Damian dreht am Rad
Ein smarter Tablettenautomat hilft Senioren
Welcher Jugendliche hat auf seinem Wunschzettel schon einen „3D-Drucker“ stehen? Und wer von ihnen macht, nachdem er ihn tatsächlich an Weihnachten unter dem Baum liegen hat, ein eigenes Projekt damit?
Damian Otto aus Koblenz. Der 17-Jährige hilft als Gewinner des Regionalwettbewerbs (Koblenz) von Jugend forscht mit seiner Erfindung älteren Menschen, ihren Alltag leichter bewältigen zu können. Und zwar mit dem Bau und der Programmierung eines smarten Tablettenautomaten.
„Dazu habe ich einen Mechanismus entwickelt, der es zuverlässig ermöglicht, aus einer Menge Tabletten, welche vorher in das Gerät eingefüllt wurden, eine einzelne abzumessen und auszuwerfen. Die Steuerung übernimmt ein verbauter Einplatinencomputer, der an vorher eingestellten Tagen zu entsprechend festgelegten Zeiten verschiedene Motoren in Bewegung setzt und Tabletten auswirft“, so beschreibt Damian seine Idee. Mit seinem smarten Tablettenautomaten belegte der Schüler vom Eichendorff-Gymnasium in Koblenz den zweiten Platz in der Kategorie „Technik“.
Wie es funktioniert
Mit zunehmendem Alter steigt auch die Wahrscheinlichkeit für die Einnahme von Medikamenten. Da den Überblick zu behalten, ist schon eine Herausforderung. Besonders dann, wenn das Gedächtnis nicht mehr zu 100 Prozent funktioniert oder sogar Demenz hinzukommt.
Das hat Damian hautnah in seiner Familie mitbekommen. Sein 92-jähriger Opa erlitt einen Schlaganfall und muss täglich verschiedene Medikamente einnehmen.
Damian hat sich Gedanken gemacht und eben jenen Automaten entwickelt, mit dem er sich bei Jugend forscht beworben hat. Nach erfolgreicher Dosierung fallen die Tabletten erst durch eine Lichtschranke und dann auf eine Rutsche, über die sie nach vorne aus dem Gerät in eine Schale gelangen, welche magnetisch am Rest befestigt und dementsprechend abnehmbar ist.
Das Gerät verfügt außerdem über einen Lautsprecher und eine LED-Leiste, um den Menschen visuell und akustisch an die Einnahme seiner Tabletten zu erinnern.
Was Damian bewegt
Damian war schon als Kind ein Tüftler, bereits als kleiner Junge erschuf er in seinem Kinderzimmer komplette Legowelten. Den besonderen Drucker, mit dem er Bestandteile für den Tablettenautomaten herstellt, hatte er in der Koblenzer „Nacht der Technik“ gesehen und entdeckt. Und es ist nicht seine erste Teilnahme an Jugend forscht. Schon mehrfach hat er teilgenommen und es mit seiner Alarmanlage für das Haus 2017 sowie 2019 mit seiner mobilen Wetterstation bis zum Landeswettbewerb geschafft.
Damians Wunsch war es, ein Gerät zu entwickeln, das zur passenden Tageszeit die entsprechenden Tabletten auswirft und den Nutzer an die Einnahme erinnert. Die verschiedenen Tabletten müssen dazu in verschiedene Fächer eingefüllt werden, der Automat erledigt alles andere der vorher festgelegten Einstellungen.
Wege zur Umsetzung
Es bedurfte verschiedener Schritte, um den Tablettenautomaten so zu entwickeln wie er heute aussieht. Dazu gehörten die Hardware- und Softwareentwicklung. Die Hardware teilt sich dabei in drei Bereiche: Entwicklung der Mechanik, elektrische Komponenten sowie das passende Gehäuse.
Die „Tüftelei“ beim Finden eines optimalen Mechanismus lag darin begründet, dass Tabletten keine einheitliche Größe haben. Eine Mindestanforderung war die Unterteilung in drei Tablettentypen mit der Folge, dass auch drei verschiedene Räder konstruiert werden mussten. Damian arbeitete sich von Mechanismus zu Mechanismus weiter zur Annäherung an das Optimum vor.
Zur Steuerung der Räder baute er als elektrische Komponente Schrittmotoren ein. Für das Gehäuse kam der 3D-Drucker zum Einsatz. Aber auch ein 3D-Drucker muss erst einmal programmiert werden. Von selber macht er nichts.
Zur Programmierung des Tablettenautomaten hat Damian die Programmiersprache Python verwendet.
Die Platinen bestellte er über das Internet. Das setzte wiederum voraus, dass er alles vorab bis ins kleinste Detail geplant hatte.
Dass Forscherarbeit auch immer etwas mit Nachdenken, Kreativität, Improvisation und manchmal auch mit „Loslassen“ zu tun hat, weiß Damian aus eigener Erfahrung:
„Manchmal sitzt man am Schreibtisch und sucht verzweifelt nach Lösungen. Dann geht man frustriert schlafen und am nächsten Morgen fällt einem die Antwort fast auf den Tisch.“
Wie es weitergeht
Es ist Damian gelungen, einen geeigneten Mechanismus zu finden sowie diesen zu motorisieren und mittels Lichtschranke einen fehlerfreien Betrieb zu ermöglichen. Auch die Entwicklung des Gehäuses ist unter Einbeziehung aller elektrischen Komponenten, insbesondere des Raspberry Pi sowie des Displays, abgeschlossen.
Der Prototyp verfügt vorerst über vier Aufbewahrungsboxen. So kann der Automat die Verabreichung vier verschiedener Medikamente übernehmen. Darüber hinaus lassen sich über seine selbst entwickelte Software einfach und schnell die entsprechenden Einstellungen vornehmen, so dass die älteren Menschen nach Bestätigung ihre Tabletten aus dem Schälchen entnehmen können.
Nächstes Jahr wird Damian sein Abitur machen. Seine Leistungskurse: Mathe, Physik und Sozi.
Wie soll es danach weitergehen?
Er hat einige Interessen wie seine zahlreichen Hobbys zeigen. Nicht nur, dass er sich schon seit langem als begeisterter Pfadfinder engagiert, er sang auch im Jugendkammerchor Koblenz. Es wird ihm wohl das Richtige einfallen.