BIOKIT (IFAF)

KI auf biomech. Simulation zur Bewegungsanalyse in der Therapie (BIOKIT)

Erkrankungen des Bewegungsapparates sind die häufigste Ursache für Arbeitsunfähigkeit, in Berlin und Deutschland. Gleichzeitig besteht hier eine Versorgungslücke in der Gesundheitswirtschaft. Digitale Anwendungen, die auf einer Bewegungsanalyse basieren, adressieren dieses Problem. Technisches Entwicklungspotential besteht bei diesen Anwendungen in der Zuverlässigkeit des in Echtzeit generierten Feedback. Dieses aufgreifend wird in dem Projekt ein Demonstrator entwickelt, der für ein therapeutisches Bewegungsprogramm die Übungsausführung analysiert und den Nutzerinnen ein Echtzeit-Feedback gibt.

 

Um diese Ziele zu erreichen, arbeiten diese Komponenten zusammen:
  • Ein multimodales Trackingsystem,
  • die biomechanische Simulation muskuloskelettaler Modelle,
  • eine automatisierte Prozesskette und
  • ein für die Anwendung trainiertes maschinelles Modell.

Mit Methoden des überwachten Lernens werden basierend auf den Trackingdaten und der biomechanischen Simulation maschinelle Modelle entwickelt, die die Ergebnisse der Bewegungsanalyse in Echtzeit schätzen. Mittels der automatischen Prozesskette werden die Zuverlässigkeit der Bewegungsanalyse und des Feedbacks wird untersucht. Hierdurch wird die Konfidenz des Demonstrators für den Einsatz in der therapeutischen Praxis bestimmt: Es wird bewertet, ob die Bewegungsanalyse ausreichend zuverlässig ist, um ein korrektes Feedback zu generieren. Weiterhin werden Ansätze zur Optimierung der Bewegungsanalyse und des Trackingsystems abgeleitet. Der Demonstrator wird in Studien und Workshops eingesetzt, um die Potentiale und Herausforderung des Einsatzes in der Praxis zu identifizieren. Die Forschungsergebnisse sowie die entwickelte Software werden Open Source publiziert sowie in den Hochschulen verwertet. Das Projekt wird auf Konferenzen und öffentlichen Veranstaltungen präsentiert, um einen Transfer in die Praxis zu fördern und Folgeprojekte zu initiieren.

Die Projektpartner können auf umfangreiche Vorarbeiten zurückgreifen: Die HTW bringt die Kompetenz und industrielle Erfahrung in der Verarbeitung von Trackingdaten, sowie der Nutzung von KI-basierten Algorithmen ein. Von Seiten der BHT sind umfangreiche Erfahrungen in der biomechanischen Simulation vorhanden. Die entsprechende Hardware ist an der BHT über den Forschungsverbund HARMONIK und an der HTW als eine Hochleistungs-Recheninfrastruktur verfügbar, die die Entwicklung von KI-Algorithmen ermöglicht.

 

Projektleitung:

Prof. Dr.-Ing. Ivo Boblan, BHT

Prof. Dr. Stephan Matzka, HTW

Prof. Dr. Elisabeth Eppinger, HTW

Projektpartner

Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

trinitas Therapie. Bewegung. Sport. GMBH

Mittelgeber:

IFAF Verbund

www.ifaf-berlin.de/projekte/biokit/

Laufzeit:

01.09.2023 bis 31.08.2025

Kontakt:

Ivo.Boblan (@) bht-berlin.de