Schülerinnen und Schüler entwickeln smarte Pillendose für die Gesundheitsversorgung: zdi-MINT Projekt verbindet Technik, Digitalisierung und Pflege

Die benötigten Medikamente zur richtigen Zeit einnehmen – das ist für viele Seniorinnen und Senioren eine alltägliche Herausforderung. Um im Pflegalltag zuverlässig an die Medikamenteneinnahme zu erinnern, werden praktische Hilfsmittel und digitale Tools verstärkt gesucht. Dieser Aufgabenstellung widmeten sich nun Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe 11 der Nelson-Mandela-Gesamtschule in Bergisch Gladbach. Im Rahmen eines Technikprojekts des zdi-Netzwerks MINT Rhein-Berg entwickelten 17 Jugendliche von Februar bis Juli 2026 den Prototyp einer smarten Pillendose. Diese soll die erforderlichen Medikamente automatisch zum richtigen Zeitpunkt bereitstellen, an die Einnahme erinnern und darüber hinaus erkennen, wenn Tabletten nicht entnommen wurden.Unter fachlicher Begleitung des Unternehmens 8K-Education lernten die Schülerinnen und Schüler in dem MINT-Projekt, wie digitale und technologische Innovationen sowie Anwendungen aus den Bereichen Robotik, Programmierung und datenbasierte Systeme für die Gesundheitsversorgung der Zukunft genutzt werden können.

Pflegealltag liefert die Idee
Am Anfang des Projekts stand nicht die Technik, sondern die Frage: Wo kann eine technische Lösung Menschen im Alltag konkret unterstützen? Antworten darauf suchten die Jugendlichen bei einem Besuch im Pflegeheim Quirlsberg Pflege und Wohnen in Bergisch Gladbach. Dort sprachen sie mit Bewohnerinnen und Bewohnern sowie Pflegekräften und lernten die Abläufe bei der Medikamentengabe kennen.

Mit einem Alterssimulationsanzug konnten die Schülerinnen und Schüler zudem selbst erfahren, wie sich Einschränkungen der Beweglichkeit und Sehkraft auswirken. Diese Erfahrungen bildeten die Grundlage für die weitere Arbeit. „Wir sind hierhergekommen mit der Vorstellung, älteren Menschen helfen zu können. Nur zuerst wussten wir gar nicht wie“, berichtete eine Schülerin später bei der Abschlusspräsentation. „Wir haben Damen und Herren getroffen, die uns sehr inspiriert haben, denen wir helfen wollten.“ Aus diesen Eindrücken entwickelte die Gruppe die Idee für eine digitale Pillendose, die Menschen bei der regelmäßigen Medikamenteneinnahme unterstützen kann.

Vom Entwurf aus dem Computer zum Prototyp
Die Jugendlichen planten eine Dose mit 21 Fächern für die Medikamente einer gesamten Woche. Ein Motor dreht die Dose zum vorgesehenen Zeitpunkt zum richtigen Fach. Ein Signal erinnert an die Einnahme. Bleiben Tabletten liegen, soll das System dies ebenfalls erkennen und melden. Für die Umsetzung teilten sich die Jugendlichen in verschiedene Teams auf. Sie beschäftigten sich mit Produktdesign, Elektronik, Programmierung und 3D-Druck. Das Gehäuse konstruierten sie digital und fertigten es anschließend mit einem 3D-Drucker. Herzstück der Steuerung ist ein ESP32-Mikrocontroller. Bei der Programmierung erhielten die Schülerinnen und Schüler Unterstützung von Fachleuten aus der Wirtschaft.

Getestet und weiterentwickelt wurde der Prototyp im „Digital Making Place“ (DMP) des Rheinisch-Bergischen Kreises in Bergisch Gladbach. Dabei mussten die Jugendlichen ihre ursprünglichen Pläne immer wieder an die vorgegebene Umsetzungszeit und die technischen Möglichkeiten anpassen. „Die Zeit hat uns konstant zu Änderungen gezwungen, viele unserer Pläne mussten wegfallen“, lautete das Fazit bei der Abschlusspräsentation. Dennoch konnte die Gruppe einen funktionsfähigen Entwicklungsstand erreichen: „Wir sind stolz zu sagen, dass wir alles erreicht haben, was wir in dem gegebenen Zeitrahmen konnten. Vielleicht nicht ganz perfekt, aber nahe dran!“

Abschluss dort, wo die Idee entstand
Zum Abschluss kehrten die Jugendlichen mit ihrem Prototyp dorthin zurück, wo das Projekt begonnen hatte: In das Pflegeheim Quirlsberg. Dort stellten sie ihre Ergebnisse vor und erhielten ihre Urkunden. Das Projekt vermittelte den Schülerinnen und Schülern nicht nur technische Kenntnisse. Sie erlebten den gesamten Entwicklungsprozess von der Analyse eines konkreten Problems über die gemeinsame Ideenfindung bis zur Konstruktion und Erprobung eines eigenen Prototyps. Gleichzeitig zeigte die smarte Pillendose beispielhaft auf, wie digitale Technik künftig dabei helfen kann, Herausforderungen im Gesundheits- und Pflegebereich zu lösen.

In einem geplanten MINT-Folgeprojekt wird im kommenden Jahr eine weitere Schülergruppe die bisherigen Ergebnisse aufgreifen und die digitale Pillendose weiterentwickeln. Das Ziel: Aus dem Prototyp Schritt für Schritt ein marktreifes Produkt machen.

Über zdi.NRW
zdi.NRW steht für „Zukunft durch Innovation.NRW“ und ist mit über 5.700 Partnerschaften mit Akteurinnen und Akteuren aus den Bereichen Wissenschaft, Wirtschaft, Schule, Politik und Gesellschaft europaweit das größte Netzwerk zur Förderung des MINT-Nachwuchses. Flächendeckend gibt es zdi-Angebote in allen Kreisen und kreisfreien Städten in NRW. Über 2.000 Schulen in NRW machen mit – das sind rund 20 Prozent der Grundschulen und 65 Prozent der weiterführenden Schulen in NRW. In über 20 Jahren hat zdi.NRW über 4,5 Millionen junge Menschen erreicht. Mehr als 100 zdi-Schüler:innenlabore bieten Kindern und Jugendlichen Räume, um MINT zu erleben, ihrer Begeisterung für MINT nachzugehen und sich über MINT-Ausbildungs- und Studiengänge zu informieren. Die Kurse und Angebote von zdi.NRW tragen auch zum Transfer aktueller wissenschaftlicher Erkenntnisse aus den Hochschulen heraus bei. Koordiniert wird zdi.NRW vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen. Landesweite Partnerinnen und Partner sind unter anderem die Ministerien für Schule und Bildung und für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen sowie die Regionaldirektion NRW der Bundesagentur für Arbeit.

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