Alternativen zu freiheitsentziehenden Maßnahmen

Was sind freiheitsentziehende Maßnahmen?

Menschen, Kinder, wie Erwachsene, die behindert sind, werden oft an Stühle oder Betten gegurtet, um sie vor sich selbst zu schützen oder um sie leichter Pflegen (handhaben) zu können. Manchmal verwendet man auch chemische Fesseln und setzt sie unter starke Medikamente. Diese Maßnahmen sind freiheitsentziehend. Mittlerweile gibt es zum Glück Gesetze, die einen richterlichen Beschluss vorsehen, bevor diese Maßnahmen z. B. bei Kindern in Einrichtungen angewendet werden dürfen.

Ein Beispiel

Ein körperlich und geistig behindertes Kind sitzt in einem Therapiestuhl (Ein besserer Bürostuhl der Sau teuer ist) und rutscht immer gerne mit dem Hintern nach vorne, was zu einer schlechten Haltung und zu einem krummen Rücken führt. Zum Schutz des Rückens möchte man das verhindern. Ein Gurt scheint da ein einfaches Mittel zu sein und so wird das Kind in den Stuhl gegurtet. So sitzen die Kinder Tag ein Tag aus in den Schulen und Fördereinrichtungen an ihre Stühle gegurtet. Muss das sein?

Es muss nicht immer ein Gurt sein!

Im Falle meines Sohnes fand ich einen anderen Weg. Die Idee war, einen Sensor zu entwickeln der Alarm schlägt, sobald mein Sohn seine Position zu seinem Nachteil verändert.

YAPI

(Y)et (A) nother (P)osture Ass(i)stent; ist ein System bestehen aus resistiven Kraftsensoren die von einem Mikrocontroller überwacht werden. Anfangs habe ich die Sensoren in das Kissen des Stuhls integriert, später dann in ein eigenes Kissen verbaut. Der Vorteil ist, da der Stuhl oft angepasst wird, musste ich jedes mal alles neu verkabeln. Und ein Sensorkissen kann man schnell auch einmal für etwas anderes benutzen.

Sensorkissen

Anfangs verwendete ich noch ein oder zwei Sensoren, dies führte aber immer wieder zu Fehlalarmen, da Kinder auch mal zappeln oder sich drehen. Die aktuelle Version (7.2019) benutzt 8 Sensoren.

Technische Herausforderungen

8 Kanäle auszuwerten ist nicht einfach. Jeder Sensor tickt ein bisschen anders. Mal sitzt das Kind ein bisschen anders auf dem Stuhl, mal ist das Kissen verrutscht. Wenn man sich den Wechsel von Sitzen und verrutschen ansieht, erhält man folgenden Graphen:

Ein Algorithmus muss her.

Künstliche Intelligenz dank neuronaler Netze

Man hört in letzter Zeit viel über künstliche Intelligenz, sie soll unser Leben einfache machen, auf Befehl Nachrichten verschicken, Autos lenken, Musik für uns auswählen. Technisch betrachtet geht es darum anhand bekannter Signale, Klassifizierungen zu erarbeiten, in die dann unbekannte Signale eingeordnet werden können, um die Signale in einen wirklichkeitsbezogenen Kontext zu bringen. Das ist so spröde, wie es klingt und es ist mehr künstlich als intelligent. Das Auto fährt zwar, weiß aber selbst nicht was es da tut. Für mein 8 Kanal Drucksensor-Problem ist es aber eine hinreichende Technik.

Wie funktioniert das?

Ein Controller misst ca. 1000-mal in der Sekunde die Drücke, die Hintern und Rücken des Kindes auf die Sensoren ausüben. Diese 8 Messwerte werden durch ein neuronales Netz (künstliches Nervennetz) geschickt welches lernfähig ist und die Messwerte bewertet.

0.0 Kind sitzt ganz schlecht, bis 1.0 Kind sitzt perfekt. Zusätzlich wird ein Alarm ausgegeben für werte < 0.5, der Schriller wird, je schlechter das Kind sitzt.

Die Praxis

Das Kind sitzt das erste Mal im Stuhl mit YAPI. Nun setze ich es gerade hin und teile dem neuronalen Netz mit das diese Position gut ist. Dann ein paar Varianten gutes und schlechtes Sitzen. Das Netz lernt sehr schnell und nimmt seine Arbeit auf.
In der Praxis hat mein Sohn keine Woche gebraucht, um selbst seine Haltung zu korrigieren, wenn der Alarm ertönt. Wenn er mal nicht selber reagiert, reicht es meistens, zu sagen sitz gerade. An Tagen an denen der Alarm oft zuhören ist es besser, ihn nicht in den Stuhl zu setzen.

Anwendungen

Denkbar wären noch viel mehr Anwendungen. Mann könnte auch Sensoren in Kleidung verbauen, die Belastung in Schuhen messen, ob die Orthesen das Gewicht richtig verteilen. Warnen, wenn Kinder in der Nacht versuchen, aus dem Bett zu klettern. Sicher wird es nicht immer möglich sein jeden Gurt und jede Barriere abzuschaffen. Man kann aber auch Gurte bauen die sich bezwingen lassen, sollte der Freiheitsdrang groß werden und dann Alarm schlagen, sollte es für das Kind gefährlich werden.

Code

Das Netz mit zwei hidden Layers ist ein Perzeptron mit Backpropagation, hier mal der Code, sorry aber ich hab das am Sonntag Nachmittag so hin gefetzt das läuft bei mir auf einen cortex M4 mit FPU:

YapiNet.c yapinet
YapiNet.h yapinet