Tastsinn für Roboter und Hunde als Lernhilfe

23. März 2021
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Wie muss künstliche Haut aufgebaut sein, damit sie fühlen kann? Fördern Hunde im Schulzimmer die Konzentration? Wie kann man jugendliche Opfer und Täter in Dialog bringen? Drei Abschlussarbeiten liefern Antworten.

Wie Roboter fühlen könnten

Künstliche Haut könnte Maschinen befähigen, Berührungen zu spüren und darauf zu reagieren. «Kollisionen zwischen Menschen und Robotern könnten damit verhindert werden», sagt Jacqueline Blunschi. Und Renske Sassenburg ergänzt: «Menschen mit Prothesen oder schweren Verbrennungen könnten wieder fühlen.» Die beiden Absolventinnen der School of Engineering haben ein künstliches Hautmodell hergestellt. Für die Epidermis, die Dermis und die Subcutis haben sie Silikon verwendet, da dieses ähnliche mechanische Eigenschaften aufweist wie die menschliche Haut. Um den Tastsinn zu imitieren, setzten sie in der mittleren Schicht ein Netz aus Kupferdrähten ein, das Berührungen misst und lokalisiert. Um die Druckstellen auf der Oberfläche sichtbar zu machen, bauten sie zusätzlich LED-Lämpchen ein. Diese leuchten in unterschiedlichen Farben ‒ je nachdem, wie stark eine Berührung ist. 
Der Prototyp kommt der menschlichen Haut nicht nur optisch nahe, er fühlt sich auch so an, wie die beiden Entwicklerinnen versichern. Struktur und Form seien vergleichbar. Die künstliche Haut sei allerdings kälter als echte und gebe keine Feuchtigkeit ab. In diesem Punkt könnte das Modell optimiert werden. So könnten Schweissdrüsen oder feine Härchen integriert werden. Die Wahrnehmung mit Hilfe des Tastsinns könnte zudem durch Wärme- und Schmerzsensoren verbessert werden. Wichtig ist dabei, dass die Flexibilität des Hautmodells nicht zu stark eingeschränkt wird. «Man muss flexible Elektronik verwenden», betonen Jacqueline Blunschi und Renske Sassenburg übereinstimmend.
Jacqueline Blunschi (24) und Renske Sassenburg (25) haben sich in ihrer Bachelorarbeit in Systemtechnik mit künstlicher Haut befasst. Sie setzten sich mit der Funktion der Haut auseinander, nachdem sie in einer Projektarbeit bereits Materialeigenschaften untersucht hatten. Sie entwickelten ein künstliches Modell, welches Berührungen wahrnehmen und darauf reagieren kann. Jacqueline Blunschi arbeitet als Ingenieurin im Bereich Medizinaltechnik. Renske Sassenburg ist auf Stellensuche. 

Sich dem Delikt gemeinsam stellen

Täter und Opfer treffen sich. Sie setzen sich damit auseinander, was vorgefallen ist. Sie hören einander zu und versuchen, die Perspektive des anderen zu übernehmen. Die Begegnung, die professionell begleitet wird, soll den Geschädigten helfen, seelisch zu genesen. Den Tätern ermöglicht sie, zu erkennen, was sie angerichtet haben, und dafür die Verantwortung zu übernehmen. «Restorative Justice hat auf beiden Seiten eine positive Wirkung», sagt Shirine Tissira, die ihre Masterarbeit dem Thema gewidmet hat. Anders als das Strafrecht fokussiere der Ansatz nicht auf das Delikt, sondern auf die verletzten menschlichen Bedürfnisse. «Er geht vom Opfer aus.» In der Schweiz wird erst mit Erwachsenen damit gearbeitet. «Da besteht noch sehr viel Potenzial», sagt die ZHAW-Absolventin. Sie fände es sinnvoll, restaurative Verfahren in Pilotprojekten auch bei Jugendlichen einzusetzen. Um Opfer nicht zu retraumatisieren, müssen allerdings mehrere Voraussetzungen erfüllt sein. Opfer müssen psychisch und körperlich stabil sein; sie dürfen nicht zu einer Teilnahme gedrängt werden. Täter dürfen keine massiven Persönlichkeits- oder psychopathische Störungen haben. Sie müssen zu Empathie fähig sein und Einsicht sowie Reue zeigen. Je schwerer eine Straftat, desto sorgfältiger müssen diese Aspekte im Vorfeld abgeklärt und der Austausch begleitet werden. Ist eine Seite nicht zu einem Dialog bereit, besteht die Möglichkeit von «Querbegegnungen». Das heisst, dass sich Täter und Geschädigte nicht von demselben, aber einem vergleichbaren Delikt treffen. Shirine Tissira kann sich vorstellen, die Methode auch bei Konflikten einzusetzen, die strafrechtlich nicht verfolgt werden. Bei Mobbing beispielsweise. «Da wäre viel möglich.»
Shirine Tissira (37) hat sich in ihrer Masterarbeit in Sozialer Arbeit mit Restorative Justice beschäftigt. Sie ist insbesondere der Frage nachgegangen, wie man den international anerkannten Ansatz, der Opfer und Täter in einen Dialog bringt, bei Jugendlichen in der Schweiz einsetzen könnte. Auf das Thema aufmerksam geworden ist sie, als sie bei der Jugendanwaltschaft Zürich-Stadt arbeitete. Seit sie ihr Studium abgeschlossen hat, ist sie als Sozialarbeiterin im Kinder- und Jugendhilfezentrum Pfäffikon tätig. 

Kinder lernen besser, wenn ein Hund anwesend ist

Ein Hund im Schulzimmer bringt nicht nur Abwechslung. Er reduziert zudem Stress, fördert positive, soziale Beziehungen und trägt zu einer guten Lernatmosphäre bei, wie Studien zeigen. «Schulhunde haben auf qualitativer Ebene auch positive Effekte auf die Konzentration und Aufmerksamkeit», sagt Julia Oesch. Um solche wissenschaftlich zu belegen, liess die Masterabsolventin drei Primarklassen im Abstand von sechs Wochen Leistungs- sowie Konzentrationstests lösen. Sie filmte sie dabei und befragte die Lehrpersonen. Bei ihrem zweiten Besuch leitete sie die eine Hälfte der Kinder vorgängig zu Aktivitäten mit einer Therapiehündin an. Die andere Hälfte animierte sie zu ähnlichen Aktivierungsübungen ohne tierische Begleitung. Wie aufmerksam und konzentriert die Schülerinnen und Schüler danach waren, wertete sie quantitativ und qualitativ aus. «Es war mir wichtig, die Daten nach wissenschaftlichen Kriterien zu erheben, ohne den Hund zu instrumentalisieren», betont Julia Oesch. Kinder und Tiere könnten je nach Tagesform unterschiedlicher Verfassung sein, gibt sie zu bedenken. Hinzu komme, dass Konzentration, je nach Definition, schwer messbar sei. Einen positiven Effekt konnte die Autorin rein statistisch denn auch nicht nachweisen. Die quantitativen Ergebnisse dokumentieren keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen. Gestützt auf die Einschätzungen der Lehrpersonen und der qualitativen Analyse des Filmmaterials kommt Julia Oesch allerdings zum Schluss, «dass der Hund subjektiv zu einer ruhigeren Arbeitsatmosphäre und zu einer höheren Konzentrationsfähigkeit der Kinder geführt hat».
Julia Oesch (29) hat in ihrer Masterarbeit in Angewandter Psychologie untersucht, wie ein Hund die Konzentration von Primarschulkindern beeinflussen kann. Sie ist selbst mit einer Hündin aufgewachsen. «Sie war für mich gerade in der Teenagerphase wichtig und immer für mich da», sagt sie. Mit ihrer jungen Hündin Faya möchte sie dereinst die Ausbildung zum Therapiehund machen. Für ihre Studie hat die ZHAW-Absolventin die Höchstnote und die Auszeichnung des Schweizerischen Berufsverbands für Angewandte Psychologie (SBAP) für herausragende Masterarbeiten erhalten. Sie arbeitet als Schulpsychologin in Wattwil.