Roboter erfasst COVID-Symptome aus der Ferne

Roboter sollen künftig potenzielle COVID-19-Patienten auf Symptome überprüfen, die für Ärzte und Pflegepersonal gefährlichste Aufgabe in der anhaltenden Corona-Pandemie.

Entwickelt haben sie Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT), des Brigham and Women’s Hospital und des Laufroboterspezialisten Boston Dynamics.

Sensoren im direkten Nahbereich

Der vierbeinige Roboter, der entfernt an einen Hund erinnert, braucht den Patienten nicht zu berühren. Er untersucht ihn per Fernmessung. Gesteuert wird er von einem Gerät, das einer Spielekonsole ähnelt. Der behandelnde Arzt kann den Patienten auch Fragen stellen, ohne sich im gleichen Raum befinden zu müssen. “Zu unseren Zielen gehört es, Menschen mithilfe von Automatisierung und Robotik von gefährlichen Aufgaben zu befreien”, sagt MIT-Postdoktorand Henwei Huang.

Der Roboter misst Hauttemperatur, Atem- und Pulsfrequenz sowie die Blutsauerstoffsättigung aus einer Entfernung von zwei Metern. Das gelingt mit vier Kameras, die in unterschiedlichen Frequenzbereichen arbeiten. Die Infrarotkamera misst per Algorithmus die Atemfrequenz und die Hauttemperatur. Daraus errechnet ein weiterer Algorithmus die Körpertemperatur. Auch Raumtemperatur und Entfernung zum Patienten werden berücksichtigt.

Rückschlüsse aus Farbänderungen

Für die Messung der Atemfrequenz haben sich die Forscher eine raffinierte Methode ausgedacht. Beim Ausatmen blähen die Patienten die Maske auf, die sie tragen. Da die Atemluft in der Regel wärmer ist als die der Umgebung, liefert die Infrarotkamera ein entsprechendes Signal, aus der die Frequenz errechnet wird. Die drei weiteren Kameras arbeiten bei Wellenlängen von 670, 810 und 880 Nanometern.

Durch den Vergleich der Bilder lassen sich marginale Farbänderungen ermitteln, die entstehen, wenn Hämoglobin in Blutzellen an Sauerstoff bindet und durch Blutgefäße fließt. Daraus lassen sich Pulsfrequenz und Blutsauerstoffsättigung errechnen. “Wir freuen über diese Partnerschaft mit der Industrie, in der Forscher mit Ingenieur- und Robotikkenntnissen mit klinischen Teams des Krankenhauses zusammengearbeitet haben, um anspruchsvolle Technologien ans Bett zu bringen”, unterstreicht MIT-Assistenzprofessor Giovanni Traverso.

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