Der Einsatz von Robotern im Gesundheitswesen

Inhaltsverzeichnis

I. Einleitung

II. Begriffsdefinitionen
2.1. Künstliche Intelligenz
2.2. Roboter
2.2.1. Humanoide Roboter
2.2.2. Soziale Roboter: Pflege und Therapieroboter

III. Einsatz von Robotern in Pflege und Therapie eine ethische Analyse
3.1. Pflegeroboter: Pepper
3.2. Allgemeine ethische Debatte über den Einsatz von Pepper im Pflegebereich
3.3. Therapieroboter: Robbe Paro
3.4. Allgemeine ethische Debatte über den Einsatz von Paro im Therapiebereich

IV. Plädoyer: Nachhaltiger Einsatz von Pflege und Therapierobotern

V. Zusammenfassung und Ausblick

Literaturverzeichnis

I. Einleitung

„Künstliche Intelligenz wird die Welt verändern, wie der elektrische Strom.“ Dieser Aussage begegnet man in sämtlichen Artikeln, Studien und Büchern zur künstlichen Intelligenz (KI) (Ramge, 2018, S. 21). Die KI hat das Potenzial, nicht nur dem Menschen neue Chancen zu eröffnen, sondern sie verspricht auch ein großes wirtschaftliches Wachstum. Laut einer aktuellen Studie der Unternehmensberatung PricewaterhouseCoopers (PwC) wird allein durch die KI das BIP in Deutschland bis 2030 um 11,3% steigen. Das entspricht einer Wertschöpfung von ca. 430 Milliarden Euro. Die Studie zeigt, dass Deutschland besonders von den Entwicklungen der KI profitiert. Denn hierzulande sind überdurchschnittlich viele Branchen von KI vertreten, in denen hohe Produktivitätssteigerungen zu erwarten sind. Darunter fallen die Branchen Gesundheitswesen, die Automobilindustrie sowie der Finanzdienstleistungssektor.¹

In dieser Arbeit wird der Bereich der sozialen Robotik im Gesundheitswesen diskutiert. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf Robotern, die in Pflege und Therapie in Deutschland eingesetzt werden. Denn laut einer aktuellen Studie der BertelsmannStiftung fehlen bis zum Jahr 2030 in Deutschland im Mittel ca. 393.000 Pfleger*innen in Altenheimen und bei ambulanten Pflegediensten. In Bezug auf die Versorgungslücke, die sich zwischen Nachfrage und Fachkräfteangebot bahnt, wird bereits von einem bevorstehenden „Pflegenotstand“ gesprochen. Dieser „Pflegenotstand“ sorgt für Handlungsdruck.² Hinzu kommt der demographische Wandel in Deutschland. Laut aktuellen Prognosen des statistischen Bundesamts wird 2060 jeder Dritte in der Bundesrepublik mindestens 65 Jahre alt sein. Im Jahr 2013 lebten 4,4 Millionen 80-Jährige und Ältere in Deutschland, dies entsprach 5,4 % der Bevölkerung. Dem Trend zufolge wird diese Zahl kontinuierlich steigen und 2050 mit fast 10 Millionen den bis dahin höchsten Wert erreichen. Zudem nimmt die Lebenserwartung weiter zu.³ So stellt sich die Frage, ob Pflegeroboter diese Lücke im wachsenden Bedarf der Altenpflege füllen können, indem sie dem Pflegepersonal Routinetätigkeiten abnehmen und es dadurch entlasten.

Der Einsatz von Robotern in Altenheimen ist seit 2017 Realität in Deutschland. Durch ihren Einsatz soll die Lebensqualität der Patienten gesteigert werden.⁴ Dennoch bergen diese Innovationen Herausforderungen und Risiken. Da der Einsatz von Robotern im Pflege- und Therapiebereich in Deutschland in den Kinderschuhen steckt, gibt es kaum Literatur oder wissenschaftlich fundierte Studien. Deswegen wird in der vorliegenden Arbeit auch auf Quellen aus dem Internet zurückgegriffen.

Im Folgenden werden neben den Vorteilen auch die wesentlichen ethischen Fragestellungen erörtert, die sich beim Einsatz von Robotern in Pflege und Therapie ergeben. Dabei werden die Perspektiven, Chancen und Risiken der Mensch-Roboter­Interaktion beispielhaft an den beiden sozialen Robotern Pepper und Paro diskutiert, die seit kurzem auch in Deutschland in Pflegeeinrichtungen eingesetzt werden.

Um diese ethische Bewertung sinnvoll wiederzugeben, müssen erst die begrifflichen Grundlagen, wie der Begriff der „Künstlichen Intelligenz“ und der Begriff „Roboter“ mit dem Fokus auf „humanoide Roboter“ und „soziale Roboter“ geklärt werden (Kapitel II). In einem weiteren Punkt wird das Gebiet der Pflege- und Therapieroboter expliziert. Anhand der beiden Roboter Pepper und Paro werden Vorteile sowie ethische Herausforderungen in der Anwendung diskutiert (Kapitel III). Im Anschluss wird für einen nachhaltigen Einsatz von Pflegerobotern in der Zukunft plädiert (Kapitel IV). Abschließend werden die Ergebnisse der Arbeit zusammengefasst und ein Ausblick gegeben (Kapitel V).

II. Begriffsdefinitionen

2.1. Künstliche Intelligenz

Der Forschungsgegenstand der KI ist die menschliche Intelligenz. Im Allgemeinen versteht man unter menschlicher Intelligenz eine kognitive Leistungsfähigkeit, wie zum Beispiel die Fähigkeit zur Lösung bestimmter komplexer Probleme. „Dabei äußert sich Intelligenz durchaus nicht nur in abstrakten gedanklichen Leistungen wie logischem Denken, Rechnen oder Gedächtnis und insbesondere in der Fähigkeit zur Reflexion, sondern wird ebenso offenkundig beim Umgang mit Wörtern und Sprachregeln oder beim Erkennen von Gegenständen und Situationsverläufen“ (Görz, Schmid & Wachsmuth, 2014, S. 4). Das Ziel der KI ist die Simulation derartiger menschlich intelligenter Prozesse. Dazu müssen technische Strategien entwickelt werden, die es ermöglichen mentale Prozesse und Verhaltensweisen, die denen von Menschen entsprechen, mit der Hilfe von Algorithmen zu operationalisieren (vgl. Görz et al., 2014, S. 1-18). Festzuhalten ist, dass es bislang keine allgemeingültige Definition von menschlicher Intelligenz gibt, was die Begriffsdefinition der KI umso schwieriger macht. Der Computer-Pioneer Marvin Minsky, der den Begriff der KI prägte, beschreibt die KI als Wissenschaft “of making machines do things that would require intelligence if done by men“ (Minsky, 1968 zitiert nach Whitby, 1996, S. 20). Oder etwas präziser gesagt: „Künstliche Intelligenz ist die Untersuchung von Berechnungsverfahren, die es ermöglichen, wahrzunehmen, zu schlussfolgern und zu handeln“ (Görz et al., 2014, S. 1).

In der Philosophie unterscheidet man zwischen einer schwachen und eine starken KI. Die schwache KI-Hypothese ist die Behauptung, dass Maschinen so ähnlich reagieren können, als wären sie menschlich intelligent. Maschinen mit schwacher KI können eigenständig mathematische Lösungen für Probleme finden, Algorithmen verbessern und sogar eigenständig Neue generieren. Diese Informationsverarbeitung wird auch als Form von Intelligenz angesehen. Darüber hinaus können Maschinen den Prozess der Informationsverarbeitung schneller und günstiger erledigen als der Mensch (vgl. Görz et al., 2014, S. 1-18). Der aktuelle Stand der Technik zeigt, dass es eine Vielzahl von Anwendungen schwacher KI-Technologien gibt und dass die Anwendungsbereiche und die Kapazitäten dieser Technik stetig weiterentwickelt werden. Virtuelle Assistenten im Eigenheim oder in der Arbeitswelt, intelligente Benutzeroberflächen in virtuellen Welten, Drohnen, Rettungs- und Pflegeroboter sind nur ausgewählte Beispiele, wo sich heute im Alltag überall Formen von schwacher KI finden lassen (vgl. Ramge, 2018, S. 19 f.). Dennoch können der schwachen KI keine Fähigkeiten der menschlichen Intelligenz wie beispielsweise „Kreativität“, „Bewusstsein“ (Görz et al., 2014. S. 4) oder „Intentionalität“ (Searle, 1980, S. 1) zugeschrieben werden. Dabei ist zu bemerken, dass nach dem aktuellen Forschungstand auch nur eine unzureichende neurowissenschaftliche Theorie über das Bewusstsein besteht - obwohl das Bewusstsein die fundamentale Grundlage unseres Erlebens darstellt (vgl. Strube, Ferstl, Konieczny & Ragni, 2014. S. 34).

Die These der starken KI hingegen besagt, „dass Bewusstseinsprozesse nichts anderes als Berechnungsprozesse sind, die also Intelligenz und Kognition auf bloße Informationsverarbeitung reduziert. Ein solcher Nachweis konnte aber bisher nicht erbracht werden - die Behauptung, es sei im Prinzip der Fall, kann den Nachweis nicht ersetzen“ (Görz et al., 2014. S. 4). Demnach bleibt die Erfüllung der starken KI bislang Utopie. Die Unterscheidung von schwacher und starker KI wurde von dem amerikanischen Sprachphilosophen John Searle in seinem Paper Minds, Brains, and Programs (1980) eingeführt. In diesem Paper beschreibt Searle mittels des Gedankenexperiments „The Chinese Room“, dass eine Maschine nie ein Bewusstsein erreichen kann, selbst wenn sie den Turing Test bestehen würde.⁵ Folglich spricht sich Searle gegen die Möglichkeit von starker KI aus.

An dieser Stelle ist zu betonen, dass sowohl der Begriff der menschlichen Intelligenz als auch der KI vage ist, da es keine eindeutigen Definitionen gibt. Deswegen ist grundsätzlich Vorsicht geboten, wenn in der aktuellen Debatte sensible Begriffe wie „Intelligenz“ in Verbindung mit KI verwendet werden.

Im Folgenden wird die Anwendung von KI in Form von Robotern in der Therapie und Pflege in Deutschland erläutert.

2.2. Roboter

Der Begriff Roboter hat seinen Ursprung in der Science-Fiction-Literatur. Erstmals taucht das Wort „robota“ 1920 in dem Theaterstück „Rossum's Universal Robots (R.U.R)“ von Karel Capek auf. In diesem Stück entwickeln der Wissenschaftler Rossum und sein Sohn eine chemische Substanz, die sie zur Herstellung von Robotern verwenden. Das Ziel der beiden ist es, Roboter herzustellen, die den Menschen Gehorsam erweisen, dienen und alle schweren Arbeiten verrichten.⁶ Auch der russisch-amerikanische Biochemiker und Science-Fiction-Schriftsteller Isaac Asimov hat die Entwicklung der Robotertechnik und Maschinenethik maßgeblich beeinflusst. Er veröffentlichte zahlreiche Erzählungen, in denen er sich mit Maschinen und ihren künstlichen Gehirnen, sogenannten Robotern, auseinandersetzt.⁷

Asimov postuliert in seinen Robotergeschichten immer wieder die sogenannten „Drei Gesetze der Robotik“, die als Grundlage der Entwicklung der Robotik dienten. Die drei Gesetze lauten wie folgt:

1. Ein Roboter darf keinen Menschen verletzen oder durch Untätigkeit zu Schaden kommen lassen.
2. Ein Roboter muss den Befehlen eines Menschen gehorchen, es sei denn, solche Befehle stehen im Widerspruch zum ersten Gesetz.
3. Ein Roboter muss seine eigene Existenz schützen, solange dieser Schutz nicht dem Ersten oder Zweiten Gesetz widerspricht.⁸

Die Roboter samt ihren Gesetzen, die Asimov noch im Rahmen seiner Science-Fiction­Welt dargestellt hat, sind mittlerweile längst Realität geworden. Heutzutage werden Roboter definiert als „sensumotorische Maschinen zur Erweiterung der menschlichen Handlungsfähigkeit. Sie bestehen aus mechatronischen Komponenten, Sensoren und rechnerbasierten Kontroll- und Steuerungsfunktionen. Die Komplexität eines Roboters unterscheidet sich deutlich von anderen Maschinen durch die größere Anzahl von Freiheitsgraden und die Vielfalt und den Umfang seiner Verhaltensformen“ (Christaller, Decker, Gilsbach, Hirzinger, Lauterbach, Schweighofer, Schweitzer & Sturma, 2001, S. 19).

Da der Forschungs- und Anwendungsbereich der Robotik komplexer geworden ist, müssen Asimovs Gesetze auf die Entwicklung der modernen Robotik angepasst werden. Dieser Herausforderung hat sich bislang niemand gestellt.

Laut dem Unesco Report 2017 müssen Roboter folgende vier Eigenschaften erfüllen:

1. Mobilität: Diese Eigenschaft ist wichtig, um im menschlichen Umfeld, wie in Krankenhäusern oder am Arbeitsplatz, wirken und arbeiten zu können.
2. Interaktivität: Durch Sensoren und Aktuatoren müssen Roboter aus dem menschlichen Umfeld Informationen aufnehmen können und dementsprechend auf die Informationen reagieren können.
3. Kommunikation: Kommunikation wird möglich durch programmierte Spracherkennung oder Sprachsyntheseschnittstellen.
4. Autonomie: Die grundsätzliche Fähigkeit, dass Computer „denken“ und eigene Entscheidungen treffen können, wie sie im menschlichen Umfeld ohne direkte externe Kontrolle handeln.⁹

Roboter können durchaus als intelligente, lernende Systeme bewertet werden. Sie sind als „wissensbasierte Modellsysteme konzeptionalisiert“ und sind durch „rechnerbasierte Technologien in interaktionsorientierter Hinsicht“ (Haun, 2013, S. 16) ausgestattet. Mittlerweile vergleichen Forscher*innen das stark anwachsende Forschungsfeld der Roboter mit der „kambrischen Explosion“ (Pratt, 2015, S. 52 / 57). Heutzutage besteht und agiert eine Roboterpopulation, die sowohl dem Menschen als auch dem Tier ähnelt. Da ist beispielsweise Sophia, die aktuell als Roboterdame dem Menschen optisch und im Verhalten am meisten ähnelt.¹⁰ Außerdem gibt es zahlreiche Roboter in realistischer Tierform wie beispielsweise Schildkröten, Schlangen, Krokodilbabys oder Orangutans.¹¹ Der Fokus der Arbeit liegt allerding auf dem Einsatz von Robotern in Therapie und Pflege, wie dem humanoiden Roboter Pepper und dem Tierroboter Paro.

2.2.1. Humanoide Roboter

Humanoide Roboter wie Pepper sind Roboter, die so konstruiert sind, dass sie der Gestalt des Menschen möglichst ähnlich sind. Das Ziel von humanoiden Robotern ist die Imitation menschlicher Bewegungsabläufe. Dennoch ist erkennbar, dass es sich um eine Maschine handelt. Die menschenähnliche Gestalt hat den Vorteil, dass diese Roboter in sämtlichen alltäglichen Aufgaben hilfreich sind. So haben sie beispielsweise die Fähigkeit, das Heben und Tragen von Gegenständen oder das Einordnen von Gegenständen in Schränken zu übernehmen, da so etwas wie (Greif)Arme vorhanden sind. Darüber hinaus haben humanoide Roboter meist zwei „Beine“. Derartige menschenähnliche Eigenschaften bei Robotern sind wiederum problematisch, da sie mit hohen Erwartungen verbunden sind. Denn wenn Roboter ähnlich wie Menschen aussehen und handeln, steigt beim Menschen auch die Erwartung, dass die Roboter wie Menschen reagieren und handeln (vgl. Lenzen, 2018, S. 100 / 229). Denn wenn etwas aussieht wie ein Mensch, geht man damit wahrscheinlich auch wie mit einem Menschen um.

Bei der optischen Erscheinung eines Roboters tritt das Phänomen des „Uncanny Valley“ auf. Es besagt, dass je ähnlicher Roboter dem Menschen vom Aussehen her sind, desto stärker werden sie vom Menschen akzeptiert. Tritt allerdings eine zu starke Menschenähnlichkeit auf, wirkt sich das Aussehen negativ auf die Beliebtheit von Robotern aus.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung : Das Uncanny Valley (MacDorman & Kageki, 2012, S. 98)

[...]

¹ Siehe PWC (Juni, 2018 ). Auswirkungen der Nutzung von künstlicher Intelligenz in Deutschland.S.4&11. https://www.pwc.de/de/business-analytics/sizing-the-price-final-juni-2018.pdf [31.08.2018]

² Siehe: Studie der BertelsmannStiftung. Themenreport „Pflege 2030“. S. 6-11. https://www.bertelsmann-stiftung.de/fileadmin/files/BSt/Presse/imported/downloads/xcms_bst_dms_36923_39057_2.pdf [31.08.2018].

³ Siehe: Statistisches Bundesamt. Bevölkerung Deutschlands Bis 2060. 13. Koordinierte Bevölkerungsvorausberechnung. S. 6-8: https://www.destatis.de/DE/PresseService/Presse/Pressekonferenzen/2015/bevoelkerung/Pressebroschuere_Bevoelk2060.pdf?__blob=pu blicationFile [31.08.2018]

⁴ Siehe Die Bundesregierung. „So wird "Pepper” zum Helfer im Seniorenheim“ (06.08.2018). https://www.bundesregierung.de/Content/DE/Artikel/2018/08/2018-08-03-roboter-in-der-pflege.html [07.08.2018]

⁵ Alan Turing entwickelte 1950 den sogenannten Turing Test. Durch diesen Test wollte Turing zeigen, dass eine Maschine das gleiche Denkvermögen wie ein Mensch besitzt. Der Test läuft so ab, dass ein Mensch über eine Tastatur Fragen an zwei unbekannte Gesprächspartner, wovon einer eine Maschine und der andere ein Mensch ist, stellt. Ohne Sicht-und Hörkontakt zu den Gesprächspartnern soll die Testperson allein durch die Fragen herausfinden, bei welchem Gegenüber es sich um eine Maschine oder einen Menschen handelt. Bis heute hat keine Maschine den Turing Test mit 100 % Gewissheit bestanden. Für detaillierte Informationen zum Turing Test siehe Turing, A. (1950). Computing Machinery and Intelligence. Mind, Vol. 59, No. 236 (Oct., 1950), S. 433-460, https://www.jstor.org/stable/2251299 [08.08.2018]

⁶ Capek, K. (1977). Kollektivdrama mit einem Vorspiel und drei Akten. Aus d. Tschech. von Gustav Just. Berlin: Henschelverl. Der Urheber des Begriffs Roboter ist allerdings der Bruder von Karel Capek, Josef Capek. Karel Capek verwendete das Wort nur erstmals in einem literarischen Werk (vgl. Margolius, I. (17.08.2017). The Robot of Prague. Newsletter, The Friends of Czech Heritage no. 17, Autumn 2017, S. 3 - 6, https://czechfriends.net/images/RobotsMargoliusJul2017.pdf [02.09.2018])

⁷ Zu seinen bekanntesten Erzählungen zählen die Werke „Robbie“ (1940), „I, Robot“ (1950) oder „The Bicentennial Man“ (1976).

⁸ Asimov, I. (1950). Runaround . In: The Isaac Asimov Collection (Hrsg.). I, Robot. New York City: Doubleday, S. 40.

⁹ Siehe vier Eigenschaften von Robotern nach dem Unesco Report (2017). Report of COMEST on Robotics Ethics. S. 4. http://unesdoc.unesco.org/images/0025/002539/253952E.pdf [01.06.2018]. Eigene Übersetzung aus dem Englischen.

¹⁰ Sophia wurde erstmals 2016 von Hanson Robotics (Honkong) der Öffentlichkeit vorgestellt. Sophia ist ein humanoider Roboter, der auf bestimmte Fragen antworten kann und bis zu einem gewissen Grad Gespräche führen kann. Sophia wurde 2017 die Staatsbürgerschaft von Saudi-Arabien verliehen. Siehe: http://sophiabot.com/ [31.08.2018]

¹¹ Siehe BBC Reportage Spy in the Wild (Erstausstrahlung, 2017). Hier wurden über 30 Tierroboter als Spione in das Tierreich ausgesetzt, um die Emotionen bestimmter Tierarten besser zu erforschen. Auch derartiges menschliches Eingreifen in die Tierwelt zu Forschungszwecken bedarf einer ethischen Diskussion. Diese ethische Diskussion wird im Rahmen dieser Arbeit jedoch nicht fortgeführt. http://jdp.co.uk/programmes/spy-in-the-wild [03.09.2018]