Der Anti-Stress-Assistent
Dauerhafter Stress führt häufig zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen, aber auch zu psychischen Störungen. Damit man rechtzeitig den Stress erkennt, haben Forscher ein elektronisches System entwickelt, das rechtzeitig "Stress-Alarm" gibt.
Ein Mann schlendert durch die hohen Gänge der ETH Zürich. Von außen nicht sichtbar, hat er sich einen ganz besonderen Gürtel umgeschnallt.
"Das ist ein Gürtel, den man sehr komfortabel tragen kann: Der misst die Herzrate. Der misst die Atmungsrate. Der misst meine Bewegung. Und der misst meine Hauttemperatur. Und vorne an dem Gürtel hat man so eine kleine Einheit. Dort werden die Daten gespeichert. Und sie können die Daten auch über Bluetooth an das Handy oder andere Computer weiterleiten."
Bert Anrich vom Institut für Elektronik der ETH-Zürich hat den mit viel Hightech gespickten Gürtel mitentwickelt. Herzrate, Atmungsrate, Hauttemperatur - das sind Parameter für Stress.
"Zunächst einmal: Stress ist nichts Schlechtes an sich. Also Stress ist gut, weil unsere Leistungsfähigkeit ab einem bestimmten Stresspegel steigt. Das Problem liegt aber darin, wenn die Leute mehr und mehr nicht mehr in der Lage sind, sich zu erholen, wenn sie von diesem Stresspegel gar nicht mehr runterkommen. Und genau da sehen wir die Zukunft unserer Forschung: Wir möchten den Stresslevel von einem Tag oder von einer Woche akkumuliert messen, um dann zu sagen: Der Stresspegel akkumuliert über einen Tag oder eine Woche war einfach zu hoch. Und der Betroffene war nicht mehr in der Lage, sich erholen zu können."
Das betrifft nicht nur die Börsenmakler und Manager, die in Sekundenschnelle weitreichende Entscheidungen treffen müssen. Doch um Stress verlässlich zu messen, reicht der Gürtel mit seinen eingebauten Sensoren nicht aus. Cornelia Setz, Assistentin am Züricher Institut für Elektronik, hält ein kleines Kästchen in der Hand. Aus dem unteren Ende ragen Kabel mit kleinen Elektroden heraus.
"Das ist ein Gerät, das misst die Hautleitfähigkeit und schickt die Daten zu einem Computer, bis sie ausgewertet werden. Hier vorne kann man die Elektroden anbringen, die man dann entweder an den Fingern oder Füßen befestigt, weil da die emotionale Schwitzaktivität am stärksten ist. Es ist so, wenn man aufgeregt ist wie ich ein bisschen, dann kriegt man feuchte Hände. Und das passiert durch die Aktivierung des autonomen Nervensystems."
Schwitzen vor Aufregung an den Fingerspitzen - das beeinflusst die elektrische Leitfähigkeit auf der Haut. Die Elektroden können das messen - ein weiterer Stressfaktor, der quantifizierbar ist.
"Wenn ich eine sitzende Tätigkeit habe, wie viele von uns am Computer, stellt sich die Frage: Wie ist mein Sitzverhalten auf dem Bürostuhl? Wie stark wackele ich, rutsche ich auf meinem Bürostuhl hin und her? Dazu habe ich in unseren Stressexperimenten Druckmatten eingesetzt, auf der Sitzfläche und auf der Rückenlehne des Stuhls, um zu messen, wie unsere Probanden auf dem Stuhl gemessen haben."
Dabei ist Bert Anrich eines klar: Ein einziger Parameter isoliert betrachtet, also entweder die elektrische Leitfähigkeit der Haut, das Verhalten auf dem Stuhl oder die Herzfrequenz, sagt weniger darüber aus, wie stark eine Person angespannt ist: Gestresste Mitmenschen sitzen zuweilen auch ganz starr vor ihrem Rechner; Schweiß auf der Haut kann auch davon kommen, dass es in einem Raum zu warm ist. Verlässliche Informationen darüber, wie stark jemand tatsächlich gestresst ist, lassen sich nur durch eine Kombination all dieser Daten gewinnen.
Denn dass die meisten Stress selbst rechtzeitig erkennen, ist Wunschdenken.
"Wenn wir die Statistiken der letzten Jahre anschauen, sehen wir, dass diese stressbedingten Erkrankungen, mentale Probleme oder Burnout, stetig zunehmen. Das heißt: Es besteht Bedarf, dass wir diesen Stresslevel genau quantifizieren. Ich kann zwar sagen, ich hatte einen stressigen Tag. Aber ich kann nicht sagen, wie stressig der jetzt war. Und wir stellen uns mit unserem Mess-System vor, dass wir auf einer Skala, auf einer Ampel von Grün, Gelb und Rot messen können: War das Level okay, also noch im grünen Bereich? Wird es langsam zu viel? Kommen wir also in den gelben Bereich? Oder ist der Stresslevel gar zu stark? Sind wir im roten Bereich? Letztendlich möchten wir den Stresslevel quantifizieren."
Das ist nach Ansicht der Züricher Forscher vor allem für Sicherheitskräfte wichtig, beispielsweise für Feuerwehrleute im Einsatz. Im Rahmen eines EU-Projektes werden im Frühsommer Mitglieder der Züricher Flughafen-Feuerwehr mit den Stress-Sensoren aus den ETH-Labors ausgestattet: Geht's zum Einsatz, dürfen Sensorgürtel und Elektroden auf dem großen Zeh nicht fehlen. Der Einsatzleiter erkennt an einem Rechner, wie gestresst die einzelnen Feuerwehrleute sind. Und das kann lebensrettend sein, glaubt Bert Anrich vom Elektroniklabor der ETH Zürich:
"Da möchten wir eben genau aus diesen Herzdaten und den Atmungsdaten ablesen: Wie stark ist sowohl die körperliche und mentale Belastung des Feuerwehrmanns? Das Problem ist, dass Feuerwehrleute übermotiviert sind. Sie wollen diesen Brand natürlich löschen und merken vielleicht selber nicht, dass sie dazu gar nicht mehr in der Lage sind, dass sie vorher viel zu viel Tätigkeiten absolviert haben, dass sie gar nicht mehr fit genug sind für den Einsatz. Und dann muss der Kommandant sagen: Nein, stopp, Du bleibst jetzt hier! Du musst eine Pause machen!"
Seine Entscheidung fällt der Einsatzleiter auf der Basis der Daten, die die Sensoren an einen Zentralrechner übermitteln. In wenigen Wochen soll die Löschmannschaft der Flughafenfeuerwehr mit den Sensoren ausgestattet werden - die erste große Bewährungsprobe für den Anti-Stress-Assistenten der ETH Zürich.
"Das ist ein Gürtel, den man sehr komfortabel tragen kann: Der misst die Herzrate. Der misst die Atmungsrate. Der misst meine Bewegung. Und der misst meine Hauttemperatur. Und vorne an dem Gürtel hat man so eine kleine Einheit. Dort werden die Daten gespeichert. Und sie können die Daten auch über Bluetooth an das Handy oder andere Computer weiterleiten."
Bert Anrich vom Institut für Elektronik der ETH-Zürich hat den mit viel Hightech gespickten Gürtel mitentwickelt. Herzrate, Atmungsrate, Hauttemperatur - das sind Parameter für Stress.
"Zunächst einmal: Stress ist nichts Schlechtes an sich. Also Stress ist gut, weil unsere Leistungsfähigkeit ab einem bestimmten Stresspegel steigt. Das Problem liegt aber darin, wenn die Leute mehr und mehr nicht mehr in der Lage sind, sich zu erholen, wenn sie von diesem Stresspegel gar nicht mehr runterkommen. Und genau da sehen wir die Zukunft unserer Forschung: Wir möchten den Stresslevel von einem Tag oder von einer Woche akkumuliert messen, um dann zu sagen: Der Stresspegel akkumuliert über einen Tag oder eine Woche war einfach zu hoch. Und der Betroffene war nicht mehr in der Lage, sich erholen zu können."
Das betrifft nicht nur die Börsenmakler und Manager, die in Sekundenschnelle weitreichende Entscheidungen treffen müssen. Doch um Stress verlässlich zu messen, reicht der Gürtel mit seinen eingebauten Sensoren nicht aus. Cornelia Setz, Assistentin am Züricher Institut für Elektronik, hält ein kleines Kästchen in der Hand. Aus dem unteren Ende ragen Kabel mit kleinen Elektroden heraus.
"Das ist ein Gerät, das misst die Hautleitfähigkeit und schickt die Daten zu einem Computer, bis sie ausgewertet werden. Hier vorne kann man die Elektroden anbringen, die man dann entweder an den Fingern oder Füßen befestigt, weil da die emotionale Schwitzaktivität am stärksten ist. Es ist so, wenn man aufgeregt ist wie ich ein bisschen, dann kriegt man feuchte Hände. Und das passiert durch die Aktivierung des autonomen Nervensystems."
Schwitzen vor Aufregung an den Fingerspitzen - das beeinflusst die elektrische Leitfähigkeit auf der Haut. Die Elektroden können das messen - ein weiterer Stressfaktor, der quantifizierbar ist.
"Wenn ich eine sitzende Tätigkeit habe, wie viele von uns am Computer, stellt sich die Frage: Wie ist mein Sitzverhalten auf dem Bürostuhl? Wie stark wackele ich, rutsche ich auf meinem Bürostuhl hin und her? Dazu habe ich in unseren Stressexperimenten Druckmatten eingesetzt, auf der Sitzfläche und auf der Rückenlehne des Stuhls, um zu messen, wie unsere Probanden auf dem Stuhl gemessen haben."
Dabei ist Bert Anrich eines klar: Ein einziger Parameter isoliert betrachtet, also entweder die elektrische Leitfähigkeit der Haut, das Verhalten auf dem Stuhl oder die Herzfrequenz, sagt weniger darüber aus, wie stark eine Person angespannt ist: Gestresste Mitmenschen sitzen zuweilen auch ganz starr vor ihrem Rechner; Schweiß auf der Haut kann auch davon kommen, dass es in einem Raum zu warm ist. Verlässliche Informationen darüber, wie stark jemand tatsächlich gestresst ist, lassen sich nur durch eine Kombination all dieser Daten gewinnen.
Denn dass die meisten Stress selbst rechtzeitig erkennen, ist Wunschdenken.
"Wenn wir die Statistiken der letzten Jahre anschauen, sehen wir, dass diese stressbedingten Erkrankungen, mentale Probleme oder Burnout, stetig zunehmen. Das heißt: Es besteht Bedarf, dass wir diesen Stresslevel genau quantifizieren. Ich kann zwar sagen, ich hatte einen stressigen Tag. Aber ich kann nicht sagen, wie stressig der jetzt war. Und wir stellen uns mit unserem Mess-System vor, dass wir auf einer Skala, auf einer Ampel von Grün, Gelb und Rot messen können: War das Level okay, also noch im grünen Bereich? Wird es langsam zu viel? Kommen wir also in den gelben Bereich? Oder ist der Stresslevel gar zu stark? Sind wir im roten Bereich? Letztendlich möchten wir den Stresslevel quantifizieren."
Das ist nach Ansicht der Züricher Forscher vor allem für Sicherheitskräfte wichtig, beispielsweise für Feuerwehrleute im Einsatz. Im Rahmen eines EU-Projektes werden im Frühsommer Mitglieder der Züricher Flughafen-Feuerwehr mit den Stress-Sensoren aus den ETH-Labors ausgestattet: Geht's zum Einsatz, dürfen Sensorgürtel und Elektroden auf dem großen Zeh nicht fehlen. Der Einsatzleiter erkennt an einem Rechner, wie gestresst die einzelnen Feuerwehrleute sind. Und das kann lebensrettend sein, glaubt Bert Anrich vom Elektroniklabor der ETH Zürich:
"Da möchten wir eben genau aus diesen Herzdaten und den Atmungsdaten ablesen: Wie stark ist sowohl die körperliche und mentale Belastung des Feuerwehrmanns? Das Problem ist, dass Feuerwehrleute übermotiviert sind. Sie wollen diesen Brand natürlich löschen und merken vielleicht selber nicht, dass sie dazu gar nicht mehr in der Lage sind, dass sie vorher viel zu viel Tätigkeiten absolviert haben, dass sie gar nicht mehr fit genug sind für den Einsatz. Und dann muss der Kommandant sagen: Nein, stopp, Du bleibst jetzt hier! Du musst eine Pause machen!"
Seine Entscheidung fällt der Einsatzleiter auf der Basis der Daten, die die Sensoren an einen Zentralrechner übermitteln. In wenigen Wochen soll die Löschmannschaft der Flughafenfeuerwehr mit den Sensoren ausgestattet werden - die erste große Bewährungsprobe für den Anti-Stress-Assistenten der ETH Zürich.