Mit der "MAKE Assistive Technologies Challenge" den Unterschied machen

Dank des Engagements von Studentinnen und Studenten der EPFL wurden im vergangenen Semester sechs Prototypen entwickelt, die Menschen mit körperlichen oder geistigen Behinderungen helfen sollen.

Letzten Monat haben im SPOT , dem Makerspace der EPFL, sechs Teams von Studentinnen und Studenten ihre Semesterprojekte im Rahmen der Make Assistive Technologies Challenge (ATC) vorgestellt, die von der HackHealth Association organisiert wird. Ihre Arbeiten, die über den Makerspace ausgestellt wurden, bestanden aus technologischen Lösungen, die auf die besonderen Bedürfnisse von Menschen mit Behinderungen, den sogenannten "Challengern", zugeschnitten sind. Sie alle beinhalteten unzählige Arbeitsstunden, unter anderem durch einen Hackathon, der ebenfalls von HackaHealth organisiert wurde.

"Ich engagiere mich in einer Reihe von Aktivitäten rund um den Unterricht, aber für mich ist die Make Assistive Technologies Challenge immer der Höhepunkt des Jahres", erklärt Auke Ijspeert, Professor an der EPFL und Mitbetreuer des ATC. "Es ist wunderbar, Zeuge der Leidenschaft und Kreativität der Schüler zu werden und zu sehen, wie sie starke Bindungen zu den Herausforderern aufbauen. Dieses Lehrprogramm, das von der Hackahealth Association ins Leben gerufen wurde, ist eines der besten an der EPFL. Die Studierenden erwerben zahlreiche technische und Managementfähigkeiten, sie erstellen Prototypen von A bis Z, und ihr Engagement wirkt sich positiv auf Menschen aus, die bei technologischen Entwicklungen oft auf der Strecke bleiben." Die Assistenzprofessorin Tenure Track Josie Hughes und der Professor Silvestro Micera teilen sich die Aufsicht über die Veranstaltung mit Auke Ijspeert.

Die Herausforderung besteht darin, interdisziplinäre Semesterprojekte zu entwickeln, die sich mit den konkreten Problemen von Menschen mit Behinderungen befassen. Das Programm ist so konzipiert, dass es praktische Erfahrungen durch die Zusammenarbeit mit den eigentlichen Endnutzern vermittelt und aufzeigt, wie technische Fähigkeiten und Kenntnisse der Gesellschaft zugute kommen können. Eine Open-Source-Anwendung zur Vereinfachung von Fahrten mit Öffentlichen Verkehrsmitteln in der Schweiz, ein modifizierter Kickertisch für Kinder mit Zerebralparese, leichtere Interaktionen mit Technologien für Menschen mit Sehbehinderungen... Alle Projekte basieren auf der gleichen Motivation: einen Unterschied im Leben dieser Menschen zu machen.

Ein ungewöhnliches Semesterprojekt

"Ich habe mich für die MAKE-Herausforderung in Assistiver Technologie entschieden, weil ich an einem Projekt mit echten Auswirkungen arbeiten wollte, das wirklich jemandem helfen kann", erklärt Louis Duval, Student an der Neuro-X. Er half bei der Anpassung eines Videospiels für sehbehinderte Menschen. Zusammen mit seinen Teammitgliedern verbrachte er sein Semester damit, den Quellcode von Super Tux Kart, einem Autorennspiel, so zu ändern, dass ein blinder Vater mit seinem Kind, das keine Sehbehinderung hat, spielen kann. Super Tux Kart ist eine Open-Source-Software. Das Team arbeitete daran, dem blinden Vater Informationen über die Rennstrecke mit taktilem Feedback oder Sprachanweisungen zu übermitteln. Die Schüler entwarfen eine Schnittstelle mit sensorischem Feedback durch Vibration, damit der Benutzer spüren kann, in welche Richtung er drehen muss. Außerdem veränderten sie das Menü, um sehbehinderten Menschen das Navigieren zu erleichtern.

Barbara de Groot, Studentin im Masterstudiengang Robotik, trug zur Entwicklung eines interaktiven Spiels mit dem Titel "Cowniverse" bei, das für Kinder im Schulalter mit Zerebralparese bestimmt ist. "Der Gedanke, etwas zu schaffen, das für andere Menschen von Bedeutung sein könnte, war für uns eine wesentliche Motivation", erklärte sie. Barbara de Groot und ihre Partner betonten die Teamarbeit beim Bau des Prototyps und waren begeistert von der Herausforderung, Kinder mit Behinderungen trotz ihrer motorischen Defizite zum gemeinsamen Spielen zu ermutigen. Um Cowniverse zu spielen, müssen sie lernen, zusammenzuarbeiten und gemeinsam eine Kuh durch einen Parcours mit Hindernissen zu führen. Nach mehreren Versuchen stellten die Schüler fest, dass größere Knöpfe der Schlüssel zu spielerischen Interaktionen und Bedienkomfort für Kinder waren.

"Wir stehen in direktem Kontakt mit den Herausforderern, verbessern unseren Prototypen bei jeder Interaktion, indem wir ihr Feedback einbeziehen, und diese Erfahrung ist wertvoll", erklärt Eliser Josan Romero, ebenfalls Masterstudent bei Neuro-X. Er freut sich über die Gelegenheit, praktische Erfahrungen zu sammeln und auf konkrete Ziele hinzuarbeiten. Mit seinen Teamkollegen arbeitete er an der Entwicklung einer App namens "Helpie", die die Nutzung der Öffentlichen Verkehrsmittel in der Schweiz erleichtern soll. "Es ist eine Reise-App, die Menschen mit geistiger Behinderung hilft, die Öffentlichen Verkehrsmittel von A nach B zu benutzen, indem sie den Prozess vereinfacht. Die SBB-App ist für Menschen mit kognitiven Beeinträchtigungen schwer zu bedienen, daher ist die Idee, ihren Stress zu minimieren, indem wir ihnen helfen, mehr Autonomie zu erlangen", erklärt er. Im Jahr 2023 hatten Studenten eine App entwickelt, die sehbehinderten Menschen helfen sollte, einen freien Sitzplatz in Zügen zu finden.

"Wir haben einen Kickertisch umgebaut, um Kinder mit motorischen Defiziten zum gemeinsamen Spielen zu ermutigen", erklärt Armance Nouvel, Studentin im Masterstudiengang Robotik. Wir haben das Spiel rekonfigurierbar gemacht und die Griffe motorisiert und verlängert, damit die Ergotherapeuten den Kindern beim Spielen helfen können." Die Änderungen, die alle in Zusammenarbeit mit Ergotherapeuten entwickelt wurden, umfassen u. a. spezielle Befestigungen, die zu den Griffen hinzugefügt wurden, damit die Kinder ihren Griff beibehalten können.

"Es ist immer interessant, Alltagsgegenstände für den Benutzer zugänglich zu machen, in unserem Fall für einen 19-jährigen Erwachsenen mit Hemiplegie", erklärt Alec Parrat, Student im Masterstudiengang Mikrotechnik. Er hat Schwierigkeiten, seine rechte Hand zu benutzen, und es war spannend, eine maßgeschneiderte Spielkonsole zu bauen, die es ihm ermöglicht, beide Hände zu benutzen." Zusammen mit seinen Teammitgliedern hat er das Äußere einer Xbox verändert, indem er die Platzierung der Tasten speziell für die Hand des halbseitig gelähmten Herausforderers optimiert hat. Das Team plant, seine Do-it-yourself-Strategie zur Anpassung der Konsole der Öffentlichkeit als Open Source zur Verfügung zu stellen.

"Wir haben beschlossen, uns darauf zu konzentrieren, die wissenschaftliche Gemeinschaft für sehbehinderte Menschen zugänglich zu machen", erklärt Linkai Dai, Masterstudent der Biowissenschaften. Das Projekt ist um die Bedürfnisse einer bestimmten Person herum konzipiert, eines sehbehinderten Studenten an der EPFL. Es hat jedoch ein Potenzial für alle Wissenschaftler mit dieser Behinderung auf der ganzen Welt, indem es die weit verbreitete LaTeX-Software mit Screenreadern kompatibel macht. Letztere wandeln Text in Audio um. LaTeX ist eine Software zur Erstellung von Dokumenten, mit der wissenschaftliche Artikel mit komplexen Gleichungen verfasst werden können. Das Team hat ein Plugin entwickelt, das eine mit Screenreadern kompatible Datei erzeugt.

Die Realität der Entwicklung von Prototypen

Die Make Challenges bieten den Studentinnen und Studenten auch die Möglichkeit, sich mit der Komplexität der Interdisziplinarität auseinanderzusetzen und während ihres Studiums mit den Einschränkungen der realen Welt zu arbeiten.

Eliser Josan Romero fand es beispielsweise schwierig, in einem einzigen Semester eine App in Verbindung mit proprietärem Code zu entwickeln - ganz zu schweigen davon, dass er für das Design der App eine völlig neue Programmiersprache erlernen musste. Nach seinen Worten hätte das Team diese Herausforderungen "mit Online-Kursen und schlaflosen Nächten" gemeistert.

Ebenso haben sich Alec Parrat und sein Team mit der komplexen Aufgabe auseinandergesetzt, ein kommerzielles Produkt wie die Xbox zu verändern. "Die größte Herausforderung, vor der wir standen, war der fehlende Zugang zu den technischen Spezifikationen. Wir mussten unser Projekt anpassen, indem wir das Äußere veränderten, ohne die ursprünglichen Schaltkreise anzutasten. Dank der Expertise der Assistenten und Techniker des SPOT, die uns mit ihrem Know-how in den Bereichen Löten, Elektronik und 3D-Druck unterstützten, gelang es uns, ein Produkt von professioneller Qualität herzustellen."

Zur Entwicklung des LaTeX-Plugins fügt Linkai Dai hinzu, dass es bei diesem Projekt zwar hauptsächlich darum ging, Code zu ändern, aber "bei SPOT zu sein, hat die Teamarbeit und die Meetings erleichtert".