In der Zeit des Lockdowns wollte Prof. Dr.-Ing. Oliver Maier vom Fachbereich Angewandte Ingenieurwissenschaften der Hochschule Kaiserslautern ein aktuelles Entwicklungsprojekt aufsetzen. Erdacht wurde ein Beatmungsgerät, dass mit möglichst einfachen Mitteln aufgebaut werden soll. Zielstellung war, mit dem Gerät bei Engpässen einen gewissen Zeitraum zu überbrücken, bis ein wieder ein vollwertiger Beatmungsplatz zur Verfügung steht. Damit es auch in ärmeren Ländern von Nutzen sein kann, sollte es so kostengünstig wie möglich und ohne großen Aufwand herzustellen sein.


Einfache Bauteile + Simulation

Viele der benötigten Bauteile fand er in seinem Keller: elektromagnetische Ventile, Gartenschlauch, Rohrstücke, preiswerte Controller und mehr. Dass bildete er ein „Konsortium“ aus Medizinern und Ingenieuren, welche die notwendigen Anforderungen festlegten. Zur Einschätzung des Potentials der Konzeptvarianten wurde ein dynamisches Simulationsmodell mit der Software Matlab/Simulink aufgestellt. Auch Auswirkung von Änderung einzelner Parameter ließen sich damit analysieren.

Nach der Präsentation des Projekts beim Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE in Kaiserslautern wurde ein von der Fraunhofer-Gesellschaft finanziertes Projekt zur Risikobewertung des Aufbaus des Beatmungsgeräts aufgesetzt, das noch bis Ende 2020 läuft.

Die Verwendung von Beständen aus dem eigenen Haushalt und Sachspenden wie eine Testlunge und ein Hochdruckgebläse erlaubten dem Professor für Systemsimulation und modellbasierte Entwicklung, noch während des frühen Lockdowns den ersten funktionsfähigen Prototyp zu bauen.


Optimierungen

Basierend auf den daraus gewonnenen Erkenntnissen wurde mit Unterstützung seiner Kollegen Prof. Dr. Lutz Gäng und Prof. Dr. Karl-Herbert Schäfer vom Fachbereich Informatik und Mikrosystemtechnik ein zweiter, wesentlich kompakterer Prototyp gebaut. Hier wurde beispielsweise das industrielle Hochdruckgebläse ersetzt: „Eine einfache elektrische Pumpe, wie man sie im Discounter für 5,99 Euro zum Aufpumpen von Luftmatratzen erhält, tut es genauso, wie wir beim Bau festgestellt haben“, sagte Maier. Wurde der erste Prototyp noch auf einer Schranktür als Basis gebaut, hat der zweite nur noch die Größe eines kleinen Schuhkartons. Und es gibt noch Potential zur Optimierung.


Jetzt in die Lehre eingebunden

Das sollen jetzt seine Studierenden übernehmen. Beispielsweise die Suche nach kostengünstigeren Komponenten und Lösungsansätzen. Ein weiterer Aspekt muss die Implementierung des von Fraunhofer ausgearbeiteten Sicherheitskonzepts sein, was auch eine Schnittstelle zur Überwachung des Geräts beinhalten soll.