Die Revo­lution tragbarer Gesund­heits­tech­nologien

Das Projekt EU-TRAINS, das von der Europäischen Union finanziert und vom österreichischen Forschungszentrum Silicon Austria Labs koordiniert wird, strebt eine Revolution tragbarer Technologien zur Fitness- und Gesundheitsüberwachung an. Dies wird durch eine Kombination hochmoderner Sensoren mit Technologien zur Integration in Textilien sowie der Anwendung von Edge-KI-Techniken ermöglicht. Damit soll das Verständnis von Vitalparametern für ein breites Spektrum von Nutzern aus der Sportwissenschaft, der Medizin aber auch der breiten Öffentlichkeit verbessert werden – mit Anwendungsmöglichkeiten in der Leistungskontrolle für Sportler oder der Fernüberwachung im Gesundheitswesen.

Tragbare Gesundheitstechnologien – also Geräte wie Fitness-Tracking-Uhren oder -Armbänder, aber auch intelligente, mit Sensorik ausgestattete Textilien, die Vitalparameter messen – erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Diese Geräte wurden in den letzten zehn Jahren stark verbessert, dennoch gibt es noch Optimierungsbedarf in einigen Bereichen. Genau an diesen Stellen setzt das von der EU finanzierte Projekt EU-TRAINS an. Durch die Integration von Sensoren zur Messung von Vitalparametern, Mikrocontrollern und Datenkommunikationseinheiten in Kleidungsstücke und tragbare Geräte zielt EU-TRAINS darauf ab, Fitness- und Gesundheitsanwendungen zu revolutionieren und ihre Funktionalität in anspruchsvollen Umgebungen wie z.B. beim Training im Wasser zu verbessern.

Das Projekt wird von Silicon Austria Labs (SAL) koordiniert und ist eine Zusammenarbeit von 18 wissenschaftlichen und industriellen Partnern aus neun europäischen Ländern. Zusätzlich leitet SAL das Arbeitspaket für Elektronikdesign und -integration und stellt topmoderne Laboreinrichtungen zur Verfügung, um Tests an tragbaren integrierten Sensoren und Mikrocontrollern durchzuführen, bevor diese in der Praxis von realen Testpersonen geprüft werden.

Jörg Schotter, Projektkoordinator und Staff Scientist für Electronic Sensors berichtet über SALs Forschungskapazitäten: "In unserem Validation Lab am SAL-Standort in Graz können wir die benötigte Sensorik und Elektronik unter verschiedenen Umweltbedingungen wie hoher oder niedriger Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Vibrationen testen. Wir werden auch den Korrosionseffekt in salzhaltiger Umgebung prüfen, was insbesondere für Personen, die tragbare Technologien beim Schwimmen im Meer verwenden, von Bedeutung ist."

Fit und gesund von zu Hause aus: Tragbare Geräte zur gesundheitlichen Fernüberwachung

Die Selbstkontrolle beim Sporttraining erfordert zuverlässige Daten über Vitalparameter, die in Echtzeit geliefert werden. Sowohl die Allgemeinheit als auch professionelle Athletinnen nutzen bereits tragbare Geräte, um ihre Leistung und ihre physiologischen Reaktionen verfolgen zu können. Um diese Vitalparameter wie zum Beispiel Herz- oder Atemfrequenz besser verwalten und überwachen zu können, zielt EU-TRAINS darauf ab, Datenübertragungstechniken mit geringer Latenzzeit und hoher Robustheit zu entwickeln, die sowohl für Sport an Land als auch im Wasser geeignet sind. Um die Menge der zu übermittelnden Daten zu reduzieren, wird das Projektteam Edge-KI-Techniken implementieren; das bedeutet, die Daten werden auf der Ebene der Sensoren und des Mikrocontrollers vorverarbeitet, bevor sie an die Peripheriegeräte (zum Beispiel Smartphones) und die damit verbundenen Cloud-Dienste übermittelt werden.

Des Weiteren spielen tragbare Gesundheitstechnologien eine große Rolle in der medizinischen Fernversorgung, was erst vor kurzem durch die COVID-19-Pandemie unterstrichen wurde. Bei EU-TRAINS liegt ein weiterer Fokus auf der Entwicklung von nutzerfreundlichen Überwachungsgeräten, die Patienten routinemäßig zu Hause tragen können. Durch die nahtlose Integration von Messgeräten in Kleidungsstücken können Behandlungen von zu Hause überwacht werden. So können lange Krankenhausaufenthalte vermieden werden, was die Lebensqualität betroffener Patienten und deren Pflegepersonen erhöht.

Forschungskonsortium für ein besseres europäisches Gesundheitswesen

EU-TRAINS vereint Expertise aus Österreich, Deutschland, Italien, Frankreich, den Niederlanden, Finnland, Polen, der Ukraine und Spanien. Das Konsortium besteht aus führenden Forschungsinstitutionen sowie Industriepartnern, die alle das Ziel vereint, tragbare Gesundheitstechnologien zu revolutionieren. 

Durch die Bündelung der europäischen Stärken in der Halbleiterindustrie zielt EU-TRAINS darauf ab, eine vollständig europäische Wertschöpfungskette für halbleiterbasierte Geräte in verschiedenen Gesundheitssystemen zu ermöglichen und Europa einen Wettbewerbsvorteil bei sensorgestützten Gesundheitstechnologien zu verschaffen.
 

Partnerunternehmen:

Silicon Austria Labs GmbH | Ludwig Boltzmann Gesellschaft – Österreichische Vereinigung zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung | Sansirro Gmbh | Deutsche Sporthochschule Köln | Stmicroelectronics Srl | CUBIT - Consortium Ubiquitous Technologies S.c.a.r.l | Universita Di Pisa | Xtremion Technology Forschungsgesellschaft Mbh | STmicroelectronics (Alps) SAS | VALOTEC | Stichting Imec Nederland | Kubios Oy | Dac.digital Spolka Akcyjna | National Technical University Of Ukraine Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute | Siec Badawcza Lukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki I Fotoniki | Technische Universität Chemnitz | Technische Universiteit Eindhoven | Medtronic Iberica Sa