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Die Zukunft der Oberflächen im Gesundheitswesen und darüber hinaus

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Augmented Reality Displays, transparente Touchscreens, formwechselnde Gebäude, digitale Tattoos mit Bildschirmen, lebende Organismen als vibrierende Informationstafeln, Projektoren, die jedes Äußere in ein Bedienfeld verwandeln: Die Zukunft der Oberflächen ist so spannend wie nie zuvor. Wie könnten Medizin und Gesundheitswesen von der veränderten Nutzung von Oberflächen in Zukunft profitieren?

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Schönheit und Ästhetik der Oberflächen um den Menschen herum

In der Kakophonie von Lärm, Farben und ständigen Reizen sehnen sich die Menschen des 21. Jahrhunderts nach Einfachheit, Sauberkeit und Natur. Klare Formen, einfarbige und natürliche Materialien. Eine Flucht vor den vibrierenden, voll gepackten Sieben, den turbulenten städtischen Umgebungen, dem Durcheinander von zu vielen Objekten. Kein Wunder, dass Marie Kondo und das Aufräumen in letzter Zeit so beliebt sind.

Und dieser Wunsch nach Einfachheit, Sauberkeit und schlanken Formen hat dazu geführt, dass unsere Smartphones in den letzten Jahren ihre Tastaturen und Knöpfe verloren haben - und andere Branchen imitieren ihr minimalistisches Design. Eine leere Fläche, die sich durch Interaktion, Vernetzung und kontextuelle Reaktion in das grösste Schweizer Armeemesser verwandeln kann, könnte fast überall eingesetzt werden. Modernste Fahrzeuginnenräume, unsere Fernseher, Informationsbildschirme in Einkaufszentren - alles imitiert diese Oberfläche. So begannen wir darüber nachzudenken, ob und wie das Gesundheitswesen dieses Design übernommen hat und was in Zukunft mit Oberflächen geschieht. Was passiert mit dem Teil eines Objekts, der mit der Außenwelt, einschließlich des Menschen, in Berührung kommt und mit der zugrunde liegenden Struktur, Form oder Substanz nichts gemeinsam haben darf?

Wie stellen wir uns die Oberflächen der Zukunft vor?

Wenn wir über die Zukunft nachdenken, wenden wir uns zunächst an Visionäre, die sich bereits futuristische Außenräume, Displays und Bildschirme vorgestellt haben. Der durchsichtige Touchscreen mit visualisierten Daten erregte die Aufmerksamkeit vieler Filmemacher. In Star Trek erscheinen Gesundheitsdaten wie Temperatur, Zustand des Gehirns, der Lunge, der Zellrate oder des Blutes auf einer leicht dekodierbaren, transparenten Anzeige aus den ersten Episoden der Serie. Während sich Captain Kirk und Dr. McCoy mit dem einfachen Computerbildschirm von heute zufrieden geben mussten, konnte Tom Cruise in Minority Report weit darüber hinausgehen. Der Film prägt immer noch die Phantasie des heutigen Display-Designs mit transparenten, schwebenden, holographischen Bildschirmen, die Sie mit Handgesten und Berührungen steuern können.

Die Kombination von Natur und Technologie zeigt eine revolutionäre Nutzung von Oberflächen in einem unserer Lieblings-Science-Filme, The Fifth Element. In der besten Szene, wenn das Team versucht, die natürlichen Elemente zu nutzen und die Abdeckungen mit Wind, Feuer, Wasser oder Erde öffnet, verbindet sich die visuelle Darstellung der Leuchtstoffröhren mit einfachstem Design.

In vielerlei Hinsicht hat der jüngste Marvel-Hit, Black Panther, das Universum der traditionellen Displays verlassen. Obwohl transparente Touchscreens und Displays, die aus heiterem Himmel auftauchten, während des gesamten Films auftauchten, tauchten auch elektronische Informationen auf unerwarteten Oberflächen auf, wie beispielsweise auf dem Kopfteil des Bettes, auf dem der CIA-Agent Everett K. Ross geheilt wurde, oder an der Wand hinter dem Patienten. In einer weiteren bemerkenswerten Sci-Fi-Serie, Westworld, fiel uns die dreifach gefaltete Tablette auf. Dieses etwas taschentaugliche Gerät wird von jedem Delos-Mitarbeiter für jede Aufgabe verwendet, die heute ein Smartphone oder Tablett erfordern würde - nicht nur für die Änderung der Verhaltensprogrammierung der Roboter-Hosts der Westworld, sondern auch für alltägliche Telefonate, GPS-Ortung und dergleichen.

Intelligente Holz- und formwechselnde Tischplatte

Obwohl die Inspiration in vielen Fällen aus Sci-Fi-Filmen kommt, stimmen wir mit Christian Brown, Architekt und Designer, überein, wenn er sagt, dass Regisseure uns nicht unbedingt die Zukunft zeigen, sondern das, was auf dem Bildschirm gut aussieht - sei es riesige Knöpfe oder überdimensionale Buchstaben auf Displays, die die Protagonisten mit lächerlichen haptischen Bewegungen vor durchsichtigen Computern steuern. Während die Richtung also eindeutig transparent, minimalistisch und undurchsichtig ist, vielleicht holographische Visualisierung und Durchsichtgläser, gibt es viele weitere Trends, die nicht den Sci-Fi-Visionen folgen.

Eine der Richtungen, die heute sichtbar sind, ist, dass die Grenzen zwischen den Objekten immer verschwommener werden. Man kann nicht sagen, ob es sich nur um ein einfaches Regal oder um das Bedienfeld für ein Raumschiff handelt. Es gibt bereits Projektoren, die jede Oberfläche in Touchscreens verwandeln. Außerdem stellte das japanische Start-up-Unternehmen Mui Lab Anfang des Monats auf der CES sein Mui Smart Display vor, das wie ein Brett aus Holz aussieht, wenn es nicht aktiv ist. Und es ist eigentlich Holz. Ein "kluger". Das Konzept zeigt brillant die neuesten Designtrends: die Sehnsucht nach der Rückkehr zur Natur, die Notwendigkeit, im technologischen Zug zu bleiben und jede Oberfläche als Präsentation zu nutzen.

Daniel Leithinger von der Tangible Media Group des MIT Media Lab sagt: "Die Zukunft des Interface-Designs besteht darin, dass wir in der Lage sein werden, uns mit allem zu verbinden, und die Grenze zwischen dem, was wir einen Computer nennen und dem, was wir nicht haben, wird schließlich ganz verschwinden. Die Computer von morgen werden Möbel, Kleidung und mehr sein, und die Art und Weise, wie wir mit ihnen interagieren - und sie mit uns - wird reicher sein, als wir es uns vorstellen können." Ihr Team entwickelte das Projekt "Transform", eine formwechselnde Tischplatte, die mit Bewegungsmeldern ausgestattet ist, die ihre Form verändern oder physikalische Objekte über ihre Oberfläche übertragen können. Stellen Sie sich eine Zukunft vor, in der ein Kind einen Ball in einen Raum wirft, der aber nicht von der Oberfläche des Tisches zurückprallt und Teller und Gläser zittert, sondern ein Bewegungstisch ihn tatsächlich fängt und hineinzieht.

Paperfeel Tablette und Umzug von Gebäuden

Die verschwimmenden Grenzen zwischen elektronischen Objekten und traditionellen Gegenständen für den persönlichen Gebrauch zeigen sich auch an anderer Stelle. So kann beispielsweise die heutige Technologie nicht nur das Aussehen, sondern auch das Gefühl von Papier nachahmen. So können Sie alle Ihre Notebooks loswerden und helfen, die Regenwälder des Amazonas zu retten, aber gleichzeitig nicht auf das Gefühl von Papier zu verzichten. Das ist es, was das reMarkable Tablet bietet. Wir vermuten, dass bei Nachrichtenmagazinen und Zeitschriften etwas Ähnliches auftauchen wird - vergleichbar mit dem, was bereits im Minority Report vorgestellt wurde. Ein weiterer Durchbruch der University of Cincinnati könnte sogar zu rollbaren, flexiblen, kostengünstigen und sogar verfügbaren E-Readern führen.

Ein weiteres Beispiel für die Revolutionierung von Textur, Material und Oberflächen ist die Entwicklung von Objekten, die wachsen, sich bewegen oder in ihre Umgebung übergehen. Ein Unternehmen, das beispielsweise eine Alternative zu herkömmlichen Herstellungsverfahren gefunden hat, ist das Biotechnologie-Startup BioMASON. Sie verwenden ein Verfahren, das Millionen von Jahren alt ist. Sie injizieren Sand mit Mikroorganismen, die tatsächlich die Art und Weise nachahmen, wie Korallen in der Natur über Tausende von Jahren wachsen, aber den Prozess auf wenige Tage reduzieren. Und was ist mit formverändernden Gebäuden, rotierenden Skylines oder auf- und abschwellenden Treppenhäusern? Diese Konzepte stammen nicht (nur) aus Märchen und Sci-Fi-Filmen: Architekten kreieren in Dubai einen rotierenden Wolkenkratzer, bei dem die Aussicht jeden Tag wechselt. Die Pläne für das 80-stöckige Wohngebäude wurden erstmals 2008 angekündigt und sollen bis 2020 umgesetzt werden. Atemberaubend, nicht wahr?

AR-Projektionen auf Oberflächen in Medizin und Gesundheitswesen

Was bedeutet das alles für die Zukunft der Heilung? Touchscreens, elektronische Displays und Tablets aller Art sind in den letzten Jahren auch im Gesundheitswesen entstanden und haben die Medizin von einem papierbasierten zu einem bildschirmorientierten Beruf gemacht. Der Personalcomputer des Hausarztes verschwindet in Zukunft als einzelner, vielleicht rollbarer Touchscreen mit der Möglichkeit, Körperteile oder Organe durch immersive Realität oder in holografischer Form zu visualisieren. Während Touchscreens nur in der Lage sind, Informationen in 2D bereitzustellen, liegt der Vorteil von VR/AR, Mixed Reality und Hologrammen in ihrer Fähigkeit, Daten in 3D zu projizieren - und das ist unglaublich nützlich für Mediziner oder Studenten.

So ist beispielsweise der Anatomietisch die weltweit erste virtuelle Präparationsfläche, mit der sich die Anatomie einfach und spektakulär vermitteln lässt. Das Hololens Mixed-Reality-Gerät ist auch ein hervorragendes Werkzeug zur Untersuchung des menschlichen Körpers. Aber nicht nur Objekte können der Raum für die Projektion von Informationen sein. Das Start-up-Unternehmen AccuVein nutzt Augmented Reality mit einem Handheld-Scanner, der über die Haut projiziert und Krankenschwestern und Ärzten zeigt, wo sich die Venen im Körper der Patienten befinden. Darüber hinaus gab die FDA im Oktober 2018 grünes Licht für Novarads OpenSight Augmented Reality System zur präoperativen Operationsplanung, mit dem Ärzte sowohl das 3D-Patientenbild aus früheren Scans sehen können, das auf den Patienten projiziert wurde, als auch den Patienten vor ihnen. Diese Beispiele bedeuten, dass Ärzte und Krankenschwestern mit Hilfe von Technik auch in Zukunft die Körper der Patienten als Oberflächen für die Projektion von Informationen "nutzen" werden.

Lebende Organismen als Ausstellungsstücke

Die Idee, Informationen auf den Körper des Menschen zu projizieren, könnte noch weiter gehen, indem wir Bildschirme und Displays schaffen, die mit unserer Kleidung oder sogar biologischen Materialien kombiniert werden. Sensoren, LEDs tauchten bereits auf der Kleidung auf, aber ein außergewöhnliches Beispiel für digitale Textilien ist Caress of the Gaze, ein einzigartiges, 3D-gedrucktes Kleidungsstück des iranisch-amerikanischen Designers Behnaz Farahi, das unter dem Blick des Betrachters glänzt. Ein weiteres Konzept zeigt Kleider, die sich aufgrund ihrer Umgebung verändern.

Auch im Bereich Fitness und Wellness haben Sensoren bereits Einzug in die Kleidung gehalten. Die Nadi X Yogahose von Wearable X aus Sydney verfügt über eingebaute haptische Vibrationen, die sanft an Hüften, Knien und Knöcheln pulsieren und Sie ermutigen, sich zu bewegen und/oder Positionen einzunehmen. Das französische Modetechnikunternehmen Spinali's UV Protect Badeanzugkollektion ist mit einem abnehmbaren, wasserdichten Sensor im Medaillonstil ausgestattet, der verhindern soll, dass Sie zu lange in der Sonne bleiben. Der intelligente BH von OMSignal, der OMbra, zeichnet Laufstrecken, Atemfrequenzen und Herzfrequenzen auf und sagt Ihnen sogar, wann Sie sich erholt haben, um wieder ins Fitnessstudio zu gehen. Die vernetzten Socken der zweiten Generation von Sensoria wollen, dass Sie den bestmöglichen Lauf haben, indem sie Daten über Ihre Geschwindigkeit, Distanz, Zeit und Stil liefern. Auch das Konzept von SkinTrack geht noch weiter, indem es Bildschirm und Körperteil als Schnittstelle miteinander verbindet. Die neue Technologie, die von der Future Interfaces Group des Human-Computer Interaction Institute entwickelt wurde, erweitert den "Touchscreen" Ihrer Smartuhr auf Ihre gesamte Hand und Ihren Arm - ganz einfach durch das Tragen eines speziell entwickelten Rings.

Aber was wäre, wenn wir sogar einen Schritt weiter gehen würden. Eines Tages könnte es möglich sein, biologische Materialien mit Bildschirmen zu kombinieren, zumal der Aufstieg der Biotechnik bevorsteht. Zahlreiche Unternehmen experimentieren mit bioprint 3D-Geweben und entwickeln synthetische Haut, Knochen und andere künstliche Ersatzprodukte für Körperteile. So sind Beschichtungsorganismen mit LED-Leuchten vielleicht gar nicht so weit weg. Das Londoner Digital Designstudio Universal Everything schuf sogar das Konzept, bei dem ein Bildschirm aus Gel auf die Seite eines Goldfisches aufgetragen wurde, der die Gesundheitsinformationen der Fische weitergab. Obwohl das außergewöhnlich klingt, könnte es überflüssig sein - nicht wie ein digitales Tattoo auf dem Arm, das Ihre Vitalparameter anzeigt.

Es gibt bereits viele Experimente mit der Technologie. Im Jahr 2016 brachte MC10 den BioStampRC-Sensor auf den Markt, ein wasserdichtes, bandagenähnliches Pflaster, das auf der Haut haftet und Bewegung, Muskelleistung oder Herzaktivität überwacht. Der winzige Wearable hat sogar ein Bluetooth-Radio und einen Miniatur-Akku. Stellen Sie sich vor, das Nanogerät hätte ein winziges LED-Display mit allen relevanten Informationen in der Zukunft.

Krankenhauswände wechseln ihre Farben und fungieren als Displays

Nicht nur die Körper, sondern auch so traditionelle "Displaymaterialien" wie Krankenhäuser könnten auf revolutionäre Weise genutzt werden. Transparenz, Sauberkeit, helle Farben und einfaches, sogar neutrales oder steriles Design sind auch das Markenzeichen von Gesundheitseinrichtungen (oder zumindest deren Ziel). Transparente Touchscreens oder Augmented-Reality-Panels lassen sich in großen Krankenhäusern leicht als Informationsschilder oder Karten visualisieren. Interaktive Wände, die mit verschiedenen Sensoren die Farbe wechseln, könnten auch bei der Arbeit von Medizinern eine Rolle spielen - ein plötzlicher Notfall, zum Beispiel durch Rotwerden.

Darüber hinaus haben Ärzte oder Krankenschwestern die Möglichkeit, auf dem schwebenden, transparenten Bildschirm mit Sprachbefehlen oder verschiedenen Handgesten Anweisungen zu geben oder einen Impfstoff anzufordern. Obwohl das im Moment Science Fiction klingt (nahe dem Minority Report), gibt es bereits ein Gadget, das ähnlich funktioniert. Der Benutzer legt Myo auf den Arm, und die Person ist in der Lage, einen Computer aus der Ferne mit bestimmten Gesten zu steuern. Wenn ein USB-Stick an einen Laptop angeschlossen ist, kann der Myo-User, der eine Präsentation hält, mit nur einer Geste in der Luft ppt-Folien, Zoom-in oder Zoom-out ändern. Im Moment sollte die Technologie noch entwickelt werden, um sie z.B. für die Touchscreen-Navigation im Krankenhaus zu nutzen, aber wir könnten es irgendwann schaffen.

Auf der anderen Seite könnten die Krankenhäuser der Zukunft, wie wir sie heute kennen, ganz verschwinden, da sich die Patienten auf dem Weg zum Point of Care befinden. So erleben wir die neue Generation von interaktiven und formwechselnden Oberflächen vielleicht nur in Notaufnahmen, beim Hausarzt oder in selbstfahrenden Krankenwagen. Das wird morgen nicht passieren. Wir sollten einen weiten Weg gehen, um diese Szenarien zu erreichen, aber das erste Mal, wenn man beiläufig auf einen oberflächengeschalteten Tisch und eine VR-Wand trifft, sollte man wissen, dass die Zukunft gekommen ist.