Assistive Gesundheitstechnologien helfen sowohl gesunden als auch chronisch kranken oder behinderten Menschen, ihre Lebensqualität zu erhalten oder zu verbessern. Geräte, Ausrüstungen, Software und Systeme unterstützen dabei, gesund zu leben, alltägliche Aktivitäten zu bewältigen und mit anderen zu kommunizieren. Vor dem Hintergrund des demografischen Wandels und zunehmender Engpässe in der medizinischen Versorgung sind solche KI-basierten Assistenztechnologien für das häusliche Umfeld nicht nur hilfreich. Sie sind für eine optimale und lückenlose Gesundheitsversorgung unverzichtbar.
KI in der Produktentwicklung? Ja. Aber Frühdiagnostik? Nein.
KI für Assistive Gesundheitstechnologien
Am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Lübeck startet daher der Forschungsbereich KI für Assistive Gesundheitstechnologien. Er widmet sich der Entwicklung von Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) zur automatisierten Analyse heterogener, personenbezogener Daten.
Diese Daten stammen beispielsweise aus Wearable-Sensoren. Forschende nutzen sie, um gesundheitsbezogene Entscheidungen zu individualisieren und zu personalisieren. Im Mittelpunkt stehen wissens- und lernbasierte Verfahren der Mustererkennung.
Ziel ist es, durch intelligente Datenauswertung präzisere Gesundheitsempfehlungen und Behandlungsstrategien zu ermöglichen. Dieser Ansatz verspricht, die Effizienz der Gesundheitsversorgung zu steigern und gleichzeitig die Behandlungsqualität durch maßgeschneiderte, patientenspezifische Lösungen zu verbessern.
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Einsatzbereiche vor allem in der Prävention
„Betrachtet man die verschiedenen Ebenen der Gesundheitsversorgung, so liegen unsere Einsatzbereiche vor allem in der Prävention, der Frühdiagnostik, der Rehabilitation und der Pflege“, charakterisiert Prof. Marcin Grzegorzek die Anwendungsszenarien seines neuen Forschungsbereichs, dessen Leiter er ist. Grzegorzek hat ebenfalls eine Professur für Medizinische Informatik an der Universität zu Lübeck. „Darüber hinaus setzen wir vor allem auf das kontinuierliche Monitoring im Alltag und im häuslichen Umfeld. Dabei nutzen wir die großen Mengen an Sensordaten, die uns die Betroffenen über ihre mobilen Geräte zur Verfügung stellen“, erklärt er.
KI soll komplexe gesundheitliche Zusammenhänge erlernen
Im Fokus des neuen Forschungsbereichs steht die Entwicklung von KI-Verfahren, die datengetrieben komplexe Zusammenhänge erlernen und die Grenzen klassischer mathematischer Modelle überwinden. Die Forschung adressiert dabei folgende Probleme:
- die Integration klassischer Signalverarbeitung mit KI-Methoden, automatisierte Datenerzeugung (Data Augmentation),
- Minimierung von Trainingsbias,
- Transfer von vortrainierten Modellen (Transfer Learning),
- Auflösung unerwünschter Merkmalsverflechtungen (Disentanglement),
- Erklärbarkeit und Interpretierbarkeit von KI,
- adaptive Anpassung an Schwankungen in der Datenverteilung und
- Optimierung für ressourcenbeschränkte Umgebungen (Edge AI).
KI und Diga: Enge Zusammenarbeit mit Unternehmen geplant
Der Forschungsbereich KI für Assistive Gesundheitstechnologien strebt eine enge Zusammenarbeit mit Unternehmen und Einrichtungen des Gesundheitswesens an, die ihre Prozesse, Dienstleistungen und Produkte durch KI-gestützte Analysen verbessern wollen.
Die Fachleute im Forschungsbereich haben methodische und anwendungsorientierte Expertise auf dem Gebiet der Fusion, Klassifikation und Interpretation von multimodalen Wearable-Sensordaten. Sie übernehmen als Auftragspartner die Entwicklung datenbasierter, individualisierter und personalisierter Gesundheitsdienstleistungen. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Entwicklung und Zulassung von KI-basierten Digas (Digital Health Applications).
Kontakt:
DFKI-Labor Lübeck
Prof. Dr. Marcin Grzegorzek
KI für Assistive Gesundheitstechnologien
E-Mail: Marcin.Grzegorzek@dfki.de
www.dfki.de
