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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

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„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

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Phase I - Research und Konzept

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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

17

18

Phase II - Weiterführung des Designs

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.

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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.

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Mock-Up - experimentelles Modell

27 27

Final Design

28

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

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Storage

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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.

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EKG - Module

Infrared Pulse Oximeter - Module

weight analysis

activity analysis

respiration frequence measuring

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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.

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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

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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.

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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.

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Die Armlehne wird auf einer Schiene nach hinten geschoben und zurück geklappt.

Ablauf im Bad

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Ablauf in der Küche

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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.

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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.

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