Kontaktlose HMIs mit integrierter KI helfen Kliniken, Hygieneanforderungen zu erfüllen, Ausfallrisiken zu minimieren und den Datenschutz zu gewährleisten. Die MediaTek Genio 700 Plattform kombiniert in Verbindung mit einem medizinischen HMI leistungsstarke Edge-KI-Verarbeitung mit Kamera-, Audio- und Grafikfähigkeiten in einem industrietauglichen Design. In klinischen Anwendungen ermöglicht sie sichere Authentifizierung, sprach- und gestenbasierte Bedienung sowie zentrale Verwaltung und Wartung von medizinischen Geräten – alles lokal, ohne Cloud-Abhängigkeit.
Einführung: Warum Kliniker berührungslose HMIs mit lokaler KI benötigen
In klinischen Umgebungen haben Hygiene und Betriebssicherheit oberste Priorität. Konventionelle Benutzeroberflächen mit Tasten oder Touchscreens sind schwer zu reinigen und bieten Keimen Versteckmöglichkeiten, was ein ernsthaftes Risiko für die Infektionskontrolle darstellt. Kontaktlose Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs), die Gesten-, Sprach- oder Gesichtserkennung nutzen, ermöglichen einen sterilen Betrieb, ohne aseptische Arbeitspraktiken zu beeinträchtigen.
Gleichzeitig erfordern patientenorientierte Systeme maximale Zuverlässigkeit und Echtzeitfähigkeit. Lokale KI-Verarbeitung, genannt Edge AI, sorgt für reaktionsschnelle Steuerung auch bei Netzausfällen und schützt sensible Gesundheitsdaten vor externem Zugriff. Dies schafft eine sichere, hygienische und leistungsstarke Interaktion zwischen Mensch und Maschine, maßgeschneidert für die Anforderungen der modernen Medizin.
MediaTek Genio700 Plattform liefert hohe Leistung für KI-Inferenz
Eine leistungsstarke Edge-Plattform ist entscheidend für den Einsatz in kontaktlosen medizinischen Schnittstellen. Eine mögliche Plattform ist das System-on-Module SOM-SMARC-Genio700, das die MediaTek Genio 700 Hochleistungs-Edge-KI-Plattform integriert. Dieser Achtkernprozessor verfügt über zwei Arm Cortex-A78-Kerne mit 2,2 GHz und sechs Arm Cortex-A55-Kerne mit 2 GHz und wird mit energieeffizienter 6-nm-Technologie hergestellt. Eine integrierte Neural Processing Unit (NPU) mit bis zu 4 TOPS Leistung und eine Vision Processing Unit (VPU) ermöglichen Echtzeit-KI-Inferenz für Gesten- und Objekterkennung. Die Mali-G57-Grafik unterstützt Dual-Displays bis zu 4K30/60 fps und sorgt für flüssige, detaillierte Benutzeroberflächen.
Darüber hinaus verfügt die Plattform über zwei Bildsignalprozessoren (ISPs), die Kameras bis zu 32 MP oder Dual-16-MP-Setups verarbeiten können, um Sensordaten zu erfassen. Funktionen wie High Dynamic Range (HDR) Farbkanäle, Rauschunterdrückung und Autofokus sorgen für eine genaue Erkennung unter wechselnden Lichtverhältnissen. Dies wird durch einen dedizierten Audio-Digital-Signalprozessor (DSP) und umfangreiche Schnittstellen für Mikrofone und Lautsprecher ergänzt, ideal für Sprachsteuerung und akustisches Feedback.
Mit vielseitigen I/O-Optionen, einschließlich USB 3.2, Ethernet mit TSN, PCIe, I²C oder SPI sowie industrietauglicher Temperaturbeständigkeit von -40 bis +105 °C, ist das SOM für den Dauerbetrieb in klinischen Umgebungen ausgelegt. Betriebssysteme wie Android, Yocto Linux und Ubuntu bieten Entwicklern viel Flexibilität. In einer kontaktlosen HMI-Architektur übernimmt das Modul die KI-Verarbeitung, steuert Displays und Sensoren und verbindet sich sicher mit lokalen Netzwerken, ein kompakter, skalierbarer Baustein für intelligente, hygienische medizinische Geräte.
Die Plattform ermöglicht eine sichere, reaktionsschnelle und hygienische HMI-Lösung
Ein Beispiel zeigt, wie ein KI-unterstützter, kontaktloser Workflow auf Basis des Genio 700 das medizinische Personal im Krankenhausalltag unterstützt. Das modulare, lüfterlose Modular Vision HMI, das das SOM-SMARC-Genio700 von SECO integriert, umfasst ein Display sowie eine externe Kamera- und Mikrofonanordnung, die in der Nähe des Patienten positioniert ist, um Vitaldaten und Behandlungsinformationen zugänglich zu machen. Nach dem Start von Yocto Linux oder Android verbindet sich das System mit dem Krankenhausnetzwerk und lädt die notwendigen KI-Modelle für Sprach- und Bilderkennung und bietet eine intuitive Benutzeroberfläche mit „Smart Clinical Record“ und „Alert Management“-Szenarien.
Sobald ein Spezialist den Arbeitsplatz betritt, verarbeitet die angeschlossene Kamera die Bilddaten lokal, identifiziert den Benutzer über Gesichtserkennung und öffnet ein personalisiertes Dashboard mit den jeweiligen Zugriffsrechten. Im Smart Clinical Record Mode werden dann Patienteninformationen wie Vitalzeichen, Medikationspläne oder Behandlungshistorien angezeigt. Änderungen, z.B. der Infusionsrate, werden über Sprachbefehle oder Gesten vorgenommen, die der Genio 700 dank seines Audio-DSPs und NPUs vollständig lokal verarbeitet, ohne Daten in die Cloud zu übertragen. Wenn der Benutzer beispielsweise sagt: „Stellen Sie die Infusionsrate auf 50 Milliliter pro Stunde ein“, wandelt die integrierte KI den Befehl in Text um, interpretiert ihn und aktualisiert die Patientenakte in Echtzeit. Die Anpassung wird sofort auf dem Display hervorgehoben.
Das erweiterte Alert-Management-Szenario demonstriert den technischen Serviceablauf: Das HMI überwacht über Ethernet oder I²C angeschlossene Geräte wie Tomographen oder Beatmungssysteme, zeigt Temperatur-, Leistungs- und Systemstatusdaten an und erkennt Anomalien in Echtzeit. Im Falle von Fehlfunktionen werden Techniker über Benachrichtigung authentifiziert und erhalten Schritt-für-Schritt-Anweisungen auf dem Display, um Wartungsarbeiten gemäß den Vorschriften durchzuführen.
Nach Abschluss der Pflege- oder Wartungsaufgaben synchronisiert das System die aktualisierten Daten mit den Krankenhausinformationssystemen. Alle Aktionen werden zur Nachverfolgbarkeit und für Audits protokolliert, und sensible Informationen werden verschlüsselt übertragen. Im Standby-Modus kann die Vision-Engine den Raum überwachen, Bewegungen erkennen und bei Bedarf einen Alarm auslösen. Funktionen wie automatische Identifikation, personalisierte Dashboards, kontextbezogene Benachrichtigungen und Fernwartungsunterstützung zeigen, wie die Genio-Plattform eine sichere, reaktionsschnelle und hygienische HMI-Lösung für den Krankenhausbetrieb ermöglicht.
Mehrwert: Gerätemanagement und Erweiterungen
Genio-basierte HMIs können zentral über ein cloudbasiertes Portal verwaltet werden, das mit SECOs Clea-Software-Framework implementiert ist. Administratoren können neue KI-Modelle ausrollen, Konfigurationen anpassen oder Software-Updates auf mehreren Geräten gleichzeitig durchführen. Integriertes Asset-Management bietet Echtzeiteinblicke in den Status, die Laufzeit und die Leistung der Systeme, ein entscheidender Vorteil zur Minimierung von Ausfallzeiten und zur effizienten Erfüllung regulatorischer Anforderungen.
Dank der vielseitigen Schnittstellen von Genio können zusätzliche Sensoren wie Wärmebildkameras, RFID-Lesegeräte oder medizinische Scanner einfach integriert werden. Edge-to-Cloud-Frameworks ermöglichen es Entwicklern, maßgeschneiderte KI-Anwendungen wie Anomalieerkennung oder Probenüberwachung direkt auf vorhandener Hardware auszuführen. Optional verfügbare Kommunikationsmodule, einschließlich Wi-Fi 6, BT oder 4G/5G, ermöglichen auch eine nahtlose Integration in drahtlose Netzwerke medizinischer Einrichtungen.
Genio-gestützte medizinische Demo auf der embedded world North America 2025
Der oben beschriebene Anwendungsfall wurde in einer praktischen Demo-Anwendung umgesetzt, die speziell für den Einsatz in klinischen Umgebungen entwickelt wurde. Das System zeigt, wie KI-unterstützte, berührungslose Bedienkonzepte nahtlos in bestehende Arbeitsabläufe medizinischer Einrichtungen integriert werden können, indem die Genio 700 Plattform genutzt wird.
In der „Smart Clinical Record“-Demo können Besucher der embedded world North America (EWNA) Vitaldaten über Gesten- oder Sprachsteuerung abrufen, während das „Alert Management“-Szenario Wartung und Fehlersuche an medizinischen Geräten simuliert. Diese kombinierte Demonstration wird erstmals exklusiv auf der EWNA am SECO-Stand #7011 präsentiert und bietet Fachbesuchern die Möglichkeit, den kompletten Workflow – von der Benutzererkennung bis zur Echtzeit-KI-Verarbeitung – zu erleben.
Fazit
Medizinische Einrichtungen können kontaktlose Benutzeroberflächen nutzen, die KI-Modelle lokal ausführen, um Infektionsrisiken zu reduzieren, Zuverlässigkeit zu gewährleisten und Patientendaten zu schützen. Das SOM-SMARC-Genio700 bietet die notwendige Leistung: ein Octa-Core-Prozessor, eine 4-TOPS-NPU und industrielle Robustheit bilden die Basis für KI-unterstützte Steuerung direkt am Gerät.
In einer kontaktlosen HMI-Architektur übernimmt der Genio 700 die KI-Verarbeitung von Kamera- und Audiodaten, steuert das Display und kommuniziert sicher mit den Krankenhaus-Systemen. Mit diesem Setup können Authentifizierung, Sprach- und Gestensteuerung sowie Geräteüberwachung lokal und zuverlässig implementiert werden. Mit zentralen Verwaltungsoptionen, Fernwartung und flexibler Erweiterbarkeit ist die Plattform ideal für skalierbare, hygienische medizinische HMI-Systeme.
Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen zum SOM-SMARC-Genio700.