Ziel des Projektes ist die gemeinsame Entwicklung eine Lösung für das Monitoring situationsabhängiger psycho-physischer Belastungen bei Soldatinnen und Soldaten mittels verschiedener drahtloser körpergetragener bzw. in Kleidung/Ausrüstung integrierter Bio-Sensoren. Die Daten des als echtzeittauglich konzipierten körpergetragene Sensorsystems sollen mittels intelligenter Sensorfusion und Datenanalyse zur objektiven Einsatz im militärische Schulungs-, Trainings- und Einsatzszenarien dienen. Die Analyse der szenarienspezifischen Belastungsparameter sowie die Optimierung der körperlichen Leistungsfähigkeit bei gleichzeitiger Reduktion der Gefahren- bzw. Sicherheitsproblemstellungen durch körperliche und/oder kognitive Übermüdung sind wesentliche Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte in diesem Projekt.
Ausgangssituation und Motivation:
Je nach militärischer Tätigkeit kommt es zu völlig unterschiedlichen Anforderungen bzw. psycho-physiologischen Belastungsmustern. Die psycho-physiologische Leistungsfähigkeit ist in Folge des hohen Technisierungsgrades militärischer Arbeitsaufgaben von zentraler Bedeutung für die erfolgreiche Auftragserfüllung. Relevante Studien aus dem militärischen Bereich sind häufig schwer zugänglich oder unter Verschluss. Publizierte Studien aus dem zivilen Forschungsbereich und daraus abgeleitete Erkenntnisse können jedoch meist nicht bzw. nur tlw. übertragen werden. Beispielsweise ist die Kombination aus Hitze und körperlicher Arbeit eine der größten Belastung für den menschlichen Organismus, die innerhalb kurzer Zeit zu starken Leistungseinbußen und gesundheitlich kritischen Situationen führen kann. Tätigkeiten in spezieller militärischer Funktionsbekleidung stellen hochintensive körperliche Belastungen dar und erfordern für ein gezieltes Risiko- und Belastungsmanagement die Erhebung und Beurteilung von Parametern auf Basis leistungsdiagnostischer Kenngrößen und Analysen.
Jüngste Entwicklungen im Bereich tragbarer Bio-Sensorik erlauben, auf Grund höherer Leis-tungsfähigkeit, Messgenauigkeit und Laufzeiten bei gleichzeitig deutlicher Reduktion von Größe und Kosten, neue Möglichkeiten zur Umsetzung eines echtzeittauglichen drahtlosen körpergetragenen Sensorsystems zur Messung von psycho-physischen Beanspruchungsparametern bei Soldaten/-innen. Mobile Spirometrielösungen und am Körper getragene Sensoren erlauben exakte Beanspruchungssanalysen in realitätsnahen Szenarien („Feldtests“).
Ziele und Innovationsgehalt:
Das Ziel von VitalMonitor ist es ein System für ein echtzeitnahes Monitoring der situationsabhängigen physiologischen Beanspruchung von Soldaten/innen im Rahmen von Schulungs- und Ausbildungseinheiten zu entwickeln. Eingesetzt werden dabei innovative drahtlose körpergetragene bzw. in der Kleidung/Ausrüstung integrierte Vital-Sensoren, deren Daten mittels intelligenter Sensorfusion und Datenanalyse zur Beurteilung körperlicher Beanspruchungen und des erforderlichen Leistungsniveaus von Soldaten/innen aufbereitet werden. Viele Einsatzszenarien von Soldatinnen und Soldaten als auch Spezialkräften erfordern hohe physische und psychische Leistungen. Die Analyse der szenarienspezifischen Belastungs- bzw. Beanspruchungsparameter sowie die darauf aufbauende Optimierung der körperlichen Leistungsvoraussetzungen bei gleichzeitiger Reduktion der Gefahren- bzw. Sicherheitsproblemstellungen durch körperliche und/oder kognitive Übermüdung sind wesentliche Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte in diesem Projekt. Über innovative „Machine Learning“ Ansätze werden Sensordaten aus Pretests im Labor sowie Untersuchungen bei klar definierten und überwachten Studien simulierter Übungs-/Ausbildungsszenarien sowie falls möglich in realen Einsätzen szenarienspezifisch modelliert und analysiert, um eine detaillierte Aussage über die individuelle Belastungssituation bei praxisorientierten militärspezifischen Tätigkeiten zu erhalten.
Angestrebte Ergebnisse:
Als wesentliches Ergebnis im Projekt entsteht auf Basis innovativer mobiler Sensorlösungen und Entwicklung zeitoptimierter Sensormodelle ein echtzeitfähiges Managementsystem um kritische Situationen im Rahmen definierter Übungs-/Trainings- und Einsatzsituationen individuell steuern und erforderliche Interventionen rechtzeitig einleiten zu können. Wesentliche Untersuchungen und umfangreiche Analysen werden aktuell im BMLV-Forschungsprojekt „HeatStress“ durchgeführt, deren Ergebnisse und Messdaten in VitalMonitor einfließen und mit den neuen umfangreichen Test-/Studienergebnissen in VitalMonitor eine ausreichende Datengrundlage für innovative Modell- und Methodenentwicklung auf Basis von Machine Learning / Deep Learning Ansätzen bieten.
