Prof. Dr. Ioannis Iossifidis über Exoskelette, smarte Sensorhandschuhe und wie er künstliche Intelligenz für ein VR-Diagnosesystem für Parkinsonpatienten einsetzt.
Olaf Brinkmann:
Der hrw-Podcast der Wissenschaft. In dieser Folge Exoskelett und kluge Handschuhe. Wie die hrw für Patienten forscht mit Professor Doktor Johannes Josefidis.
Hallo, da sind wir wieder mit dem hrw-Podcast der Wissenschaft, dem Podcast der Hochschule Ruhr West. Herzlich willkommen. Schön, dass ihr eingeschaltet habt. Mein Name ist Olaf Brinkmann und ich muss sagen, ich sitze so gerne hier am Mikrofon, denn jedes Mal lerne ich dazu.
Beim letzten Mal hat mir Professor Doktor Michael Schäfer sein FabLab erklärt. Er und seine Mitarbeiter dort können sogar Pfannkuchen mit dem 3D-Drucker herstellen. Und natürlich noch viele andere nützliche Dinge mehr.
Heute habe ich einen Forscher zu Gast, der mit Exoskeletten und einem klugen Handschuh arbeitet. Die hrw hat viele anerkannte Wissenschaftler, die wir in unserem Podcast interviewen, zum Beispiel im Bereich Medizintechnik, künstliche Intelligenz und autonomes Fahren.
Heute habe ich das Glück, mit Professor Doktor Johannes Josefidis sprechen zu dürfen. Was er macht, hilft zum Beispiel Parkinson-Patienten. Er wird uns das alles gleich erklären.
Jetzt sage ich erst mal ganz freundlich Hallo, Herr Professor Doktor Johannes Josefidis. Schön, dass Sie da sind.
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Ja, hallo auch von meiner Seite. Ich freue mich sehr.
Olaf Brinkmann:
Bevor wir loslegen, eine Frage vorab. Wie wollen wir es machen. Sie oder du?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Ich ziehe das Du vor.
Olaf Brinkmann:
Schön. Super. Okay Johannes, ich bin der Olaf. Erzähl doch mal ganz kurz und knapp, was genau machst du an der hrw. Dein Lehrgebiet ist Theoretische Informatik und Künstliche Intelligenz. Was muss ich mir als Laie darunter vorstellen?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Es klingt sehr abstrakt, aber ich versuche es einfach zusammenzufassen. Mich interessiert besonders, wie die Informationsverarbeitung im menschlichen Gehirn funktioniert. Das ist ein System, das wir technisch noch nicht erreicht haben.
Die Erkenntnisse darüber, wie das Gehirn Dinge wiedererkennt, komplexe Bewegungen ausführt, plant und lernt, versuchen wir auf technische Systeme zu übertragen. Das ist der Kern unserer Forschung. Was dabei herauskommt, soll einen Nutzen für die Allgemeinheit haben.
Olaf Brinkmann:
Johannes, in unserem Podcast haben wir immer das Tool Drei Fragen an. Wir wollen nicht nur über Forschung und Arbeit sprechen, sondern auch die Menschen besser kennenlernen.
Ich stelle dir jetzt drei Fragen. Bitte nicht lange nachdenken, sondern einfach sagen, was dir einfällt.
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Okay.
Olaf Brinkmann:
Wenn du eine berühmte Persönlichkeit sein dürftest, egal ob lebend oder tot, wer wärst du?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Einstein.
Olaf Brinkmann:
Zweite Frage. Stell dir vor, du dürftest eine Sache auf der Welt verändern. Was wäre das?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Die Armut.
Olaf Brinkmann:
Dritte Frage. Was würdest du tun, wenn du unendlich viel Geld hättest?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Die Armut bekämpfen.
Olaf Brinkmann:
Das habe ich mir fast gedacht.
Johannes, jetzt starten wir durch. Unsere Hörerinnen und Hörer sind sicher schon gespannt, was es mit dem Exoskelett und dem klugen Handschuh auf sich hat. Ihr habt zwei große Projekte laufen. Eins davon heißt Waves.
Kannst du bitte erklären, was ihr da macht und was ihr erreichen wollt?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Bei dem Projekt geht es um einen virtuellen Armtest, ein Diagnosesystem für Menschen mit Parkinson. Wir entwickeln einen Sensorhandschuh, der Daten sammelt.
Wenn es gelingt, soll der Handschuh zusätzlich die Muskeln stimulieren, um dem Zittern entgegenzuwirken. Ziel ist es, das Zittern zu kompensieren, ohne einen Gehirnschrittmacher zu benötigen.
Olaf Brinkmann:
Du hast den Sensorhandschuh und virtuelle Realität erwähnt. Das klingt ein bisschen wie Computerspielen. Was genau macht dieser Handschuh?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Der Handschuh ist mit Sensoren ausgestattet. Wir koppeln ihn mit virtueller Realität. Die Patienten führen dort Aufgaben aus und wir erhalten sehr genaue Daten darüber, wie Hand und Arm bewegt werden.
Wir messen Muskelsignaturen. Wenn zusätzlich eine EEG-Haube eingesetzt wird, erfassen wir auch Gehirndaten. Daraus entwickeln wir ein Modell für ein Diagnosesystem, mit dem Parkinson sehr früh erkannt werden kann.
Eine frühe Diagnose ist schwierig und oft mit aufwendigen Untersuchungen verbunden. Unser Ziel ist es, den Zustand und das Stadium der Erkrankung besser bestimmen zu können.
Olaf Brinkmann:
Das zweite Projekt heißt Rexo. Dabei geht es um ein Exoskelett. Wie muss ich mir das vorstellen?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Man kann sich eine Jacke vorstellen, an der starre Teile angebracht sind. Diese sind über Bänder und Züge verbunden und werden von Motoren angetrieben.
Auch hier arbeiten wir mit Sensoren. Wir messen die Muskelaktivität und berechnen einen Ermüdungsindex. So wissen wir, wie viel Kraft der Muskel noch leisten kann, und unterstützen gezielt.
Die zusätzliche Kraft überlagert die eigene Muskelkraft. Die Träger empfinden das wie eine Verstärkung, ähnlich wie bei einem E-Bike, das beim Treten unterstützt.
Olaf Brinkmann:
Wie schwer ist dieses Exoskelett?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Es ist noch in der Entwicklung, aber wir hoffen, unter fünf Kilogramm zu bleiben.
Olaf Brinkmann:
Und das hilft zum Beispiel Menschen nach einem Schlaganfall?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Ja. Das System passt sich individuell an. Wir geben nicht einfach ein festes Drehmoment vor, sondern nutzen die Muskelsignale. Der Körper verrät uns selbst, wie viel Unterstützung nötig ist.
Das System ist selbstorganisierend und konfiguriert sich dynamisch.
Olaf Brinkmann:
Hast du das Exoskelett schon selbst getestet?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Nein. Und wir bauen auch kein System mit übermenschlicher Kraft. Das ist kein Iron Man.
Es kann auch Menschen ohne Erkrankung unterstützen, zum Beispiel bei körperlicher Arbeit. Wenn sich ein Gewicht von fünf Kilogramm wie eineinhalb Kilogramm anfühlt, ist das über den Tag hinweg eine große Entlastung.
Wir wollen gezielt unterstützen, genau so viel, wie gebraucht wird.
Olaf Brinkmann:
Zwischendurch klingt das ein bisschen nach Science-Fiction-Filmen. Ist das unsere Zukunft?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Nein, das glaube ich nicht. Unsere Forschung dient ausschließlich zivilen Zwecken. Wir haben vertraglich ausgeschlossen, dass die Ergebnisse militärisch genutzt werden.
Meine Motivation ist, nach vielen Jahren Grundlagenforschung etwas zurückzugeben. Das Exoskelett ist ein Teil davon.
Olaf Brinkmann:
Reden wir über Geld. Woher kommt die Finanzierung für Waves und Rexo?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Das sind EFRE-Projekte, gefördert vom Land Nordrhein-Westfalen, aus den Bereichen Wirtschaft und Gesundheit. Es waren Leitmarktwettbewerbe und wir konnten mit unseren Projektpartnern beide Projekte gewinnen.
Die Förderung dient auch dazu, Innovationen voranzubringen und den Standort zu stärken.
Olaf Brinkmann:
Ihr arbeitet mit Kliniken und Unternehmen zusammen. Sind Studierende eingebunden?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Ja, sehr stark. Studierende arbeiten in Projekten mit, schreiben Abschlussarbeiten und nutzen die Technologien im Labor.
Wir haben drahtlose EEGs und Muskelsensoren. Studierende entwickeln damit zum Beispiel Gamecontroller, die mit Gedanken gesteuert werden. Das erfordert viel Arbeit und Engagement.
Olaf Brinkmann:
Dann lass uns noch spielen. Fremdwörter-Quiz oder Hast du schon mal?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Nehmen wir das Fremdwörter-Quiz.
Olaf Brinkmann:
Wofür steht der Begriff Lugubrität?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Ich sage Glück und Wohlbefinden.
Olaf Brinkmann:
Das ist leider falsch. Es bedeutet Traurigkeit und Düsterheit.
Nächste Frage. Was ist ein Pleonasmus?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Eine Häufung sinngleicher Wörter.
Olaf Brinkmann:
Richtig. Zum Beispiel der weiße Schimmel.
Nächste Frage. Was bedeutet intrinsisch?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Aus eigenem Antrieb.
Olaf Brinkmann:
Auch richtig.
Jetzt noch ein paar Sätze zum Ergänzen. Das magst du an der HRW besonders?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Die Studierenden.
Olaf Brinkmann:
Studieren an der HRW ist deshalb so cool, weil?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Weil die Studierenden eine sehr enge Betreuung durch die Lehrenden haben.
Olaf Brinkmann:
Und dein Lieblingsgericht in der Mensa?
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Salat.
Olaf Brinkmann:
Johannes, vielen Dank, dass du uns so viel über deine Arbeit und über dich erzählt hast.
Prof. Dr. Johannes Josefidis:
Vielen Dank, Olaf.
Olaf Brinkmann:
Beim nächsten Mal ist Svenja Grauel zu Gast. Sie leitet das Projekt Zirkuläre Wertschöpfung.
Liebe Hörerinnen und Hörer, danke fürs Einschalten. Wenn euch die Folge gefallen hat, teilt sie gern mit Kollegen, Kommilitonen, Freunden oder Familie.
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Habt eine gute Zeit. Bis zum nächsten Mal. Euer Olaf Brinkmann.