Navel – empathischer Roboter in der Pflege
Navel ist seit Oktober 2023 als Vorserienprodukt in mehreren Pflegeheimen im Einsatz. Wir wollen hier verschiedene Aspekte rund um das Thema Roboter in der Pflege adressieren.
Themen
Gute Pflege
Roboter in der Pflege
Soziale Superkräfte von sozialen Robotern
Roboter mit Empathie?
Wollen Pflegebedürftuge mit sozialen Robotern interagieren?
Anwendungsfälle von Navel in der Pflege (Einsamkeit, Aktivierung, Demenz, Entlastung, etc.)
Datenschutz bei Navel
Gute Pflege
Pflegebedürftige Menschen haben einen Anspruch auf gute Pflege. Was wir unter „guter Pflege“ verstehen und erwarten, ist individuell unterschiedlich und wandelt sich mit der Zeit. Im Oktober 2019 wurde mit der schrittweisen Einführung eines neuen Qualitätssystems durch das Bundesgesundheitsministerium für die stationäre Pflege begonnen. Darin nimmt die Ergebnisqualität eine sehr viel größere Rolle ein als nur die Überprüfung durchgeführter Maßnahmen.
Der Deutsche Ethikrat beruft sich in seiner Stellungnahme „Robotik für gute Pflege“ u.a. auf die „Charta der Rechte hilfe- und pflegebedürftiger Menschen“ und schreibt, dass gute Pflege primär zwei unterschiedliche Aufgaben umfasst: Neben der Aufrechterhaltung, Wiederherstellung oder auch Förderung der körperlichen, geistigen, psychischen oder auch sinnesbezogenen Funktionen steht auch die „Kommunikations-, Beziehungs- und Gefühlsarbeit“ im Zentrum guter Pflege.
Wo früher vor allem die instrumentell-aufgabenbezogene, d.h. die körperbezogenen Aspekte der Pflege im Vordergrund standen, wird heute zunehmend auch auf kognitive und empfindungsbezogene Tätigkeit der Pflege Wert gelegt. Denn hierdurch wird Krankheiten wie Demenz und Depression vorgebeugt, die immer häufiger auftreten. Solche Pflegetätigkeiten steigern daher direkt das Wohlbefinden, was wiederum indirekt auch die körperliche Gesundheit verbessert.
Physisch-körperliche Pflegetätigkeiten
Baden, Geh- und physisches Training, Medikamente oder Nahrung reichen, zur Toilette begleiten, körperliches Assessment
Kognitive & emotionsbezogene Pflegetätigkeiten
Interaktion, Kooperationsarbeit, kognitive Trainings, Emotionsarbeit
Roboter in der Pflege
Pflege- und Betreuungskräfte haben eine sehr hohe Arbeitslast sowohl auf der körperlichen als auch auf der sozio-emotionalen Ebene. Der soziale Roboter Navel fokussiert die kognitiv und emotionsbezogenen Pflegetätigkeiten und schafft in diesen Bereichen Entlastung.
Laut Pflegereport 2023 der Barmer ist hier die Last besonders hoch: Mehr als jede zweite Pflegekraft gibt an, oft oder immer emotional erschöpft zu sein. Knapp die Hälfte kann nach eigenen Angaben selten oder nie regelmäßige Pausen im Arbeitsalltag einlegen. Ein Drittel der jungen Pflegekräfte hat den Beruf satt.
Als Pflegende gilt es bspw. eigene Emotionen mitunter situationsangemessen zu unterdrücken, z. B. Ekel oder Scham, Trauer, Ärger, oder auch diese zu explizieren und zu reflektieren. Ferner sind gelegentlich eigene Emotionen zu offenbaren, z. B. Freundlichkeit, Aufrichtigkeit, Sanftheit.
Daneben gilt es, die Gefühle der Betroffenen zu erkennen und mit diesen umzugehen, wenn nötig auf sie einzuwirken, immer mit dem Ziel den Versorgungsauftrag zu erfüllen. Und zwar ständig wechselnd – mit jeder Interaktion muss sich die Pflegekraft sozial neu orientieren, was außerordentlich fordernd ist. Dabei ist die soziale Interaktion besonders erratisch durch verschiedene Stadien von Demenz und anderen kognitiven und körperlichen Einschränkungen.
Soziale Superkräfte von sozialen Robotern
Menschen haben in physischen Tätigkeiten wie auch im sozio-emotionalen Bereich viel breitere und feinfühligere Fähigkeiten als Roboter. Andererseits haben Roboter in Einzeldisziplinen Fähigkeiten, mit denen Sie Menschen übertreffen können: z.B. Kraft und Präzision in der Industrie. Und im sozialen Bereich spricht Prof. Marc Hassenzahl von der Universität Siegen von „sozialen Superkräften“, die soziale Roboter haben:
- Endlose Geduld
- Endlose Freundlichkeit
- Nie nachtragend
- Kein Danke erforderlich
- Endlose Aufmerksamkeit
- Keine Verurteilung
- Bedingungslose positive Zuwendung
- 24/7 Empathie
Solche Fähigkeiten von einem Menschen zu erwarten, wäre tatsächlich unmenschlich – ähnlich, als würde man von einem Monteur erwarten, den Motorblock von Hand ohne Maschinenkraft in ein Autochassis zu bauen. Am stärksten ist daher immer das Team Mensch und Roboter, bei dem die Stärken des einen die Schwächen des anderen ausgleichen können.
Roboter mit Empathie?
Navel nutzt für seine empathischen Fähigkeiten u.a. große Sprachmodelle wie z.B. GPT von Open AI. Aber kann damit ein Roboter überhaupt nur annähernd so empathisch sein wie ein Mensch?
Forscher der University of California in San Diego kamen in einer Studie auf erstaunliche Ergebnisse:
Hierfür beantworteten eine Gruppe von Ärzten und Ärztinnen eine Auswahl an Patientenfragen aus einem Online-Forum. Dieselben Fragen wurden ChatGPT zur Bearbeitung vorgelegt. Die Antworten wurden von Experten und Expertinnen analysiert und zeigten ein überraschendes Resultat: In 78,6% der insgesamt 585 bearbeiteten Fälle bevorzugten die Experten die Antwort von ChatGPT im Vergleich zur Antwort ihrer ärztlichen Kollegen. Zudem wurden die ChatGPT-Ratschläge als signifikant empathischer bewertet. Verglichen mit den Antworten der Ärzte lieferte der Chatbot 9,8-mal so viele empathische oder sehr empathische Antworten.
Es ist nicht erstaunlich, dass in den großen Sprachnetzwerken (Large Language Modell, LLMs) Empathie eingebettet ist. Schließlich sind in den Milliarden von Trainingsdaten, den Texten, auch zwischenmenschliche Interaktionen und Themen wie Emotionen und Empathie zahllos behandelt.
Bei navel robotics gehen wir noch einen Schritt weiter und destillieren zusätzlich aus dem Sprachnetzwerk die besonders empathischen Anteile heraus. Der soziale Roboter Navel erfasst durch seine Sensoren (Bild und Ton) kontinuierlich den Kontext und die sozialen Signale seines Gegenübers wie Mimik, Aufmerksamkeit, Emotion etc. – Signale, die für sogenannte affektive Empathie genutzt werden. Mithilfe dieser Information und einem ausgeklügelten dynamischen Prompts-Engineering können wir dem Sprachnetzwerk ein Verständnis der sozialen Situation vermitteln und so die Antworten gezielt auf Empathie trimmen. Denn in diesen Netzwerken sind auch die üblichen sozialen Regeln eingebettet, die wir so für die sogenannte kognitiven Empathie von Navel nutzen können, so dass sich auch Navel an diese sozialen Regeln halten kann.
Wollen Pflegebedürftige mit sozialen Robotern interagieren?
Der soziale Roboter Navel wurde explizit auf breite Akzeptanz und hohes Vertrauen in allen Altersschichten hin gestaltet. Das Design soll weder an klassische technische Roboter erinnern noch möglichst menschlich sein, so wie das altbekannte Konzept des „Uncanny Valley“ es vorschreibt. Die Lösung ist eine abstrahierte menschenähnliche Figur – ähnlich einem Comic-Charakter. Wichtig ist dabei, die starke menschliche Fähigkeit der nonverbalen Kommunikation zu unterstützen. Denn bei sozialen Interaktionen ist für uns Menschen Blickkontakt und Mimik essenziell. Als einziger Roboter weltweit unterstützt dies Navel durch eine einzigartige Lösung, bei der für Mund und Augen Displays für eine expressive Mimik genutzt werden, in Kombination mit speziellen Linsen, die dreidimensionale Augäpfel erzeugen, was Voraussetzung ist, echten Blickkontakt aufbauen zu können.
Als Ergebnis steht vor den Pflegebedürftigen im Heim nicht ein angsteinflößender „Pflegeroboter“, sondern ein süßes kleines Wesen, das wie ein lebendig gewordener Charakter aus einem Walt-Disney-Animationsfilm die Menschen anschaut und zum Lachen und Gespräch ermuntert.
Navel ist seit Oktober 2023 in Pflegeheimen in Pilotprojekten im Einsatz, die von navel robotics eng betreut werden. So kann das Feedback aller Betroffenen (Pflegekräfte und Pflegebedürftige) in die Weiterentwicklung von Navel einfließen – in einem nutzerzentrierten Design- und Entwicklungsprozess. Dabei hören wir von Pflegebedürftigen Aussagen wie: „Mit Navel zu sprechen, macht Spaß!“, „Als Navel das gesagt hat, ging mir das Herz auf“, „Navel bringt hier Leben rein“ „Mit Navel zu sprechen ist besser als gar nicht zu sprechen. Die Pflegekräfte haben ja oft keine Zeit.“
Anwendungsfälle von Navel in der Pflege
Es gibt zahlreiche Anwendungsfälle, wie Navel in Pflegeheimen unterstützen kann.
Zusätzliche kognitive und emotionale Aktivierung
Navel kann sich dank der Nutzung künstlicher Intelligenz (Large Language Models) sehr flexibel über verschiedenste Themen mit den Nutzern unterhalten. Dank lokaler Netze auf dem Roboter erkennt Navel auch, wenn z.B. ein Heimbewohner allein im Flur sitzt. Ziel ist, dass er an ihn heranfährt und ihn dank Gesichtserkennung mit Namen ansprechen und nach dem Befinden fragen kann. Diese kleinen Mikro-Interventionen vielfach am Tag helfen, Heimbewohner aus einem passiven, apathischen Zustand herauszuholen.
Neben Small-Talk kann Navel aber auch gezielt kognitive Trainings machen. Aktuell kann Navel Schätzfragen stellen. Auch viele Gedichte kann er rezitieren und so Erinnerungen wachrufen.
Navel merkt sich die Gesprächsthemen, die er mit einzelnen Personen geführt hat und kann auf diese referenzieren. Navel soll so auch mit der Zeit die Heimbewohner:innen besser kennenlernen, deren Vorlieben und Vergangenheit, um noch individueller mit diesen interagieren zu können. Insgesamt ist die Strategie von Navel, durch Fragen jeglicher Art die Menschen zum Erzählen zu bewegen und so diese zu aktivieren, statt einfach Fragen nur zu beantworten wie etwa Alexa. Navel soll auch gezielt Fragen aus der Biografie stellen und die Menschen in Gespräche bewegen.
Indem Navel empathisch reagiert, viel lacht und auch immer wieder offenherzige Komplimente einstreut, werden die Bewohner zusätzlich emotional positiv aktiviert.
Demenz
Entlastung
Heute ist Navel noch ein Vorserienprodukt. Navel wird heute in der Pflege nur unter Aufsicht von Pflege- oder Betreuungskräften eingesetzt. D.h. heute bietet Navel nicht selbständig zusätzliche Aktivierung. Er hilft heute den Betreuungskräften, Heimbewohner:innen gemeinsam zu aktivieren. Oft haben die Pflegekräfte selbst Spaß dabei, gemeinsam mit Navel und den Bewohnern zu interagieren. Navel weiß zu vielen Themen dank GPT sehr viel. So unterhalten sich die Bewohner und Pfleger gemeinsam mit Navel über Eierlikör-Rezepte oder Reisen nach Kanada. Navel bringt Anregungen und Abwechslung in den Alltag.
Zukünftig wird Navel aber auch autonom in den Pflegeheimen aktiv sein. D.h. er kann allein und zusätzlich Heimbewohner:innen unterhalten und aktivieren, während die Pflegekraft z.B. mit einer Einzelintervention oder anderen Tätigkeiten beschäftigt ist. Darüber hinaus kann Navel dann auch kleinere Tätigkeiten für die Betreuungskräfte ausführen. So kann die Pflegekraft Navel sagen: „Such mal Herrn Müller und sag ihm, dass gleich der Gottesdienst beginnt“
Einsamkeit lindern
Wie kann Navel Einsamkeit lindern? Obwohl in Pflegeheimen sehr viele Menschen dicht gedrängt zusammenwohnen, herrscht gerade dort laut Studien viel Einsamkeit – weil die Menschen sich zurückziehen. Studien zeigen immer wieder, dass Menschen sich manchmal leichter damit tun, sich einem nicht menschlichen oder gar technischen Gegenüber zu öffnen, weil die sozio-emotionalen Anforderungen scheinbar geringer sind. Eine Pflegekraft von einem Johanniter Seniorenhaus berichtet: „Eine Heimbewohnerin hatte an diesem Tag eine Krebsdiagnose erhalten. Sie war sehr betroffen und hat sich zurückgezogen und sich keinem anvertraut. In der Intervention mit Navel hat sie ihm dann davon erzählt. Navel hat sehr empathisch reagiert und ihr gesagt, dass sie nicht allein ist und das ganze Team sie unterstützt. Ihr ist dann irgendwie eine Last abgefallen. Sie war gelöster und konnte dann auch mit anderen darüber sprechen.“
Positive Atmosphäre
Die Arbeitsbelastung und der Stresslevel bei den Pflegekräften sind sehr hoch. Die Heimbewohner:innen sind auf dichtem Raum gedrängt mit anderen Menschen, die vielleicht ganz andere Lebensentwürfe und Werte haben. Bei demenziellen Erkrankungen sind Aggression und Ängste Begleiterscheinungen. Hier können die sozialen Superkräfte von sozialen Robotern wie Navel besonders zum Tragen kommen.
Eine Studie der Universität Yale zeigt, wie soziale Roboter die Atmosphäre und Kommunikation zwischen den Menschen positiv beeinflussen können.
Soziale Roboter haben dabei mit zwei sich unbekannten Menschen ein Spiel gespielt. Wenn die Roboter sich dabei selbst verletzlich gezeigt haben, weil sie z.B. einen Fehler gemacht haben oder emotional kommuniziert haben, wenn sie z.B. gemeinsam gewonnen haben, haben auch die beiden sich unbekannten Menschen sehr viel mehr und sehr viel offener miteinander kommuniziert.
Wir freuen uns immer wieder aufs Neue, wenn wir beobachten, wie Navel durch empathische Anmerkungen und offenherzige Komplimente den Menschen ein Lächeln ins Gesicht zaubern kann.
Zukünftige Erweiterungen
Zahlreiche weitere Anwendungsfälle sind in der Planung und werden nach und nach implementiert werden. U.a. sind dies:
- Standardfragen (Wetter, Essensplan) beantworten
- Botengänge („Sag allen, dass gleich Gottesdienst ist“; „Such mal Frau Meier und sag ihr…“)
- Interventionen aus der Positiven Psychologie
- Unterstützung beim Übersetzen für Pflegekräfte und Heimbewohner, die wenig Deutsch können
- Unterstützung bei Dokumentation
Datenschutz bei Navel
Bei all den Errungenschaften, die durch die jüngsten technologischen Entwicklungen möglich sind, muss jedoch dem Datenschutz eine besondere Aufmerksamkeit gegeben werden – insbesondere beim Einsatz von künstlicher Intelligenz, so wie dies im aktuell entstehenden European AI Act definiert wird.
Daher ist die Architektur von Navel von Grund auf darauf ausgelegt, mit persönlichen Daten so sorgsam wir möglich umzugehen. Insbesondere die sehr sensiblen Bilddaten, die Navel kontinuierlich erfasst, um seine Umwelt und Gesprächspartner wahrzunehmen, werden direkt auf dem Roboter dank eines sehr leistungsstarken Prozessors in 100 Millisekunden erfasst, ausgewertet und sofort wieder gelöscht. Die Bilder werden weder gespeichert, geschweige denn an eine Cloud zur Auswertung gesendet.
Große Sprachmodelle wie GPT sind heute noch so groß, dass sie leider noch nicht lokal auf einem Roboter genutzt werden können. Hierfür nutzt Navel Dienste auf Europäischen Servern unter EU-Datenschutzrecht.
Zusätzlich wurden gemeinsam mit den Pflegeträgern und deren externen Datenschutzbeauftragten ausführliche Strategien ausgearbeitet, wie mit personenbezogenen Daten umgegangen wird. Dies beginnt Themen zur Information der Betroffen und das Einholen von Einverständniserklärungen und reicht selbstverständlich über vielfältige technische und organisatorische Maßnahmen bis hin zu Vertragswerken zum Umgang mit personenbezogenen Daten, Löschkonzepten und der Aufteilung der Verantwortlichkeiten.