträgt. In eini-
gen höher entwickelten Ländern – insbeson-
dere den meisten ehemaligen Ostblock-Staa-
ten – nimmt die Bevölkerung dagegen ab.
Global gesehen hat sich das Welt-
bevölkerungswachstum verlangsamt
und seit Ende der 1960er Jahre nimmt
das Wachstum prozentual sogar ab
(2,1 % -> 1,15 %). Gab es Ende der
1980er Jahre noch einen jährlichen
Zuwachs von 87 Millionen Menschen,
sind es derzeit nur noch 79 Millionen.
Das Durchschnittsalter der Weltbevölkerung
im Jahr 2004 betrug gemäß WHO 27,6 Jah-
re und wird nach UNO-Angaben bis zum Jahr
2050 voraussichtlich auf 38,1 Jahre steigen.
Die UNO erwartet bis zum Jahr 2050 einen
weltweiten Zuwachs bei den Über-60-Jäh-
rigen von jetzt gut 10 % auf dann knapp
22 % bei gleichzeitigem Rückgang des Be-
völkerungsanteils der Kinder bis 15 Jah-
re von jetzt knapp 30 % auf knapp 20 %.
Weltbevölkerungsentwicklung und demografischer Wandel
6
Der demografische Wandel schrei-
tet immer schneller voran und die al-
ternde Gesellschaften führt weltweit
zu grundlegenden gesellschaftlichen
Umbrüchen. Ein deutliches Bild zeigt
sich vor allem in den Industrielän-
dern , wo die Geburtenrate rückläu-
fig ist, wohingegen die Sterberate steigt.
In Deutschland zeigt sich folgen-
des Bild. Die Bevölkerung in Deutsch-
land nimmt kontinuierlich ab.
Dies hängt vor allem damit zusammen,
dass seit den 70er Jahren die Ster-
berate höher ist, als die Geburtenrate.
Auch verschiebt sich die Alterspyramide im-
mer mehr nach oben, was bedeutet, dass
der Anteil älterer Menschen gegenüber dem
Anteil Jüngerer steigt was wiederum für
ein Ungleichgewicht sorgt und somit gro-
ße Auswirkungen auf unser Gesundheits-
system und Rentensystem zur Folge hat.
Doch nicht nur Deutschland ist vom star-
ken demografischen Wandel betroffen.
Die japanische Gesellschaft sieht sich ähn-
lichen demografischen Herausforderungen
gegenüber wie andere Industrieländer. Doch
der Anteil älterer Bürgerinnen und Bürger hat
in Nippon bereits jetzt Rekordzahlen erreicht.
Insgesamt gibt es 127 Millionen Japane-
rinnen und Japaner. Inzwischen ist mehr
als jeder Fünfte von ihnen 65 oder älter.
Das ist nicht nur in Asien, son-
dern für alle entwickelten Industrie-
staaten weltweit ein neuer Rekord.
Die höchste Lebenserwartung und
eine der geringsten Geburtenraten der
Welt sorgen weiterhin für eine beson-
ders rasche Alterung der Bevölkerung.
7
Mehr als 50 Prozent der Japanerinnen und
Japaner leben in den drei riesigen städtischen
Ballungszentren Tokio, Osaka und Nagoya.
Während Japans Bevölkerung insgesamt
schrumpft, gibt es immer mehr Städter. Tra-
ditionell schied man in Japan mit 60 aus dem
Erwerbsleben aus. Bedingt durch die Über-
alterung der Gesellschaft hat die japanische
Regierung das Rentenalter nun auf 65 her-
aufgesetzt und die Rentenleistungen gekürzt.
Viele japanische Arbeitnehmerin-
nen und Arbeitnehmer arbeiten aber
schon heute sehr viel länger als bis 65.
Japanische Frauen bekommen immer spä-
ter und insgesamt weniger Kinder. Das liegt
am durchschnittlichen Heiratsalter, das sich
nach hinten verschoben hat, aber auch an
vielen anderen Faktoren. Beruf und Familie
sind oft nur schwer miteinander vereinbar.
Mit dem Ergebnis, dass nirgendwo sonst
auf der Welt der Bevölkerungsanteil der un-
ter 15-Jährigen so niedrig ist wie in Japan.
8
Deutschland und Japan sind nur zwei Länder
von Vielen in denen der demografische Wan-
del so weit fortgeschritten ist. Doch sind bei-
de auch sehr gute Bespiele um zu schauen,
welche Ansätze entwickelt werden können
um bestimmte Probleme zu bewältigen. Der
größte Vorteil hochentwickelter Länder ist,
dass diese mehr Geld für Forschungszwe-
cke und Entwicklungen investieren können.
Der demografische Wandel bietet nicht nur
Nachteile. Durch neue zur Verfügung gestellte
Technologien kann man sich die Nachteile zu
Eigen machen und in manchen Fällen sogar
Vorteile daraus entwickeln, sodass durch
Innovationen neue Märkte erschlossen und
Wertschöpfungsketten aufgebaut werden kön-
nen. Neue kreative Lösungsansätze können in
andere Ländern exportiert werden. Somit könn-
ten neue Wirtschaftszweige aufgebaut werden.
Technologie und Innovationen
Computer gibt es seit Jahrzehnten, doch sind
die heutigen effizienter und leistungsfähiger
als je zu vor. Während Computer damals platz-
mäßig noch ganze Räume eingenommen ha-
ben, können heutige Microchips beispielswei-
se schon in winzige Stifte eingebaut werden.
Dies ermöglicht uns heutzutage Sensoren
und feinste Elektronik in unsere Umwelt zu
integrieren um somit unser Leben stark zu
vereinfachen. Vor allem geht es hierbei um
die Unterstützung von älteren Menschen.
In Zukunft müssen Lebensumgebungen ge-
schaffen werden, um den älteren Menschen das
Leben alleine zu ermöglichen. Viele Menschen
möchten im höheren Alter nicht in ein Senio-
renheim gesteckt werden denn im Altersheim
fühlen sich die meisten schlechter als vorher
und man vermnindert eher die Lebensqualität,
als das man sie steigert. Auch kommt es durch
den demografischen Wandel früher oder spä-
ter zu einer Überfüllung von Altersheimen.
Um dem entgegen zu wirken brauchen wir neue
Konzepte und Technologien um den älteren
Menschen ein autarkes Leben zu ermöglichen.
Es geht dabei nicht darum dem Men-
schen bei der Hand zu packen und ihm
Technologien zur Verfügung zu stel-
len, die ihm die ganze Arbeit abnehmen.
Es geht vielmehr darum ihm Assistenz-
technologien zur Verfügung zu stellen,
die ihm bei seinen täglichen Aktivitä-
ten helfen und ihm die Arbeit erleichtern.
Damit die Menschen mit den Technologien zu-
sammenarbeiten können , steht die Akzeptanz
an erster Stelle. Was nützt einem der hoch-
entwickelteste Roboter, wenn der Mensch
sich nicht damit bereit erklärt damit zu leben ?
Die Assistenzsysteme müssen also
so unaufdringlich sein wie möglich.
9
Genau hier besteht die Schwierigkeit.
Diverse Fachgebiete müs-
sen hier Hand in Hand kooperieren.
Designer, Architekten, Elektrotechniker, In-
formatiker und viele mehr, müssen hier eng
zusammen arbeiten um optimale Lösun-
gen zu entwickeln und anbieten zu können.
Im Jahre 2010 wurde eine einzigartige Techno-
logie der Firma Microsoft vorgstellt, die immen-
ses Potenzial verbirgt. Kinect wurde in Zusam-
menarbeit von Microsoft mit der israelischen
Firma Primesense entwickelt. Dabei handelt es
sich um eine spezielle Kamera die Menschen
im 3 dimensionalen Raum erfassen kann.
Kinect ist zunächst für die Xbox 360 Spielekon-
sole erhältlich. Die Spieler verfügen nun nicht
mehr über einen konventionellen Controller,
mit dem sie ihre Spielfigur steuern können,
sondern benutzen jetzt selber den eigenen
Körper zur Steuerung. Dies ermöglicht eine
völlig neue Mensch-Maschine-Interaktion.
Die Kamera kann jedoch nicht nur Bewegun-
gen erkennen, sondern auch gesprochene
Befehle umsetzen. Die Kamera beherbergt in
der Front einen Tiefensensor, eine RGB Kame-
ra sowie ein Multi-Array Microphone. Der Tie-
fensensor besteht aus einem Infrarot Projektor
und einer Infrarot Kamera. Um ein räumliches
Bild des Raums zu generieren werden vom
Projektor Infrarot Lichter ausgestrahlt. Diese
treffen auf vorhandene Objekte im Raum und
werden dabei zurückgeworfen. Die Zeit, die
dabei vergeht bis ein Licht vom Projektor aus-
gestrahlt wird und wieder zurücktrifft, dient
zur Ermittlung der Raumgeometrie und somit
können Bewegungen im Raum identifiziert
werden. Die RGB Kamera zerlegt das Bild in
die Farben Rot, Grün und Blau. In Kombina-
tion mit dem Tiefensensor kann dabei unter
anderem das Gesicht des Menschen erkannt
werden und seine genaue Position im Raum
ermittelt werden. Das Multi-Array-Micropho-
ne besteht aus 4 kleineren Microphonen.
Dadurch, dass es mehrere an der Zahl
sind, können Umgebungsgeräusche he-
rausgefiltert und unterdrückt werden.
Wenn man die Technologie von Kinect auf an-
dere Anwendungsgebiete erweitert, so kön-
nen neue ungeahnte Möglichkeiten entstehen
unsere Umgebung Intelligenter zu gestallten.
So könnte beispielsweise die Kamera genutzt
werden um bei schweren Stürzen von allein
lebenden Menschen den Notarzt zu rufen.
Auch eine Gesichts- und Stim-
menerkennung könnte sich als sehr
nützlich erweisen. So könnte man sich ein
Szenario vorstellen, wo die Bewohner einer
Wohnung beim Betreten erkannt werden und
dementsprechend die Benutzerprofile gela-
den werden können: Die richtige Zimmertem-
peratur wird eingestellt, es wird Musik abge-
spielt, der Computer wird hochgefahren, etc.
Da Kinect sich zurzeit noch in einem sehr
frühen Entwicklungsstadium befindet ,
gibt es noch zahlreiche Fehler oder Ver-
besserungsmöglichkeiten. Der Sichtwin-
kel und die Sichtweite der Kamera ist zum
Beispiel noch sehr stark eingeschränkt.
Sollte eine Person bewusstlos in einem to-
ten Winkel liegen, so kann kein Notarzt ver-
10
ständigt werden. Auch ist die Auslösung
der Kamera zu gering. Gesichtszüge könn-
ten falsch erkannt und interpretiert werden.
Doch trotz dieser Fehler beherbergt die-
se Technologie in meiner Sicht ein großes
Potenzial. Sie kann problemlos in Wän-
de integriert oder nachträglich eingebaut
werden und passt sich der Umgebung an.
Tiefensensor RGB Kamera
Multi Array Miic
11
Konzeptansätze
In Zukunft bekommt barrierefreies Bauen eine
immer größere Bedeutung. Vor allem im Bereich
des Ambient - Assisted - Living (AAL) mit intelli-
genten Umgebungen ist es unverzichtbar. Ältere
Menschen werden in Zukunft immer länger in ih-
ren eigenen vier Wänden wohnen bleiben wollen.
So muss die Umgebung flexibel ge-
staltet werden um den zukünftigen
Bedürfnissen gerecht zu werden.
Die architektonische Grundidee ist, dass unnö-
tige Wände eliminiert werden um den Raum grö-
ßer wirken zu lassen und evtl. vorhandene Bar-
rieren verschwinden zu lassen. Alle wichtigen
Funktionen die zur Befriedigung der Grundbe-
dürfnisse, wie Kochen/Essen, Hygiene, Schla-
fen und Anziehen, benötigt werden, werden in
einem Funktionskern untergebracht. Durch die-
se Komprimierung der Funktionen auf kleinem
Raum werden auch gleichzeitig lange Laufwe-
ge vermieden. „Cell“ wird dieser Kern genannt
und soll in kommende Bauten integriert werden.
Das System ist ähnlich dem der aktuellen Mo-
bilfunkanbieter. Das Grundmodul mit der Woh-
nung und den entsprechenden Schnittstellen
wird vom Bauherr angeboten und verschie-
dene Firmen können ihre Produkte durch die
Schnittstellen für den „Cell“ anbieten. Dadurch
kann sich jeder seinen eigenen „Cell“ zu-
sammenstellen. Das Prinzip ist ähnlich dem
der aktuellen Smartphones deren „Apps“.
Architektonisches Konzept
Alle Basic Funktionen integriert im Kern
Verzicht auf unnötige Wände in der Wohnung
weniger Barrieren
mehr Freiraum für alte eingeschränkte Menschen
Optimierung der Laufwege
Wohnung - standard Verteilung der Funktionen Zusammenführen der wichtigsten Funktionen...
... in einen Funktionskern
1 2 43
ineffiziente Laufwege optimierte Laufwege
1 2
12
Vernetzung ist heutzutage nicht mehr
weg zu denken. So ist in Zukunft zu er-
warten, dass die Vernetzung von Syste-
men immer mehr voranschreiten wird.
Die Idee beim „Cell“ ist die Verknüpfung
von den Kernen an eine Art Hauptzentra-
le. Über diese Hauptzentrale können die
Module untereinander kommunizieren und
entsprechend Informationen austauschen.
Das ganze ist eine Art Cloudsystem.
Cloudsysteme haben viele Vorteile. So müs-
sen bei Softwareupdates nicht einzelne Ker-
ne vor Ort aktualisiert werden , sondern die
Updates können gleichzeitig an alle Ker-
nen über das Netz verteilt werden. Dies
spart Zeit und vor allem Kosten. Sollten im
System Fehler auftreten, so können diese
leichter identifiziert werden, und dement-
sprechend Maßnahmen ergriffen werden.
Das Cloudsystem bietet zudem die Mög-
lichkeit neue Dienstleistungen über
eine Art Plattform anzubieten wo jeder
Zugriff darauf hat. Dies ermöglicht den Auf-
bau völlig neuer Wertschöpfungsketten und
die Erschließung neuer Märkte. Die Bewoh-
ner, die über ihren „Cell“ Zugriff zum System
haben, können untereinandere kommunizie-
ren. Eine Interaktive Plattform ermöglicht Zu-
griff auf verschiedene Dienstleistungen. So
können zum Beispiel in einem Forum Koch-
rezepte ausgetauscht oder Sachen verkauft
werden. Die Möglichkeiten sind unbegrenzt.
• Hausarzt rufen
• Lieferung der Medikamente
• Pfleger rufen
• Beaufsichtigungsdienst
• ambulanter Pflegedienst
• Einkaufsdienst
• Putzdienst
• Klempner
• Elektriker
• Handwerker
• Alarmanlagen
• Sicherheitsvorrichtung für Türen
und Fenster
• Bodyguard (Weg zur Bank)
• Beaufsichtigung der Wohnung
bei Abwesenheit wie Urlaub
• Activity Planer für Wochenenden
• Home Fitnesstrainer
• Kochkurse zu Hause
• betreute Saziergänge
für Senioren
• Urlaubsangebote
• Beratung zur Technik
• Einführung
• Upgrades
• Wartung
• Austausch von Teilen
Cloud & Service Konzept
Dienstleistungen
sicherheitsbezogene Dienstleistungen
haushaltsbezogene Dienstleistungen
pflegerische Dienstleistungen
freizeitbezogene Dienstleistungen
Domotikdienste
Hauptzentrale
Cell
Wohnhaus 2
Cell
Cell
Cell
Wohnhaus 3
Cell Cell
Cell
Wohnhaus 1
Cell
Cell
13
Community Konzept
es dreht sich alles um Social Networks
Senioren möchten im Alter nicht alleine Leben
Kommunikation spielt eine wichtige Rolle
Grundriss nach dem Social Networks Gedanken ausrichten
Freiplatz zwischen den Wohnungen für Treffen und Unterhaltungen
jede Wohnung steht für sich allein und bietet Privatsphäre
natürliche Belichtung so von allen Seiten möglich
Unterstützung des Gedanken des „Kerns“
jede Wohnung als autarke Zelle
Zwischenräume als Ort der Gemeinschaft
Grundrisse dient zur Veranschaulichung des Konzepts und ist nicht final
Soziale Netzwerke spielen in unserem heuti-
gen Leben eine große Rolle. Über 500 Millio-
nen Menschen sind schon bei Facebook an-
gemeldet. Facebook ist nur eines der vielen
Sozialen Netzwerke. Und täglich werden es
mehr. Die älteren Menschen heutzutage kön-
nen nur schwer etwas damit anfangen doch
sollte man sich vor Augen halten, dass die heu-
tige Junge Generation die Alte von Morgen ist.
Social Networks sind in Zukunft also ein wich-
tiger Bestandteil unseres Lebens. Das Cloud-
system bietet ein Social Network auf Software
Ebene. Doch wie sieht es mit der physisch en
Ebene aus ?
Da der „Cell“ für zukünftige Gebäude ge-
dacht ist, besteht der Vorteil darin, dass man
die Grundrisse danach ausrichten kann. Die
Idee besteht darin, dass jede Wohnung eine
eigene Zelle ist, und der Raum zwischen den
Zellen als Versammlungsort innerhalb eines
Wohnkomplexes dienen kann. Dies gibt den
Bewohnern die Möglichkeit sich persönlich
auszutauschen und das Zusammenleben in-
nerhalb eines Gebäudes zu stärken. Das ist
nämlich das Problem heutiger Wohnkomple-
xe, dass nämlich jeder für sich lebt. Gerade
für ältere Menschen spielt der soziale Kon-
takt eine große Rolle und vermindert das Ge-
fühl von Einsamkeit. Die Wohnkomplexe sind
zudem so angeordnet, dass in der Nähe die
wichtigsten Sachen, wie Notarzt, Kaufhallen,
etc angeordnet sind. Der Gedanke lehnt sich
dabei an die Gated Communities, jedoch han-
delt es sich hierbei nicht um eine abgeschot-
tete Reichen-Siedlung, die die Kluft zwischen
Arm und Reich weiter spaltet, sondern um eine
Art Lebensgemeinschaft für Ältere Menschen.
Jedoch soll es nicht nur speziell für Senioren
ausgerichtet sein, sondern ist für alle Schich-
ten zugänglich. Der Vorteil liegt darin, dass bei
Notfällen Ärzte schneller zur Stelle sein können.
Auch haben Senioren einen kürzeren Weg
zur Beschaffung von Lebensmittel oder ähnli-
chem. Das Problem der heutigen Situationen
ist, dass wenn alte Menschen alleine leben
und plötzlich einen Notarzt brauchen: in einer
Großstadt wie München oder Berlin, würde zwi-
schen Anruf und Ankunft zu viel Zeit vergehen.
14
Das Konzept des Cell besteht darin, die
wichtigsten Basic-Funktionen des täg-
lichen Lebens abzudecken und ent-
sprechende Funktionen unterzubringen.
Diese sind :
• Anziehen / Storage
• Hygiene
• Food
Der Cell ist im Grunde ein Quader mit ab-
gerundeten Ecken, wo auf jeder der 4
Seiten eine Funktion untergebracht ist.
Das Grundgerüst besteht aus Rahmenteilstü-
cken, die wie Legosteine zusammengesetzt
werden können und von Außen die Funktio-
nen anmontiert werden. Dadurch kann man
Teilstücke in verschiedensten Variationen
zusammen setzen. Dem Bewohner wird also
nichts vorgeschrieben, was er zu benutzen
hat. Er kann sich also seinen eigenen „Cell“
zusammensetzen. Ein Installationsschacht
beherbergt alle nötigen Versorgungselemen-
te und stellt Energie und Wasser bereit. Die-
ser ist im Inneren und dadurch nicht sichtbar.
Hygiene - Modul
Das Hygiene Modul hat keine bestimmte Tren-
nung für den Duschbereich. Der ganze Raum
kann als Dusche genutzt werden. Der Boden
hat eine leichte Neigung damit das Wasser an
den Seitenkanten abfließen kann. Der nötige
Abfluss liegt unter der Bodenplatte, die man
für Reinigungen leicht entfernen kann. So-
mit hat man eine barrierefreie Dusche, ohne
Schwelle oder Duschtrennwand, da der In-
Designansatz
15
nenfussboden auf höhe des Außenfussboden
ist. Als Material können schöne Natursteine
wie Granit oder Sandstein verwendet werden.
Küchen - Modul
Das Küchen-Modul zeichnet sich durch viele
kleine hilfreiche Details aus. Die Arbeitsplat-
te ist großzügig bemessen und bietet genug
Raum zum Arbeiten und Aufstellen diverse
Geräte. Das besondere an dieser Arbeitsflä-
che ist, dass es keine spezifische Kochfläche
gibt. Durch modernste Induktionstechnolo-
gie und Microelektronik kann man Kochtöpfe
auf der Platte verschieben um sich Platz zu
schaffen. Dabei erkennt die Platte wo sich die
neue Position befindet und leitet dementspre-
chend die Energie um. Kochen und gleichzei-
tiges Arbeiten ist somit auf der ganzen Platte
möglich. Dies hat den Vorteil, dass man nicht
immer zu den Kochfeldern gehen muss. Die
Benutzer muss sich also nicht an die Küche
anpassen, sondern die Küche passt sich an
den Benutzer an. Genauso verhält es sich
bei den Oberschränken. Während bei heuti-
gen Küchen der Benutzer zum Schrank muss,
fahren diese in diesem Fall automatisch run-
ter. Das erleichtert das Kochen vor allem
für Rollstuhlfahrer, da hier die Schränke ab-
gesenkt werden und sich zu ihm bewegen.
Anzieh - Modul
Das Storage Modul beinhaltet große schrän-
ke mit Lift-Regalen. Diese fahren auf und ab
damit die Sachen für Beeinträchtigte Men-
schen auf angenheme Höhe erreichbar sind.
16
0,65
0m0,20
0m2,00
0m0,20
0m0,65
0m
0,650m 0,200m 2,500m 0,200m 0,650m
1,50
0m
3,70
0m
0,10
0m0,73
0m0,80
0m0,20
0m0,57
0m0,10
0m
2,50
0m
0,83
0m0,80
0m0,87
0m
0,10
0m0,85
0m0,80
0m0,03
0m0,62
0m0,10
0m
0,95
0m0,80
0m0,03
0m0,72
0m
4,200m
0,315m 2,700m 0,315m
0,10
0m0,85
0m0,80
0m0,03
0m0,62
0m0,10
0m
0,31
9m2,20
0m0,31
9m0,58
0m1,30
0m0,40
0m
2,00
0m
1,600m
0,40
0m0,03
0m0,40
0m0,03
0m0,40
0m0,03
0m0,40
0m0,03
0m0,40
0m
2,50
0m
Ansicht Küchen - Seite A-K Ansicht Badeingangs - Seite A-B
Ansicht Schlaf - Seite A-S
Grundriss Ansicht Küchen - Seite A-K
Ans
icht
Bad
eing
angs
- S
eite
A-B
Ansicht Schlaf - Seite A-S
Kleiderschrank
Luftbett - ausklappbar mit Flachbild Fernseher auf Rückseite
Regal
Bad & WC mit barrierefreier Dusche
Special Küchenzeile mit Kochfeld in der Arbeitsplatte integriert
Küchenschränke nach unten mechanisch ausfahrbar
Kleider / Handtücher auch vom Bad zugänglich
Oberschränke
Arbeitsplatte
modulares Grundgerüst
Installationsschacht
übegehend
19
Ort: Wohnzimmer
Hierbei wurde untersucht inwiefern es für ältere und schwer beeinträchtigte Menschen möglich ist unterschiedliche Höhen und Distanzen zu überwinden (zbsp. Sofa <-> Bett).
Aktion Schwierigkeitsgrad Unfallgefahr Bemerkungunmöglich gering mittel sehr hoch I II II
Situation am Morgen:aufstehen und vom
Bett in den Rollstuhlx x
- Distanz Bett - Rollstuhl zu groß
- keine optimale Positioniereung des Rollstuhls möglich
Situation am Abend:vom Rollstuhl ins Bett
gelangenx x
- Distanz Bett - Rollstuhl zu groß
- keine optimale Positioniereung des Rollstuhls möglich
I = kein Unfallrisiko oder geringes Risiko, II = normales Unfallrisiko, III = sehr hohes Unfallrisiko
Diese Aktionen sind für ältere Menschen die Ihr Leben im Rollstuhl verbringen nicht durchzuführen. Die Distanz vom Bett zum Rollstuhl ist zu hoch als, dass man sie überwinden könnte. Selbst mit enormen Kraftaufwand ist es nicht möglich da der Rollstuhl auch eine unterschiedliche Höhe als das Bett hat. Ein weiteres Hindernis ist die Armlehne von Standardrollstuhls. Diese sind nicht zur Seite klappbar und erschweren das Ganze zusätzlich. Es kann somit keine optimale Positionierung des Rollstuhl vorgenommen werden. Auch stellt die Fixierung des Rollstuhls ein Problem dar. Selbst bei eingerasterter Bremse ist der Rollstuhl nicht 100% fest an seinem Platz und es können somit schwere Unfälle passieren.
Experiment
20
Ort: Küche (rechts)
Hierbei wurde untersucht ob Menschen im Rollstuhl eine handelsübliche Küche benutzen können. Dieses Szenario kommt bei Haushalten vor, wo beeinträchtigte Menschen mit gesunden Menschen zusammenleben.
Aktion Schwierigkeitsgrad Unfallgefahr Bemerkungunmöglich gering mittel sehr hoch I II III
Küchenregal:Erreichen von versch. Regalhöhen
Höhe in cm 10 x x- diese Höhe ist zu tief- es besteht die Möglichkeit
nach vorne zu fallen
45 x x - man muss sich leicht nach vorne lehnen
80 x x - angenehm zu erreichen
125 x x - angenehm zu erreichen
> 160 x x - nicht möglich da zu hoch und zu weit weg
I = kein Unfallrisiko oder geringes Risiko, II = normales Unfallrisiko, III = sehr hohes Unfallrisiko
21
Bei der Küche gibt es einige Stellen, die für beeinträchtigte Menschen nicht erreichbar sind. Bei normaler Küchenbauart sind die Oberschränke nicht erreichbar. Auch bei der Spüle gibt es Probleme. Der Rollstuhlfahrer hat bei allen Fällen nicht die Möglichkeit nah genug an die Schränke ranzukommen. Das liegt daran, dass die meisten Schränke bis zum Boden gehen und somit wenig Platz unten bieten um mit dem Rollstuhl drunterzufahren. Das gleiche gilt für die Spüle die ebenfalls kein Platz unten bietet. Dadurch ist der Rollstuhlfahrer gezwungen eine zu große Distanz zu überwinden, was nicht möglich ist. Da diese Einschränkungen alle wichtigen Arbeiten in der Küche unmöglich machen, ist eine Benutzung einer normalen Küche für einen Rollstuhlfahrer fast unmöglich.
Ort: Küche / Waschtisch
Hierbei wurde untersucht ob Menschen im Rollstuhl normale Tische benutzen können und ob es Einschränkungen bei der Benutzung gibt.
Aktion Schwierigkeitsgrad Unfallgefahr Bemerkungunmöglich gering mittel sehr hoch I II III
Küchenzeile:Erreichen von Spülbecken und Wasserhahn
Spülbecken x x - man erreicht das Spülbecken aber abwaschen unmöglich
Wasserhahn x x - Erreichen des Wasserhahns unmöglich da zu weit weg
Arbeitsfläche x x - Erreichen der Arbeitsfläche ist möglich aber Arbeiten nicht
I = kein Unfallrisiko oder geringes Risiko, II = normales Unfallrisiko, III = sehr hohes Unfallrisiko
22
Ort: Esszimmer / Arbeitszimmer
Hierbei wurde untersucht ob Menschen im Rollstuhl normale Tische benutzen können und ob es Einschränkungen bei der Benutzung gibt.
Aktion Schwierigkeitsgrad
Unfallgefahr Bemerkung
unmöglich gering mittel sehr hoch I II III
an den Tisch ran fahren x x
Wegfahren vom Tisch x x
Essen / Arbeiten am Tisch x x
I = kein Unfallrisiko oder geringes Risiko, II = normales Unfallrisiko, III = sehr hohes Unfallrisiko
Bei normalen Tischen gibt es keine Einschränkungen bei der Verwendung. Lediglich die Tischbeine könnte man als Hindernis ansehen jedoch führen diese nicht zur Beeinträchtigung bei der Benutzung. Beim Sitzen am Tisch kommt man als Rollstuhlfahrer bequem an alle Ecken und Richtungen. Man beachte aber, das normale Tische und Arbeitsplatten in der Küche unterschiedliche Höhen aufweisen (75 cm <-> 90 cm). Während es bei normalen Tischen ergonomisch angenehm zu arbeiten ist, kann es in der Küche schon zu hoch sein.
23
Die Experimente zeigen, dass eines der
Hauptprobleme im Alltag die Überwindung
von unterschiedlichen Höhen und Distanzen
ist. Selbst für eine Person mit guter körper-
licher Fitness ist es extrem schwer bis sogar
unmöglich von einer Couch in einen Rollstuhl
zu gelangen. Dies Liegt daran, das der Stuhl
zum einen höher ist, und zum anderen auch
noch zu weit entfernt ist. Ein weiterer nicht
unwichtiger Faktor ist die Beweglichkeit des
Rollstuhls. Eine Fixierung um eine gewisse
Stabilität zu erlangen ist nicht möglich.
Auch das Erreichen von Gegenständen, die
höher wliegen erweist sich als ein großes Pro-
blem da die Objekte starr angeordnet sind
und man als eingeschränkter Benutzer ein-
fach nicht rankommt. Hier muss die Funktion
mehr zum Benutzer kommen anstatt der Be-
nutzer zur Funktion.
Um älteren Menschen das eigenständige
Leben zu erleichtern, muss man intelligente
Lebensumgebungen schaffen die aufeinan-
der abgestimmt sind. Das Stichwort dabei
ist „distributed complexity“. Objekte werden
hierbei aneinander angepasst und aufeinan-
der abgestimmt.
Ein gutes Beispiel hierfür ist eine Toillette, die
so angefertigt wurde um einen Rollstuhlfahrer
das hinsetzen zu erleichtern.
Experiment Untersuchung der Tauglichkeit verschiedener Alltags-
gegenstände in Kombination mit einem Stadard Roll-
stuhl
24
State - of - the - Art
Es gibt mittlerweile viele Wheelchair - Designs, realistische sowie futuristische. Viele Designer versuchen verschiedene Lösungsansätze für diverse Probleme zu finden und verfolgen zum Teil sehr interessante Konzepte.
25
Rotating and Sliding Passenger Seat model
Rotating and Sliding Rear Seat model
Lift-up Front Passenger Seat model Side-access model
Wheelchair-adapted model (Ramp Type) Friendmatic car "Weldrive"Side Lift-up Seat model
Rotating and Sliding Rear Seat model
State - of - the - Art
Auch bei Toyota hat man sich mit dem Thema der Mobilität auseinandergesetzt und den Welcab entwickelt. Es gibt viele verschiedene Versio-nen des Welcab, die alle unterschiedliche Konzepte nachgehen und für unterschiedliche Anforderungen gedacht sind.
29 29
core
Beim core handelt es sich um einen Kern, der zukünftig als
zentrale Stelle in die Wohnung integriert wird. Das Konzept ist
dabei einfach. Die Wohnung wird von allen unnötigen Trenn-
wänden befreit. Der Grundriss wird dadurch frei und bietet
weniger Barrieren. Da der core das Zentrum in der Wohnung
ist, besteht die Möglichkeit ihn später mit einer Kinect Kame-
ra auszustatten. Diese könnte bei Unfällen registrieren ob je-
mand bewusstlos am Boden liegt und dementsprechend den
Notarzt alarmieren. Die wichtigsten Funktionen werden kom-
primiert und in einem Kern gebündelt. Der core bietet neben
allen wichtigen Funktionen, wie Küche und Bad, auch eine
Kommunikationsplattform für diverse Dienstleistungen. Der
User kann sich über diese Plattform zum Beispiel seine Le-
bensmittel ordern, die dann direkt nach Hause geliefert wer-
den oder seine Vitalwerte messen lassen, die vom ambulanten
Pflegedienst ausgewertet werden.
Mit der Zeit und nach Anforderung besteht die Möglichkeit
den core aufzurüsten. Alte Teile lassen sich so durch neue er-
setzen. Auch ändert sich die Benutzung mit der Zeit. So lässt
sich für Senioren angepasste Toiletten und Duschen integrie-
ren, die die Benutzung vereinfachen.
30
core
Der core ist modular aufgebaut. Ein Basisge-
rüst bildet die Grundlage für alle anderen Mo-
dule. Durch ein festgelegtes Schnittstellen-
System können verschiedene Hersteller ihre
Module anbieten und die Kunden können sich
somit ihr eigenes System zusammenstellen.
Ein Upgrade auf spätere moderne Module ist
somit Möglich. Der Core ist über eine Server-
plattform mit einem Zentralsystem verbunden.
Updates der Software werden somit über die
Cloud verteilt, dadurch werden Kosten gespart.
Der Core ist konzipiert für einen längeren Le-
benszyklus. Im hohen Alter kann eine speziel-
le Konfiguration für Rollstuhlfahrer eingebaut
werden. In diesem Szenario werden alle Mo-
dule an die bedürfnisse des Rollstuhlfahrers
angepasst. Als Zielgruppe kommen Senioren
in Frage, die mit Ihrer Kraft sparsam umgehen
müssen. Der Core ist nicht für Schwerbehin-
derte entwickelt, kann aber trotzdem von die-
ser Gruppe genutzt werden. Küche Badezimmer Storage
31
Storage
31
spezielle Dusche mit drehbaren Sitz
angepasster Spiegelschrank
spezielle Toilette mit Displaysteuerung
motorgetriebene Drehscheibe
Diese Badkonfiguration besitzt ein spe-
zielles Design welches für Rollstuhl-
fahrer angepasst wurde. Der Rollstuhl-
fahrer braucht hier nicht rumrangieren
sondern wird von der Drehscheibe in
die richtige Position gebracht. Die
Funktionen sind alle gleichwertig er-
reichbar, da jeder einen eigenen Ablauf
im Bad besitzt. Dem Benutzer wird also
kein spezieller Ab lauf vorgeschrie-
ben wie er das Bad zu benutzen hat.
32
EKG - Module
Infrared Pulse Oximeter - Module
weight analysis
activity analysis
respiration frequence measuring
33 33
wheel.share
Neben dem core ist der wheel.share der wichtigste Helfer
in der Wohnung. Bei einer speziellen Konfiguration inter-
agiert der wheel“share“ mit den core und teilt gesammelte
Daten die von bestimmten Dienstleistern (Health Care Ser-
vice, Ärzte, usw.) weiterverwendet werden können. Vor allem
bei Menschen, die aufgrund von Erkrankungen nicht mehr
laufen können, bietet die Kombination eine gute Lösung um
auch autonom leben zu können.
Der wheel.share dient dabei als Plattform von dem aus der
User alle möglichen Funktionen steuern kann. Sobald er
in eine bestimmte Reichweiter einer Verfübaren Funktion
kommt, wird diese automatisch registriert und die Steuerung
aktualisiert. Über eine drahtlose Verbindung kann der wheel.
share stetig auf den core zurückgreifen und umgekehrt. Dies
ermöglicht einen reibungslosen Datenaustausch für Analy-
sezwecke.
34
wheel.share
Der wheel.share besteht aus 3 Hauptkompo-
nenten, die Unterkonstruktion, die Mittelachse,
sowie dem Sitz. Die Unterkonstruktion enthält
alle Teile, die für die Fortbewegung nötig sind.
Ingesamt 4 starke Motoren (2 pro Seite) treiben
den wheel.share an. Die Mittelachse beherbergt
eine stabile Liftkonstruktion die dem Benutzer
mittels einem Linearantrieb nach oben befördert.
Dadurch kann der Benutzer an hochgelegende
Objekte rankommen. Der Sitz ist die wichtigste
Komponente des wheel.share. Er beherbergt die
meisten Funktionen. In der Armlehne sowie im
Sitz sind ähnlich wie im GEWOS-Stuhl Senso-
ren eingebaut die den Gesundheitszustand des
benutzers aufzeichnen. Diese Daten werden an
den core weitergeleitet der den Ärzten Zugriff auf
die aktuellen Werte erlaubt.
Sitz mit integrierten wireless Sensoren
aufklappbare Fussablage
Armlehne mit Sensoren und Steuerelektronik
Radantrieb mit 2 Motoren pro Seite
Mittelachse mit Linear-Lift-antrieb
35 35
Komponenten
Das Linearsystem befördert eine Last von bis zu 3000 N (~300
Kg) und kann auf kleinstem Raum angebracht werden. Einge-
baut werden diese Linearsysteme in elektrisch verstellbaren Bet-
ten im Krankenhaus, über Solaranlagen auf dem Dach bis hin zu
Bürotischen.
Der Sitzgabel ist die direkte Schnittstelle zwischen Sitz und Mit-
telachse. Sie hält den Sitz in Position und fixiert ihn wenn er
eingerastet ist. Zwei Bolzen auf jeder Seite sowie zwei Haken
geben dem Sitz die nötige Stabilität.
Die Armlehnen besitzen Einkerbungen für den Daumen zur Mes-
sung des Saustoffgehalts,Blutdrucks sowie Puls. Außerdem ist
ein EKG integriert der durch Auflegen der Hände auf die Streifen
funktioniert. Die physischen Tasten dienen zur Steuerung des
wheel.share.
36
Funktionen des wheel.share
Der Sitz kann bis zu 25 cm angehoben werden.
Die Armlehne wird auf einer Schiene nach hinten geschoben und zurück geklappt.
37
Die Armlehne wird auf einer Schiene nach hinten geschoben und zurück geklappt.
Ablauf im Bad
1 2 3
4 5 6
42
Die Küche bietet eine in die Arbeitsfläche integrierte
Kochfläche. Durch Induktionstechnik können Töpfe und
Pfannen erhitzt werden, ohne dass die Platte heiß wird.
Somit kann auf der gesamten Platte gearbeitet werden und
bei Bedarf die Objekte einfach zur Seite geschoben werden
um sich Platz zu verschaffen. Die Platte erkennt wo das Ob-
jekt abgelegt wird und leitet dementsprechend den Strom um.
Ein LCD befindet sich in der Front. So können schnell Rezep-
te nachgeschaut oder Lebensmittel nachbestellt werden.
Eine seperate Steuerleiste unterhalb der Arbeitsplatte be-
herbergt alle Bedienelemente. Durch Swype-to-Move Be-
dienung, kann der Sitz leicht hin und her bewegt werden.
Alles nur durch einen Fingerwisch. Hier wird auf ein Touch-
panel gesetzt, damit die Reinigung später leichter ausfällt.
7 8 9
10
43
Anbieten von Diensleistungen auf der Plattform
Investor / Bauunternehmer
Cell Konstrukteur
Kunde / Mieter
zahlt Miete an zahlt höhere Miete an
baut
Standardhaus
baut
Haus + Integrated Cell
macht Angebot an Investor
zahlt kein Geld an
macht angebot an diverse Hersteller
Küchenhersteller Badhersteller Innenausstatter
Externe Firmen (Edeka, Tengelmann, Lidl, etc. )
Softwarehersteller
Pflege der Cloud
stellt Software Plattform zur Verfügung
Diverse Firmen / Dienstleister
Bazahlung und Nutzung der Dienste
profitiert von höherer Miete und mehr Absatz durch Marketing zahlt Kosten für den Bau von Cell Gerüst
stellt Schnittstellen zur Verfügung
etc.
zahlt Lizenzgebühr an
Gegenfinanzierung des Zellbaus
Angebot an externe Firmen und Abstim-mung der Hardware
Communication Plattform
Gebühr
Anbieten von Diensleistungen auf der Plattform
Gebühr für Nutzung der Plattform
Finanzierungsmodell
Um die finanzielle Belastung nicht zu 100% auf den Benutzer abzuwälzen, soll im folgenden Finanzierungskonzept verdeutlicht werden, wie die Kosten aufgeteilt werden.