02.12.2020

Distancing: Wenn Technologie Corona-Regelbrecher maßregelt

Manfred Tscheligi, Leiter des Bereichs "Distancing" im Covid-Pop-up Hub des Klimaschutzministeriums, spricht über die Rolle von Technologie beim "Abstand halten" und wie Distance-Tech unseren zukünftigen Alltag beeinflussen kann.
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Distancing, Covid-Pop-up Hub, Hub, Technologie, Tscheligi
(c) Rita Skof - Manfred Tscheligi, "Head of Center for Technology Experience am Austrian Institute of Technology", über das neue Covid- Pop-up Hub und Distance-Tech.

Der Covid Pop-up Hub des Ministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) hat zum Ziel „Learnings“ aus der Covid-Krise mitzunehmen. Interessierte können sich virtuell am Diskurs beteiligen und über Themen wie Digitale Gesundheit, „Distancing“, Ökonomischer Puffer und Staatliche Intervention sprechen. Manfred Tscheligi leitet dort den Bereich „Distancing“. Er ist „Head of Center for Technology Experience“ am AIT (Austrian Institute of Technology) und Leiter des „Center for Human-Computer Interaction“ (CHCI) der Universität Salzburg. In Sachen „Distancing“ sieht er drei wichtige Tech-Ansätze, die bei diesem Thema helfen können:

Tech für Distancing: Sinne, Kommunikation & Verhalten

  • Technologie kann dabei helfen, Sinne zu unterstützen bzw. zu erweitern. So können Sensoren dafür sorgen, Sicherheitsabstände gut abzuschätzen und Personen sichtbar zu machen, die man nicht gleich bemerkt, weil der Blick und die Aufmerksamkeit in manchen Momenten auf anderen Dingen liegen.
  • Technologie kann in der Kommunikation unterstützen, Abstand einzufordern, indem sie andere Menschen darauf aufmerksam macht, dass der Sicherheitsabstand verletzt wird, oder den persönlichen Bereich in Form einer Sicherheitszone absteckt. Dies kann z.B. durch Projektion von Grenzen am Boden erfolgen, aber auch durch automatisierte Benachrichtigung (z.B. Warnsignale) von den Personen, die den Sicherheitsabstand verletzen. Hier kann Technologie Menschen etwa die unangenehme Aufgabe abnehmen, fremde Personen öffentlich auf Regeln hinzuweisen.
  • Technologie kann menschliches Verhalten mitbestimmen. Das Forschungsfeld „Persuasive Technology“ beschäftigt sich mit der Gestaltung von Technologie mit dem Ziel, menschliches Verhalten über „Social Influence“ zu beeinflussen. Strategien wie Übereinstimmung, Beständigkeit oder Autorität können gezielt genutzt werden, um rücksichtsvolles Verhalten in der Öffentlichkeit zu fördern.

„Es gibt bereits verschiedene Ansätze aus den oben genannten Kategorien, die dabei helfen ‚Distancing‘ zu betreiben. Diese haben jeweils einen unterschiedlichen Reifegrad und sprechen auch sehr unterschiedliche Zielgruppen an. Auf der Webseite des COVID-Pop-up Hub werden derzeit einige Technologien vorgestellt und diskutiert“, erklärt Tscheligi und erwähnt dabei besonders zwei Technologien, die sich in diesem Bereich hervorgetan haben.

Distancing-Technologien: Simulator und Distanzwesten

  • Der Covid-19 Simulator von pwc, Samariterbund und AIT Austrian Institute of Technology ist ein agentenbasierter Verhaltens- und Mobilitätssimulator, der künstliche Intelligenz mit medizinischen Erkenntnissen kombiniert, um Empfehlungen für Schutzmaßnahmen in öffentlichen Räumen, wie dem Arbeitsplatz, abzugeben. Dabei wird die gelebte Realität simuliert, die Entwicklung von objektiv(eren) Strategien und Richtlinien für den Arbeitsplatz wird dadurch vereinfacht und bleibt transparent für die Mitarbeiter.
  • In die Distanzwesten ist ein Sensor eingebaut, der permanent den Abstand zu anderen Westen misst. Wenn der Mindestabstand unterschritten wird, blinken hellrote Streifen, die Westen beginnen zu vibrieren und geben einen lauten Ton von sich. Die Nutzer sollen dadurch ein besseres Gefühl für die benötigten Distanzen erlernen. Außerdem kann durch die Nutzung herausgefunden werden, welche Arbeitsschritte geändert werden sollten, um sichere Abstände zwischen Menschen einzuhalten.

Akzeptanz der Technologie ist Mischung aus Qualität des Produkts und subjektiven Normen

Die Existenz solcher Technologie, die bei der Pandemie helfen soll, ist die eine Sache. Eine andere ist, wie diese Tech-Neuerungen von der Masse angenommen werden. Tscheligi meint, dass die Akzeptanz von Menschen bei neuen Technologien von vielen verschiedenen Faktoren abhänge.

Distancing: Open Source, Open Hardware

„Gerade bei vielen der Distancing-Technologien gibt es dazu noch keine Studien, da sie sich erst in der Entwicklungs- oder Pilotphase befinden. Es lässt sich allerdings vermuten, dass Aspekte wie die wahrgenommene Qualität der Technologie, etwa wie gut das System in der Lage ist, bestimmte Aufgaben zu erfüllen, aber auch subjektive Normen bezüglich Akzeptanz, Datensicherheit und Freiwilligkeit der Nutzung in die Wahrnehmung der Gesellschaft hineinspielen“, sagt der Managing Director: „Klare, transparente Kommunikation, sowie das Offenlegen der Funktionsweise – open source, open hardware – können Vertrauen fördern. Besonders wichtig ist aber auch, Nutzern einen klaren Mehrwert zu bieten und die Entwicklung partizipativ anzugehen.“

Interesse ist da

Auf jeden Fall steht fest, dass Veränderung da ist und in Zukunft weiter reichen wird. Tscheligi dazu: „Der öffentliche Diskurs zeigt, dass Interesse an nachhaltiger Veränderung besteht. So erhoffen sich viele Menschen, dass Tele-Meetings, -Konferenzen und -Kongresse beibehalten werden, um Reisewege und somit CO2-Emissionen zu reduzieren. Hier gibt es aus Sicht des Interaktionsdesigns viel Potential, technologische Alternativen von face-to-face-Interaktionen zu verbessern, um dem menschlichen Bedürfnis nach persönlicher Interaktion bestmöglich gerecht zu werden“, sagt er.

Gemeinsam aus der Krise lernen

Der Leiter des CHCI in Salzburg denkt, dass Technologien auch in Zukunft mehr genutzt werden können, um beispielsweise Grippewellen entgegenzuwirken oder zukünftige Epidemien zu verhindern. Es kommt auf die Durchdringung an.

Niedere Nutzungsquote

„Von der ‚Stopp Corona‘-App wissen wir, dass sie Ende Oktober etwas über eine Million Mal heruntergeladen wurde. Viele Technologien haben aktuell eine niedrigere Nutzungsquote, weil sie entweder einen sehr spezifischen Anwendungsfall abdecken, wie Distanzwesten, oder sich noch in der Entwicklungs- oder Pilotphase befinden, beziehungsweise einfach noch zu wenig bekannt sind“, weiß Tscheligi.

Covid Pop-up Hub

Ein Grund, warum die Initiative COVID Pop-up Hub entstanden ist. Bis zum Jänner 2021 sammelt der Hub in virtueller, offener und partizipativer Form neue Ideen, Fragestellungen und Denkweisen. Die bisherigen Erfahrungen deuten darauf hin, dass offenbar ein großer Bedarf danach besteht, sich auf geeigneten Plattformen auszutauschen.

Unterschiedliche Perspektiven

„Vor allem Jugendliche werden gerne in die Diskussion über die Zukunft mit einbezogen, denn momentan ist für sie ja alles ungewiss – und zwar jeden Tag. Um möglichst viele unterschiedliche Perspektiven mit einzubeziehen, diskutieren im COVID Pop-up Hub Menschen aus unterschiedlichsten Bereichen: Wissenschaft, Unternehmen, Startups, Physik, AI, Philosophie, Psychologie, Medien, Kunst und der Next Generation, also Jugendlichen. Beteiligte Schüler sind besonders wissbegierig. Sie denken gerne über die Zukunft nach und freuen sich, wenn Experten sich mit ihnen dazu austauschen und liefern auch selbst sehr wertvolle Inputs“, sagt Tscheligi.

Lösungsansätze

Und er betont: „Der Hub soll als Denk-Werkstatt den Austausch fördern sowie Lösungsansätze und weitere (Forschungs-)Aktivitäten zeigen und anregen. Dafür möchten wir in einem ersten Schritt möglichst viele interessierte Menschen auf unsere Plattform bringen und zum Mitwirken motivieren. Dies soll möglichst breit weiterentwickelt werden und eine Interessenscommunity aufbauen.“

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Michael Krebs, CEO von HeartBeat.bio. | Foto: HeartBeat.bio.

2023 holte sich das Wiener BioTech HeartBeat.bio, das 2021 gegründet wurde und im Vienna Biocenter ansässig ist, ein 4,5-Millionen-Euro-Investment im Rahmen einer Pre-Series-A-Runde – brutkasten berichtete.

Im Vorjahr folgte eine Forschungskooperation mit dem Pharmaunternehmen Boehringer Ingelheim, mit dem Ziel gentherapeutische Behandlungen für genetisch bedingte Kardiomyopathien zu entwickeln. Nun kooperiert man mit dem schwedischen Genomikunternehmen CubaseBio, das 3D-Spatial-Transkriptomik-Technologien entwickelt, um einen Hochdurchsatz-3D-Spatial-Profiling-Ansatz für myokardiale Fibrose zu entwickeln und um die Wirkstoffforschung bei Herzinsuffizienz zu steigern.

HeartBeat.bio erhält von der FFG nationale Förderung

Die Partner erhalten dafür rund eine Million Euro an Förderung im Rahmen des Calls 10 des Eurostars-Programms für ihr gemeinsames Projekt „Fibrosis Analysis in Cardioids via Transcriptomic Spatial-mapping in 3D“ (FACTS-3D).

Die nationale Förderung erfolgt durch Vinnova (Schwedens Innovationsagentur) und die österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG), mit Ko-Finanzierung durch die Europäische Union im Rahmen von Horizon Europe.

Das Projekt verbindet die firmeneigene Cardioid-Technologie von HeartBeat.bio mit der 3D-Spatial-Transkriptomik-Plattform von CubaseBio, um einen skalierbaren Ansatz zur Analyse der molekularen und zellulären Mechanismen hinter myokardialer Fibrose zu entwickeln.

64 Millionen Menschen von Herzinsuffizienz betroffen

Trotz bedeutender Fortschritte in der kardiovaskulären Forschung bleibt die Entwicklung neuer Therapien gegen Herzinsuffizienz eine Herausforderung. Weltweit sind mehr als 64 Millionen Menschen von Herzinsuffizienz betroffen, was eine große und wachsende globale Gesundheitsbelastung darstelle, heißt es per Aussendung. Herkömmliche präklinische Werkzeuge wie Tiermodelle und 2D-Zellkulturen könnten die Komplexität der menschlichen Biologie, zellulärer Interaktionen und der räumlichen Organisation zugrundeliegender Herzerkrankungen häufig nicht vollständig abbilden.

FACTS-3D soll genau hier ansetzen: Das Projekt verbindet menschliche Herzorganoide, die die Biologie des Herzens realitätsnah abbilden, mit einer 3D-Spatial-Transkriptomik-Methode, die viele Proben gleichzeitig auswerten kann. Zur Erklärung: Bisherige Verfahren zur räumlichen Genanalyse funktionieren nur bei dünnen, flach geschnittenen Gewebeproben. Für die Untersuchung von Organoiden, die dreidimensionale Struktur besitzen, sind sie deshalb kaum brauchbar, und schon gar nicht, wenn viele Proben zügig analysiert werden sollen. Die 3D-Technologie von CubaseBio umgeht dieses Problem: Sie lässt sich direkt in gängigen Labor-Plattenformaten mit 96 oder 384 Vertiefungen einsetzen. Dadurch kann das Projekt die Herzorganoide von HeartBeat.bio erstmals in ihrer vollständigen, dreidimensionalen Struktur untersuchen, statt sie in dünne Scheiben zerlegen zu müssen.

Dieser Ansatz sei besonders wichtig für die Erforschung von Herzmuskel-Vernarbung (Fibrose), einem Prozess, der zum krankhaften Umbau des Herzens beiträgt und bei vielen Formen von Herzinsuffizienz eine Rolle spielt. Indem die Partner sichtbar machen, welche Gene in welchen Zellen des intakten 3D-Herzgewebes aktiv sind, wollen sie herausfinden, wie die Erkrankung entsteht, wie das Gewebe auf Behandlungen reagiert und wo neue Ansatzpunkte für Medikamente liegen könnten.

Neue Mechanismen

„Das FACTS-3D-Projekt bringt zwei hochgradig komplementäre Technologien zusammen, um eine der zentralen Herausforderungen der kardiovaskulären Wirkstoffforschung anzugehen: das Verständnis der Krankheitsbiologie in einem physiologisch relevanten menschlichen Kontext bei gleichzeitigem Erhalt der räumlichen Informationen, die für komplexe kardiale Phänotypen essenziell sind. Für HeartBeat.bio stellt diese Kooperation einen wichtigen Schritt dar, Cardioide nicht nur für die phänotypische Wirkstoffforschung zu nutzen, sondern auch um neue Mechanismen und Zielstrukturen für Herzinsuffizienz zu entdecken und zu validieren, insbesondere bei myokardialer Fibrose und kardialem Remodeling“, sagt Michael Krebs, CEO von HeartBeat.bio.

Und Malte Kühnemund, CEO von CubaseBio, ergänzt: „Die Herzbiologie ist ein perfektes Beispiel dafür, warum der 3D-Spatial-Kontext so wichtig ist. Die Art, wie sich Zellen dreidimensional organisieren, ist zentral dafür, wie eine Herzkammer aufgebaut ist, was bei Fibrose geschieht und wie sich das Herz umbaut. Unsere Technologie wurde genau dafür entwickelt, diese Art von Komplexität vollständig in drei Dimensionen zu erfassen. Das lässt sich nicht durch Schnittverfahren erfassen, und 3D-Bildgebungshardware verfügt nicht über den nötigen Durchsatz. Das macht unsere 3D-Spatial-Transkriptomik-Technologie zu einer naheliegenden Wahl für das Hochdurchsatz-Screening von Herzmedikamenten. HeartBeat.bio ist der ideale Partner, um unsere 3D-Spatial-Technologie in umsetzbare Erkenntnisse für komplexe kardiovaskuläre Erkrankungen zu übersetzen.“

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AI Summaries

Distancing: Wenn Technologie Corona-Regelbrecher maßregelt

  • Manfred Tscheligi ist „Head of Center for Technology Experience“ am AIT und Leiter des „Center for Human-Computer Interaction“ (CHCI) der Universität Salzburg.
  • Er sagt: „Technologie kann dabei helfen, Sinne zu unterstützen bzw. zu erweitern.“
  • Hier kann Technologie etwa die unangenehme Aufgabe abnehmen, fremde Personen öffentlich auf Regeln hinzuweisen.
  • Das Forschungsfeld „Persuasive Technology“ beschäftigt sich mit der Gestaltung von Technologie mit dem Ziel, menschliches Verhalten über „Social Influence“ zu beeinflussen.
  • Tscheligi meint, dass die Akzeptanz von Menschen bei neuen Technologien von vielen verschiedenen Faktoren abhängt.

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