Das Forschungsprojekt KI.ASSIST
Mit dem Projekt „KI.ASSIST – Assistenzdienste und Künstliche Intelligenz für Menschen mit Schwerbehinderung in der beruflichen Rehabilitation“ wurden erstmalig die aktuellen und zukünftigen Potenziale und Grenzen von Assistenzdiensten mit Künstlicher Intelligenz (KI) für die berufliche Rehabilitation von Menschen mit Behinderungen genauer untersucht. Das dreijährige Forschungsvorhaben wurde vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales aus Mitteln des Ausgleichsfonds gefördert und von vier Projektpartnern, dem Bundesverband Deutscher Berufsförderungswerke, der Bundesarbeitsgemeinschaft der Berufsbildungswerke, der Bundesarbeitsgemeinschaft Werkstätten für behinderte Menschen und dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, durchgeführt. Gemeinsam mit zehn Praxispartnern (drei Berufsförderungswerke, drei Berufsbildungswerke, drei Werkstätten für behinderte Menschen und ein Unternehmen) wurden ausgewählte Technologien in sogenannte Lern- und Experimentierräume (LER) eingeführt, erprobt und evaluiert.
Was sind Assistenzdienste mit Künstlicher Intelligenz?
„Künstliche Intelligenz“ (KI) besteht in der Regel meist aus einem Softwaresystem, das beispielsweise in großen Datenmengen Muster erkennen kann und mit Hilfe dieser Trainingsdaten neue Daten automatisiert interpretiert oder klassifiziert. Mit dem Einsatz von KI-Komponenten können heute neue Assistenzfunktionen in digitalen Hilfsmitteln realisiert werden. Marktreife Produkte nutzen häufig geläufige KI-Komponenten zur Bilderkennung oder Spracherkennung und eignen sich damit insbesondere zur Unterstützung der Sinneswahrnehmung von Menschen mit Seh- oder Hörbeeinträchtigungen. Über die Hälfte (53 %) der recherchierten 157 Technologien (Blanc u. Beudt 2022) waren Forschungsprojekte. Diese beschäftigen sich beispielsweise mit KI-Komponenten zur Emotionserkennung für die Unterstützung von Menschen mit psychischen Erkrankungen.
Audio-Chatbot als Orientierungshilfe
Der LER im Berufsförderungswerk (BFW) Halle richtet sich an erwachsene Menschen, die aufgrund einer Seheinschränkung ihren Beruf nicht oder nur eingeschränkt ausüben können. Die Rehabilitandinnen und Rehabilitanden sollten von der Navigationshilfe „Assist All“ bei der räumlichen Orientierung auf dem Gelände der Einrichtung unterstützt werden und sich mit Hilfe von Spracheingabe und Sprachausgabe auf dem Smartphone im BFW Halle selbstständig bewegen können. Das inklusive Leitsystem besteht aus digitalem Kartenmaterial, einer Web-App (eine browserbasierte Software), dem KI-gestützten Assistenten (Chatbot) und einem Content Management System (CMS) (➥ Abb. 1).
Starten die Nutzenden den Assistenten auf ihrem Smartphone, so können sie relevante Informationen zum Gelände, zum aktuellen Standort, zu den Gebäuden und zu den wichtigsten Zielpunkten des BFW Halle erfragen. Diese Informationen bestehen zum Beispiel aus Beschreibungen von Räumlichkeiten und können mit tagesaktuellen Informationen zu Veranstaltungen oder Ausbildungsplänen ergänzt werden. Die Inhalte und verfügbaren Zielpunkte der Web-App können durch die Fachkräfte des Berufsförderungswerks (BFW) Halle mit Hilfe des CMS angepasst werden.
Qualität und Nutzen des KI-gestützten Audio-Chatbots hingen dabei insbesondere von der Erhebung und Aufbereitung großer Mengen digitaler Daten und dem intensiven Training des KI-Moduls mit geläufigen Abfragen ab: Denn erst wenn der Audio-Chatbot eine zuverlässige Gesprächsführung gewährleistet, ist eine intuitive Nutzung des Systems möglich. Dann kann die Technologie für Menschen mit und ohne Behinderung von Nutzen sein.
Avatar überwacht den Stresspegel
Mit der Reha-Vorbereitung für Menschen mit psychischen Erkrankungen (z. B. Burnout, Depressionen oder Trauma) spricht das BFW Koblenz Menschen an, die keine akutmedizinische Betreuung (mehr) benötigen und grundsätzlich rehafähig sind, aber im Speziellen der besonderen Hilfe einer Reha-Vorbereitung mit psychologischer und sozialpädagogischer Betreuung bedürfen. Der Lern- und Experimentierraum im BFW Koblenz richtet sich mit einem KI-gestützten Stressmanagement-Training insbesondere an Rehabilitandinnen und Rehabilitanden dieser Maßnahme (➥ Abb. 2).
Der EmmA-Biofeedback-Trainer ist ein Forschungsprojekt des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) und soll insbesondere im klinischen Kontext eingesetzt werden – im Rahmen von Therapien für alle psychischen Erkrankungen, bei denen Emotionsregulation und Stressmanagement entscheidend sind, zum Beispiel Depression, posttraumatische Belastungsstörung oder ADHS (Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung). Die Nutzenden des Systems werden von einem digitalen Avatar angeleitet und sollen mit Hilfe von Atemübungen einen besseren Umgang mit Stress erlernen. Der Stresspegel der Teilnehmenden wird während der Sitzungen anhand der Atmungs- und Herzratenvariabilität mit Sensoren am Körper erfasst. Mit verschiedenen Aufgaben werden bei den Teilnehmenden kontrollierte Stresssituationen erzeugt, während diese weiterhin versuchen sollen, sich zu entspannen und ihre Herzratenvariabilität gleich zu halten. Gelingt ihnen das nicht, bekommen sie Feedback vom Avatar.
Bei der Durchführung der Trainingssitzung befanden sich die Nutzenden allein in einem hierfür vorbereiteten Raum. Das Training wurde im Anschluss an jede Trainingssitzung gemeinsam mit einer psychologischen Fachkraft reflektiert. Das Biofeedbacksystem kann auch präventiv bei Gesunden verwendet werden, um stressbedingte Krankheiten zu vermeiden. Im Rahmen von KI.ASSIST wurde auch die Anwendung im allgemeinen Arbeitsmarkt untersucht. Dabei wurde die notwendige therapeutische Begleitung im betrieblichen Kontext als eine wesentliche Hürde für den Einsatz in Unternehmen identifiziert.
Foto: BFW Koblenz
Foto: BFW München
Datenbrille unterstützt interaktiv bei Lernschwierigkeiten
Datenbrillen und die Software Frontline xMake werden heute bereits in der Industrie, beispielsweise in der Lagerlogistik, eingesetzt. Mit Hilfe der Technologie sollte im Lern- und Experimentierraum des BFW München eine sehr breite Zielgruppe von Menschen mit unterschiedlichsten Behinderungen bei der Ausbildung und Arbeit unterstützt werden. Dies betraf zum Beispiel Personen mit Lernschwierigkeiten, mit psychischen und mit körperlichen Beeinträchtigungen.
Die Software Frontline xMake assistiert beim Tragen von Datenbrillen durch vorprogrammierte Schritt-für-Schritt-Anleitungen (Workflows), die bei Bedarf von den Anwendenden per Sprachbefehl gesteuert werden können. Die Schritt-für-Schritt-Anleitungen erscheinen als Video, Bild oder Text auf dem Bildschirm der Datenbrille und können auch über den Lautsprecher der Datenbrille wiedergegeben werden. Die Nutzenden können Anleitungen per Sprache bestätigen, kommentieren oder abbrechen. Im besten Fall sollten die programmierten Workflows so eindeutig gestaltet sein, dass sich die Anwendenden selbstständig neue Fähigkeiten aneignen können. Als weitere KI-Komponente wurde ein System zu Bildererkennung erprobt. Hiermit sollten beispielsweise Arbeitsergebnisse geprüft oder kontextbezogene Informationen während der Nutzung der Datenbrille zur Verfügung gestellt werden. Auch ohne umfangreiche Programmierkenntnisse können die Betreuenden mit Programmierbausteinen des „Frontline Creator“ Schritt-für-Schritt-Anleitungen im Webbrowser erstellen und anpassen.
Zunächst wurde die Technologie in der IT- und Elektronikausbildung getestet. Dort wurden die Auszubildenden bei der Montage von Netzwerkkabeln angeleitet. Auf Basis der Erfahrungen aus der ersten Nutzung wurden weitere Anwendungsszenarien erstellt (➥ Abb. 3).
Projektergebnisse und Übertragbarkeit auf den ersten Arbeitsmarkt
Die Ergebnisse aus den LER wurden durch eine externe Evaluation und in einer internen Evaluation gemeinsam mit allen Projektbeteiligten zusammengetragen. Die Übertragbarkeit der Projektergebnisse auf den allgemeinen Arbeitsmarkt, wurde darüber hinaus in einer projektbegleitenden Arbeitsgruppe „Inklusive Arbeitswelt mit KI“ (Lippa 2022) diskutiert, die aus Vertreterinnen und Vertretern der Kostenträger, Leistungserbringer, technischen Beratungen und Inklusionsberatungen der Kammern, Interessenvertretungen der Menschen mit Behinderungen sowie Unternehmen bestand.
Forschungsprojekte und marktreife Produkte
Die Produktreife von Technologien hat in mehreren Dimensionen einen Einfluss auf deren Mehrwert. Dies ist hervorzuheben, da sich viele KI-gestützte Assistenztechnologien in der beruflichen Rehabilitation derzeit noch in der Erforschung befinden. Forschungsprototypen sind schwer zu beschaffen sowie häufig mit einem besonders hohen Einführungsaufwand verbunden, und die Kundenbetreuung seitens Forschungseinrichtungen ist wenig professionalisiert. Forschungsprototypen sowie komplexe und individualisierbare KI-Komponenten (wie im LER des BFW Halle und im LER des BFW Koblenz) erfordern vor der ersten Nutzung häufig eine besonders zeitintensive Datenerfassung und Datenaufbereitung, damit diese in der Praxis erfolgreich angewendet werden können. Einfache und weit verbreitete KI-Komponenten, wie Bild- und Spracherkennung, sind hingegen auf dem ersten Arbeitsmarkt bereits in vielen Technologien integriert (wie zum Bespiel bei der Datenbrille des LER im BFW München) und können mit verhältnismäßig wenig Aufwand als Hilfsmittel zur Barrierefreiheit angepasst werden. Weit verbreitete KI-Komponenten bieten zudem den Vorteil, dass diese meistens bereits mit großen Datenmengen vortrainiert wurden und mit hoher Zuverlässigkeit sofort einsatzbereit sind. In der Arbeitsgruppe „Inklusive Arbeitswelt mit KI“ wurde vor allem positiv bewertet, dass KI-Komponenten wie Spracheingabe, Bilderkennung und Navigationsunterstützung Hilfsmittel sind, die auch für Menschen ohne Behinderung im Arbeitsalltag einen Mehrwert darstellen können. Solche Systeme sprechen eine sehr große Zielgruppe an und haben somit besonders gute Chancen auf einen inklusionsfördernden Einsatz in Unternehmen.
Personalressourcen und Kompetenzen
Unabhängig von der Produktreife mussten die Fachkräfte in den LER-Einrichtungen jeweils zwischen einem und drei Personenmonaten investieren, um die Technologien an die jeweiligen Bedürfnisse anzupassen. Im Fall des BFW Halle musste zunächst das Gelände der Einrichtung in die Software digital eingepflegt und anschließend die Informationen des Chatbots mit möglichst vielen Daten und Abfragen trainiert werden. Das BFW München nahm Arbeitsanweisungen in kurzen
Videos und Audio-Beiträgen auf und verknüpfte diese im Programmcode der Software miteinander. Auch für die Bilderkennung musste in diesem LER ein möglichst großer Datensatz mit Fotos für das Training der KI erstellt werden. Die Fachkräfte und Therapeutinnen/Therapeuten im BFW Koblenz konnten den Ablauf der Trainingssitzungen mit Hilfe eines Autorensystems selbstständig auf die Bedürfnisse der Rehabilitandinnen und Rehabilitanden anpassen. Es ist an diesen Beispielen erkennbar, dass die Einführung unterschiedlicher Technologien auch sehr unterschiedliche Kompetenzen auf Seiten der Fachkräfte erfordern. Für die Erstellung von Trainingsdaten kann es notwendig sein, dass Bilder und Videos, digitale Daten eines Geländes oder auch didaktische Konzepte für Lerninhalte erstellt werden. Auch für den fortlaufenden Einsatz der Technologien, kann eine Begleitung durch besonders geschulte Fachkräfte, wie beispielsweise die Therapeutinnen und Therapeuten im BFW Koblenz, notwendig sein. Langfristig ist es jedoch möglich, dass viele KI-gestützte Assistenzdienste Fachkräfte entlasten und die Qualität der Rehabilitation steigern, indem diese von den Nutzenden selbstständig und selbstbestimmt im Alltag verwendet werden können. Für kleine Organisationen und Unternehmen ist die Einführung und dauerhafte Nutzung KI-gestützter Assistenzsysteme für die berufliche Rehabilitation derzeit noch herausfordernd. Große Unternehmen und Organisationen können hier jedoch eine Rolle als Wegbereiter übernehmen.
Datenschutz und rechtliche Regularien
Mit der Einführung KI-gestützter Systeme zur Unterstützung von Menschen in der beruflichen Rehabilitation gehen neue ethische und rechtliche Fragen einher (Feichtenbeiner et al. 2022). Der Schutz personenbezogener Daten ist dabei nur ein Teilaspekt. Ein weiterer Aspekt sind die speziellen Erfordernisse für die Finanzierung und Förderung des Einsatzes von Hilfsmitteln mit Künstlicher Intelligenz. Neben der Durchführung der Arbeitsgruppe „Ethik und KI“ wurden hierfür im Rahmen von KI.ASSIST zwei Rechtsexpertisen (Busch et al. 2022; Borges 2022) in Auftrag gegeben.
Die Projektpartner strebten zum Schutz der Teilnehmenden in den LER bei der Anpassung der Technologien einen möglichst restriktiven Umgang mit personenbezogenen Daten an. Bei der späteren Erprobung der Technologien zeigte sich jedoch vereinzelt, dass das LER-Szenario hinsichtlich des Datenschutzes zu streng und damit entgegen den Wünschen und Interessen der LER-Teilnehmenden gestaltet wurde. Im Fall der Trainingssitzungen für das System EmmA im BFW Koblenz wünschten sich beispielsweise einzelne Personen die Möglichkeit, die Trainingssitzungen aufzuzeichnen und zu speichern, um diese im Nachgang anschauen und die persönliche Entwicklung nachvollziehen zu können. Dieses Beispiel zeigt, dass es meistens sinnvoll ist, wenn die Nutzenden der Technologien durch Einstellungsmöglichkeiten an der Software im Sinne der Datensouveränität (Kähler 2022) selbst über den Umgang mit ihren Daten entscheiden können.
Im Hinblick auf die rechtlichen Regularien für den Einsatz von KI wurde neben dem Datenschutz auch die finanzielle Förderfähigkeit von KI-gestützten Hilfsmitteln betrachtet. Eine Rechtsexpertise (Busch et al. 2022) stellte dabei unter anderem fest, dass es bezüglich der Zuständigkeiten für die Leistungsübernahme durch die Kostenträger rechtlich komplexe und fließende Abgrenzungslinien gibt, die – zunehmend – zu hinterfragen sind. Hier sind in Zukunft insbesondere die Kostenträger gefragt, um gemeinsam mit den Akteuren Lösungsansätze zu entwickeln.
Empfehlungen und Ausblick
Aus den Ergebnissen haben die Projektverantwortlichen Empfehlungen erarbeitet. Auf Organisationsebene empfiehlt KI.ASSIST beispielsweise den Aufbau von Partnernetzwerken sowie personellen Ressourcen und Kompetenzen zur Durchführung von Innovationsprojekten im Bereich Digitalisierung und KI. Die Empfehlungen in Bezug auf die Rahmenbedingungen in der beruflichen Reha richten sich an Beratungsinstitutionen, Rehabilitationsträger und an die Politik. Mit diesen Empfehlungen sollen Menschen in der beruflichen Rehabilitation zukünftig einen einfachen Zugang zu Informationen bezüglich Assistenzdienste mit Künstlicher Intelligenz erhalten und diese Hilfsmittel bei Bedarf auch nutzen können. Forschende und Entwickelnde werden von KI.ASSIST dazu aufgerufen, neue Technologien praxisnah und partizipativ entsprechend den Bedürfnissen von Menschen mit Behinderungen zu entwickeln.
Einige Fragestellungen konnten im Rahmen von KI.ASSIST noch nicht abschließend betrachtet werden. Aufgrund der schnell voranschreitenden technischen Entwicklung ist zukünftig zu klären, wie eine fortlaufende Aufbereitung zum Stand und zur Entwicklung KI-gestützter Assistenztechnologien aussehen kann.
Interessenkonflikt: Der Autor gibt an, dass kein Interessenkonflikt vorliegt.
Literatur
Blanc B, Beudt S: Monitoring KI-gestützter Assistenztechnologien für Menschen mit Behinderungen. Stand der Entwicklungen und Trends. Ergebnisbericht des Projekts KI.ASSIST. Bundesverband Deutscher Berufsförderungswerke e. V., 2022.
Borges G: Rechtsfragen von KI-Systemen in der beruflichen Rehabilitation für Menschen mit Schwerbehinderung. Datenschutz, Haftung und KI-Regulierung. Rechtliche Expertise im Projekt KI.ASSIST. Bundesverband Deutscher Berufsförderungswerke e. V., 2022.
Busch D, Rabe-Rosendahl C, Kothe W:. Rechtsfragen von KI-Systemen in der beruflichen Rehabilitation für Menschen mit Schwerbehinderung. Arbeitsschutz-, Teilhabe- und Rehabilitationsrecht. Rechtliche Expertise im Projekt KI.ASSIST. Bundesverband Deutscher Berufsförderungswerke e. V., 2022.
Feichtenbeiner R, Stähler L, Beudt S: Ethik, KI und Menschen mit Behinderungen. Ethische Leitlinien und methodische Ansätze für inklusive Künstliche Intelligenz. Ergebnisbericht des Projekts KI.ASSIST. Bundesverband Deutscher Berufsförderungswerke e. V., 2022.
Kähler M: Datensouveränität, KI und Menschen mit Behinderungen. Konzepte, Analysen und Maßnahmen. Ergebnisbericht des Projekts KI.ASSIST. Bundesverband Deutscher Berufsförderungswerke e. V., 2022.
KI.ASSIST-Projekt: KI-Technologien und berufliche Teilhabe von Menschen mit Behinderungen. Ergebnisse und Empfehlungen aus dem Projekt KI.ASSIST. Bundesverband Deutscher Berufsförderungswerke e. V., 2022.
Lippa B: Inklusive Arbeitswelt mit Künstlicher Intelligenz. Impulse aus der projektbegleitenden Arbeitsgruppe. Ergebnisbericht des Projekts KI.ASSIST. Bundesverband Deutscher Berufsförderungswerke e.V., 2022.
Thieke-Beneke M, Stock J, Lippa B, Biedermann J, Stähler L, Feichtenbeiner R: Die KI.ASSIST Lern- und Experimentierräume zur Erprobung KI-gestützter Assistenztechnologien. Von der Konzeption bis zur Umsetzung. Ergebnisbericht des Projekts KI.ASSIST. Bundesverband Deutscher Berufsförderungswerke e. V., 2022.
doi:10.17147/asu-1-204758
Einleitung
„Systeme der künstlichen Intelligenz (KI) sind vom Menschen entwickelte Softwaresysteme (und gegebenenfalls auch Hardwaresysteme), die in Bezug auf ein komplexes Ziel auf physischer oder digitaler Ebene handeln, indem sie ihre Umgebung durch Datenerfassung wahrnehmen, die gesammelten strukturierten oder unstrukturierten Daten interpretieren, Schlussfolgerungen daraus ziehen oder die aus diesen Daten abgeleiteten Informationen verarbeiten, und über das bestmögliche Handeln zur Erreichung des vorgegebenen Ziels entscheiden. KI-Systeme (...) sind auch in der Lage, die Auswirkungen ihrer früheren Handlungen auf die Umgebung zu analysieren und ihr Verhalten entsprechend anzupassen“ (Hochrangige Expertengruppe für Künstliche Intelligenz der EU-Kommission: Eine Definition der KI: Wichtigste Fähigkeiten und Wissenschaftsgebiete, EU-Kommission, Brüssel, April 2019, S. 6).
Die neue ASU-Serie beleuchtet in loser Folge verschiedene Forschungsprojekte und -initiativen, wo KI am Arbeitsplatz heute erprobt wird oder schon zum Einsatz kommt.
Im ersten Beitrag stellt der Projektreferent von KI.ASSIST beim Bundesverband der Berufsförderungswerke, Herr Michael Thieke-Beneke, drei Anwendungsbeispiele vor, wie künstliche Intelligenz inklusive Arbeit gestalten kann. Hanns Wildgans
Kernaussagen
Info
Projektbezeichnung: KI.ASSIST – Assistenzdienste und Künstliche Intelligenz für Menschen mit Schwerbehinderung in der beruflichen Rehabilitation
Projektlaufzeit: April 2019 bis Mai 2022
Weitere Infos unter: www.ki-assist.de
E-Mail: info@ki-assist.de
Kontakt
Foto: BV BFW/Christian Kruppa
Das PDF dient ausschließlich dem persönlichen Gebrauch! - Weitergehende Rechte bitte anfragen unter: nutzungsrechte@asu-arbeitsmedizin.com.
Hier finden Sie weitere Beiträge der Serie "Künstliche Intelligenz".
