Künstliche Intelligenz (KI) in der Hygiene

Entwicklung einer künstlichen Intelligenz zur Maskenerkennung

Mund- und Nasenmasken sind durch die, mittlerweile zwei Jahre anhaltende Pandemie, ein normaler Alltagsgegenstand geworden. Egal ob man einkaufen geht, mit ÖVM fährt oder in einer Vorlesung an der WHS sitzt, eine Mund-Nasenmaske in Form einer OP-Maske oder FFP-Maske darf nicht fehlen.

Sie dienen der Partikelfilterung in der Luft und durch verschiedene Vliese sind Sie ebenfalls ein nachweislicher Schutz gegen Aerosole. Somit haben Sie einen großen Anteil daran, dass das Corona-Virus eingedämmt wurde.

Dennoch gibt es immer noch Vorkommen, bei denen die Masken nicht korrekt aufgezogen oder sogar komplett weggelassen werden. Um dies zu verhindern, wurde im Rahmen einer Projektarbeit des Moduls Projektmanagement eine Künstliche Intelligenz auf ein Developer Kit implementiert, mit der in einem Live-Bild erkannt werden kann, ob eine medizinische Mund-/Nasenmaske ordnungsgemäß getragen wird. Dabei kann in zwei Kategorien unterteilt werden:

• Maske wird korrekt getragen
• Maske wird nicht korrekt getragen,

wobei im zweiten Punkt das „nicht tragen“ einer medizinischen Maske berücksichtigt wurde.

Für die KI wurde eine eigene Datenbank mit hunderten Bildern angelegt, mit denen im späteren Verlauf trainiert wurde. Die Billdaten durchlaufen eine Convolutional Neural Network (CNN), das speziell für Bilddaten vorgesehen ist. Hierbei wird jedes einzelne Bild in eine Matrix umgewandelt und durch verschiedenste Filter verkleinert, bis es schließlich durch ein normal-vorwärts gerichtetes Neuronales Netz klassifiziert wird.

Das Ziel, eine KI in einem Developer Kit zu implementieren, welche in einem Live-Stream erkennt, ob eine medizinische Maske korrekt getragen wurde, konnte umgesetzt werden. Dabei stellte sich eine 96%ige richtige Detektionswahrscheinlichkeit heraus. Dennoch gibt es mehrere Möglichkeiten, mit denen das Projekt verbessert und erweitert werden kann.

Eine Demonstration der Maskenerkennung kann in dem untenstehenden Video nachverfolgt werden. 

https://www.youtube.com/watch?v=wDNRXgKZF2s 

Autoren: Marcinak, Deuermeier
Gelsenkirchen 2022