Iterative Modellverfeinerung und Kalibration durch die Fusion von Daten aus ambienter und ohrnaher Sensorik
Andreas Hein
Tania Zieschang
Die Messung von Mobilitätsmaßen (Schrittanzahl, Schrittlänge, Gehgeschwindigkeit etc.) mit mobiler Sensorik basiert auf biomechanischen Modellannahmen von gesunden Menschen. Die Trennung von pathologischen Veränderungen bzw. umgebungs-/kontextabhängigen Abweichungen gegenüber dem Normalmodell ist daher oft nicht möglich. Zusätzlich besteht eine Lücke zwischen Leistung (z.B. Gehgeschwindigkeit im Alltag) und Leistungsfähigkeit (Gehgeschwindigkeit unter standardisierten Testbedingungen und Beobachtung).
Ziel dieses Promotionsprojekts ist daher die Integration von Messungen mit mobilen ohrnahen Sensoren (IMUs, etc.) mit hochauflösender ambienter Sensorik (Tiefenbildkameras, Laserscanner, Radar etc.) in standardisierten Messumgebungen (Hellmers, 2021), die für die selbständige Ausführung standardisierter Assessments sowohl eine Anleitung als auch Hinweise zur korrekten Ausführung bieten. Diese Messumgebung kann in halböffentlichen Bereichen (Sportvereine, kommunale Bereiche, Hausärzte, Hörgeräteakustiker) installiert werden und erlaubt ggf. auch eine anonyme Nutzung. Die technische Verarbeitungskette erlaubt die Integration der mobilen Daten (Beschleunigungs- und Gyroskopdaten in ihren jeweiligen Koordinatensystemen) mit den Kameradaten (inklusive Gelenkinterpolation und Analyse der Gesamtkörperbewegung und Erfassung des Aufgabenkontexts) sowie der Anpassung der Messumgebung an das spezifische Assessment sowie den individuellen (häuslichen) Kontext (z.B. Aufstehen bei standardisierten Sitzhöhen vs. Sitzhöhe der eigenen Stühle zuhause). Aus der Fusion der Daten sollen zum einen die Lücke zwischen Alltagsmessungen und standardisierten klinischen Messungen geschlossen (Transformation der mobilen Daten) und zum anderen individuelle Modelle für die genauere Analyse der mobilen Daten (Transformation in individuelle Modelle) abgeleitet werden. Darüber hinaus sind die Rahmenbedingungen für die Nutzung der assistiven Umgebungen (Akzeptanz und Compliance) sowie adäquate Methoden der Mensch-Technik-Interaktion mit der assistiven Umgebung zu untersuchen.