Standardisiertes Monitoring pflegebedürftiger Senioren in ihrer gewohnten Wohnumgebung durch ad-hoc Vernetzung drahtloser Sensorknoten auf Basis von „Web Services for Devices“ Technologie

Es wird allgemein erwartet, dass Senioren mit Unterstützung intelligenter Assistenztechnologien weit länger als sonst üblich in ihrem gewohnten häuslichen Umfeld leben können, bevor eine betreute Unterbringung nötig wird. Gelingt dies, ist damit unzweifelhaft ein signifikanter volkswirtschaftlicher Nutzen und Gewinn an persönlicher Lebensqualität verbunden. Intelligente Assistenztechnologie verwendet als aktorische und sensorische Schnittstelle zunehmend sogenannte drahtlose Sensornetzwerke, die pervasiv die räumliche Umgebung und die Vitalfunktionen der Bewohner erfassen und einer komplexen Auswertung zuführen, wodurch ungewöhnliche oder gefährliche Ereignisse im Seniorenhaushalt sicher erkannt und ggf. Notdienste oder Betreuer alarmiert werden können. Drahtlose Sensornetzwerke als vernetzte, eingebettete Sensornetzwerke verfügen als üblicherweise mobile Geräte über dadurch bedingte kritisch beschränkte Ressourcen wie Energie, Rechenleistung und Kommunikationsreichweite. Daher sind die beim Entwurf vernetzter Systeme ansonsten durchgehend schichtenorientierten und standardisierten Kommunikationsparadigmen wie TCP/IP in Sensornetzwerken bisher kaum anzutreffen, sondern fast durchgängig proprietäre Lösungen. Darunter leidet die dringend notwendige vereinheitlichte Vernetzung der verschiedenen Sensor- und Aktorknoten massiv, was als einer der Gründe angesehen werden kann, warum drahtlose Sensornetze bisher noch nicht den Weg von der Wissenschaft in die industrielle Praxis geschafft haben. Aber selbst das Vorhandensein von TCP/IP auf den Knoten erfordert noch ganz erhebliche Anstrengungen und Middleware, um eine für den Anwender problemlos einfache Vernetzung der Sensoren zu ermöglichen. Es werden die Möglichkeiten und Grenzen der am Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik (IMD) der Uni Rostock maßgeblich mitentwickelten und 2006 mit dem EU-ITEA Forschungspreis ausgezeichneten Technologie „Web Services for Devices“ (s. www.ws4d.org) zur standardisierten drahtlosen Vernetzung heterogener Sensorknoten untersucht und erstmals eine prototypische Lösung für pervasives Gesundheitsmonitoring von Senioren konzipiert und realisiert. Die Validierung erfolgt in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Präventivmedizin (IPM), in dem schon große Erfahrungen im Monitoring auf Basis nichtstandardisierter Komponenten vorliegen. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit wird ein erheblicher wissenschaftlicher Fortschritt auf diesem Gebiet erwartet. Die Besonderheit des vorgeschlagenen methodischen Ansatzes besteht darin, dass sich mit Hilfe von „Web Services“ elegant und erstmals kohärent eine softwaretechnische Brücke von stark ressourcenbeschränkten Geräten bis hin zu mächtigen Konstrukten wie ServiceOrientierten Architekturen (SOA) schlagen lässt. Damit können die Geräte elegant in einer Plug-and-Play Technik vernetzt und in eine SOA eingebettet werden, was die Integration auf einen weit höheren Abstraktionsgrad hebt. Besondere Herausforderungen Die Ressourcenbeschränktheit stellt eine erhebliche Herausforderung dar. Die bereits am IMD geleisteten Voruntersuchungen zeigen, dass dieses ehrgeizige Ziel aber realistisch erreicht werden kann. Eine kritische Restriktion ist die erforderliche Robustheit und weitgehende Fehlertoleranz der Lösung. Hier sind neue Ansätze wie z.B. Eventing, Software-Watchdogs und Redundanz zu untersuchen. Den benötigten Echtzeitanforderungen ist durch neue Lösungsansätze Rechnung zu tragen.

http://www.ws4d.org

http://www.uni-rostock.de
http://www.inf.uni-rostock.de
http://www.imd.uni-rostock.de
http://www.ifasm.uni-rostock.de