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智慧养老市场潜力巨大

浏览次数:63     发布时间:2019-12-2

  

 

在合格的养老社区、养老场所、护理人员等资源严重不足的情况下,人工智能、互联网等新兴技术助力养老就显得格外重要。

201712月,在世界互联网大会上,阿里巴巴集团宣布旗下“AIlabs”正在北京试点“智联网养老”,随后,阿里巴巴集团的智联网样板间也对外开放。这个智联网样板间主要以智能音箱“天猫精灵”作为中控枢纽,可使用语音控制技术对室内的智能开关、智能家电、智能窗帘、无线摄像头等设备进行操作,让老年人能方便地使用居所的智能设备,并通过摄像头随时与子女、医生或其他人保持联系。另外,智联网养老系统还可以通过安装在室内的各种传感器来搜集室内温度、湿度、光照等环境数据,并根据搜集到的数据自动调节室内温湿度与光照,让室内环境保持在舒适的状态。

该系统在养老院使用时还可以与养老院的各种智能设备、医疗看护体系等相连接,让老年人可以用语音这种最简单的方式呼叫和使用看护服务;也可以为每位用户建立个体化电子健康档案,进行生活方式、健康状况、疾病分析、药物效果追踪和评估等;对外,则可以连接医院,并整合医生与专家的意见为老年人量身定制医护服务。


我国传统养老模式难以为继

随着生活和医疗水平不断提高,人们的预期寿命也不断提高,我国老龄化进程不断加快。加快的老龄化进程和越来越长的寿命必然催生巨大的老年人生活辅助、看护、医疗、康复等相关需求。放眼全球,随着老龄化社会的来临,全球主要工业化国家都面临人口老龄化问题和养老护理资源不足的问题,各国政府、非营利组织都在积极地探索新的养老模式,并积极寻找新兴技术助力解决养老问题。

根据媒体报道,我国约90%的老年人在家养老;有特殊贡献和特别困难的老年人由政府托底养老,占7%;剩下3%的老年人选择企业经营的老年公寓和家庭健康服务公司等。目前,中国的养老方式主要有三种:家庭养老、社区养老和机构养老。对中国老年人来说,居家养老和社区养老模式比较适合中国现状,能够让老年人在熟悉的居住环境下,保持原有的生活习惯,更有益于老年人身体和精神健康。不过,随着家庭结构的日趋小型化,传统的家庭养老模式已难以为继。

中国从2000年开始大力发展养老机构。根据国家发展和改革委员会的数字,截至20163月,我国城乡养老床位669.8万张,每百名老年人的养老床位拥有数是3.03张,比2012年增长近50%。虽然发展很快,但是这一数字还是远远低于发达国家每百名老年人57张养老床位的平均水平。与此同时,我国人口集中的大城市社会养老机构的建设滞后,一线城市养老床位一床难求的情况普遍存在。另外,许多养老机构还存在养老服务设施不完善等情况,而社区养老服务的建设比较滞后,主要表现为住宅设计不符合老年人的生活模式,养老服务专业性不足,难以满足个性化需求等。在合格的养老社区、养老场所、护理人员等资源严重不足的情况下,人工智能、互联网等新兴技术助力养老就显得格外重要。


人工智能养老技术还存在很大的局限

人工智能和其他新兴技术助力的智慧养老是大势所趋,相关技术的发展也将受到国家大力支持,并将在成本、技术水平等条件成熟时被大量引入养老机构和养老家庭,满足日益增长的养老需求,其市场潜力极为可观。不过,目前的人工智能与其他新兴的养老技术大多还处于发展初期,真正落地的人工智能相关智慧养老产品还不多,且在技术、成本等方面存在各种局限。

技术还不够成熟度

目前,大部分智慧养老产品还处于产品原型测试阶段,以养老服务机器人为例,相关产品在环境建模、自主控制、人机交互、安全性等方面还存在技术瓶颈,仍有较多技术难题有待攻克。另外,老年人的个体情况、脾气秉性等差异很大,机器人工作环境复杂,安全性要求高,这些都是养老服务机器人待解的技术难题。

智能化水平还有待提高

虽然目前市面上出现了很多款养老服务机器人、聊天机器人、陪护机器人等,但是这些产品整体的智能化程度还很低,离用户的期望差距比较大。养老陪伴机器人需要具有与老年人交流、自动感知、判断周围事物的能力,还可能需要识别药物、生活用品以及周围的老年人等。实际上,目前市面上的服务机器人大多只能完成一些简单的固定动作,还无法实现与人类护工相似的灵活性和执行多种任务的能力,因此还远远不能替代人工。

价格居高不下

以养老服务机器人为例,养老市场是一个十分个性化的市场,不同的老年人对于养老服务机器人等产品的需求复杂多样,这就导致小批量的定制化产品比较多,单一标准化的服务机器人的出货量不高。中国缺乏服务机器人上游产业,核心零部件制造能力缺失,很多传感器、控制器上的电子芯片等核心元器件主要依赖进口,这些原因都导致目前养老服务机器人的单价比较高。目前,除了一些家用的、低端的陪护和娱乐机器人、电子宠物等售价在数千元到数万元不等外,拥有相对实用功能的机器人,比如能进行真人实时视频并可以通过远程交互完成各种动作的机器人,参考售价通常在10万元人民币以上,而一些专用的服务机器人价格就更昂贵了。另一方面,由于受到有限的技术成熟度和智能化水平的约束,这些养老服务机器人的使用远未达到得心应手的程度,其性价比较低,因此市场接受程度普遍不高。

不过,由于智慧养老产品的市场潜力巨大,未来一旦相关技术和成本等瓶颈得到突破,快速增长是可以预期的。因此,在智慧养老领域具有技术、成本突破潜力的初创企业和相关产业链上的公司值得投资人重点关注。

人工智能与其他新兴技术在养老领域的应用

自动驾驶技术

随着传感器、定位、成像、引导、人工智能、数据通信等技术的不断进步,硬件计算能力和云计算能力的不断增长,以及更为实用的深度学习等人工智能算法的应用,未来的无人驾驶汽车能帮助老年人大大拓展其行动范围,丰富老年人的生活。不过,目前无人驾驶汽车在技术、成本、安全、法律、伦理等方面都存在障碍,大面积采用还有待时日。但是,在路况相对简单的大型养老社区内部道路上,为老年人服务的专用、低速无人驾驶汽车可能会被大量使用。壹行研(InnovaResearch)认为,未来在环境和路况相对比较简单的大型养老社区内,使用安全的低速自动驾驶车为老人提供移动服务是必然的趋势,社区、厂区等场景内部移动市场可能成为未来自动驾驶汽车进入市场的突破口。

20173月,新加坡创新署联合美国麻省理工学院举办了一场黑客机器人马拉松大赛“MITHackingMedicine”,宗旨是借助服务型机器人来缓解老龄化日趋严峻所带来的养老难问题。12支参赛队伍以赛格威(Segway)公司的双轮服务机器人平台路萌(Loomo)为基础,采用开源SDK、硬件扩展槽以及框架结构等改装设计机器人。最后,一款无人驾驶轮椅——BOTLER取得最终胜利。BOTLER的开发团队在路萌上加装了一个可以与任何轮椅建立连接的三自由度耦合电磁设备,只要将BOTLER和轮椅进行连接,它便能将老年人自动牵引到设定的目标位置。

研究表明,在养老院里,护工大约有10%的时间花在为行动不便的老年人推轮椅上。如果由BOTLER来牵引轮椅,将有效减轻护工的工作负担,从而在一定程度上缓解护工短缺问题。这种机器人还具有提高老年人活动自由度的潜力。另外,BOTLER搭载的耦合电磁结构不单单具备(与轮椅之间)“万能适配器”功能,它还能实现自动充电。为了提高BOTLER的安全性,团队还设计了一个“超速断连”系统,即当路萌的移动速度超过某一值时,耦合电磁系统会自动断开,防止超速事故的发生。

智能语音识别与虚拟助理

对于因为身体状况而行动不便的老年人,或者其他一些老年用户来说,语音交互的方式更自然、更轻松。未来,语音交互将成为老年人与计算机、网络、机器人等系统之间交互的最常见方式之一。目前,语音交互技术已经开始进入实际应用阶段,技术进步迅速。不过,在现实应用场景中作为交互主体的老年人在听觉、视觉、行动能力、反应速度方面都弱于年轻人,比如说话时可能含混不清。因此,语音识别技术还需要不断优化,相关人机交互技术等都需要进行特别的研发和改进。

在语音助理方面应用的实例也很多。比如亚马逊公司的“Echo”是为家庭提供语音服务的私人虚拟助理系统,Echo可以通过麦克风阵列从房间中收集老年人发出的声音,并做出判断和响应。移动受限或视力受损的老年人可以依靠语音控制灯光、打开音乐、调节温度、订购食物、阅读有声读物。同时,Echo的虚拟助理系统还能提供吃药提醒、天气和新闻更新、时间和日程表提醒等服务。

我国有些智能社区也引进了相似的智能语音虚拟助理系统。这些系统主要的作用是用麦克风阵列探知社区独居老年人居家活动所发出的声音,并判断老年人是否出现异常情况,比如长时间不移动、不发声,或者发生突然跌倒等事故,并及时通知社区相关人员上门探视。另外,语言交流对激活老年人脑功能,预防老年痴呆有一定效果。人工智能技术可以通过一问一答的方式与老年人交流,或播放熟悉的音乐来帮助患有早期阿尔茨海默病的老年人,让老年人拥有健康的情绪。

协助老年人日常生活的智能传感器和管理平台

测量人体数据的传感器能检测人体的位置、运动加速度、与室内物体的交互情况,以及人体的体温、血压、脉搏等各种生物特征数据。比较常见的应用包括跌倒检测传感器,该传感器能感知突然摔倒,并触发报警系统。行动传感器能识别老年人运动的模式,将数据上传,并通过管理平台判断老年人是否行动正常,比如是否静止在一个地方太长时间,是否需要通知护理人员前去实施帮助等。人体生命体征监测传感器可以持续地监测老年人的血压、心率、体温、呼吸等,也可以感知老年人的睡眠质量、是否在床上等。

传感器主要用来收集环境数据信息和人体数据等信息。环境数据包括位置信息、视频信息、声音信息、温度、湿度、光线、PM2.5、气压等。传感器将相关数据上传到管理平台,管理平台根据上传数据,在相关算法软件的控制下自动调节室温、打开空气净化器等,或通知护理人员及时调节室内环境,让老年人感觉舒适。

据媒体报道,2014年江苏昆山的玉山敬老院引进一款由昆山工业研究院智能机器人研究所开发的巡视服务机器人。这款服务机器人头部安装有高清移动摄像头,机身内置烟雾传感器、煤气泄漏传感器、门磁传感器、红外传感器等,还能感应佩戴在老年人身上的跌倒传感器。机器人一旦获取跌倒传感器发出的信号,它就会通过短信和其他通信方式向管理平台或者特定的监护人发出报警信号。从传感器识别跌倒到发出警报有一个10秒钟的间歇,以判别老年人是否真的跌倒,是否可以爬起来,家属或者工作人员能够通过手机、平板电脑、电脑等网络设备远程操作机器人的摄像功能以了解情况并采取救援。

智能机器人及其他智能设备。

目前已经在市面上出现的巡房机器人、陪伴机器人等智能机器人和设备能面对一些不太复杂的室内环境,处理不用事先编程的、具有一定灵活性的工作。另外,外骨骼机器人、医疗、康复辅助机器人也将作为新一代机器人进入养老和护理产业,相关应用案例也在不断增长。比如在养老院,原本需要由多名护理人员完成的巡房任务可以被机器人取代,带有路径规划、避障功能的机器人每天自动穿梭在各楼层。原本隔三差五需要巡房的护理人员则在办公室内通过电脑接收机器人传送的摄像画面,掌握老年人的作息情况。

在机器人陪伴方面,孩之宝公司(Hasbro)为该公司旗下的“ARIES”伴侣宠物狗和宠物猫添加了人工智能功能,旨在为老年人提供互动陪伴,增加舒适感和快乐感。“ARIES”融合了人工智能的认知功能,能识别老年人手势、轻语、咕噜声等,帮助老年人完成简单的任务,比如帮助寻找丢失的物体、药物提醒或其他更具有挑战性的任务。

小海豹是日本产业技术综合研究所(AIST)研制的一款机器人,名叫“帕罗”。它能够像真实的海豹一样移动头部和鳍发出声音,并使用声音、光线、触觉、姿态和温度5种传感器感应自然环境。小海豹拥有“感觉”,据称智力能达到婴儿水平,老年人可以通过抚摸来与它互动,从而获得心理安慰。智能宠物不仅省去了很多饲养真宠物的麻烦,还能够改善有认知障碍的老年人的心理状态,平复他们焦躁不安的情绪。

对于有认知障碍的老年人来说,缺乏与人交流很容易使病情恶化,法国Aldebaran公司的NAO机器人起初被用于德国、荷兰、法国和日本的养老院中陪老年人聊天。它是一个身高58厘米,质量5.4千克,拥有25个自由度的智能双足机器人,全身配备100多个传感器,可以模仿人类做动作,甚至还会跳蹈,配备的双目视觉系统可以进行人脸追踪和物体识别。未来,这个仿人机器人可以陪老年人说话,识别老年人叫他们的名字,陪老年人下棋,提供复健指导与娱乐等拟人化服务。

定位与空间感知

这个技术包括室外和室内定位。室内定位主要有两个功能:一是在室内进行实时导航,指引老年人和其他人员在医院、养老院等大型室内空间迅速找到要去的地方;二是实时定位,可实现在室内环境下对老年人、医护人员、相关设备等的高精度定位,通过精准定位系统随时查看老年人及医护人员的位置。目前已经出现的集智能穿戴设备、人员管理、智能监护为一体的位置感知管理系统可以迅速探知、锁定需要帮助的老年人所处的位置,及时引导护理人员前往,从而实现人性化、智慧化的养老管理和监护。

人工智能技术与其他新技术的融合发展

未来,养老科技的发展并不只是人工智能技术的单点突破,而是众多技术的融合发展,也就是每个应用场景综合应用多种新兴技术,包括云计算、大数据、虚拟现实、3D打印技术、新能源、新材料、生物技术与生命科学等。“人工智能+”为未来的技术发展创造了更多可能性。

相关案例包括“人工智能+虚拟现实技术”。虚拟现实是借助计算机系统及传感器等创造出一个具备沉浸感的,不同于现实世界的人机交互空间。在健康养老领域,虚拟现实的应用场景很多。比如在医护人员培训、养老服务展示等方面都会有很好的应用前景。虚拟现实还可以为失能和半失能的老年人模拟一个更广阔的世界。通过虚拟现实和增强现实技术可以创建供老年人体验的计算机仿真系统,生成动态的模拟环境,使老年人沉浸到该环境中。

未来,“人工智能+物联网+5G”将把各种有线和无线的物联网设备、设施连接在一起。5G通信技术主要用来支持快速的物联网通信、高清视频等大量数据的接入和传输。另外,未来使用越来越广泛的低功耗局域网NB-IoTLoRa等通信技术的应用将使得万物互联的成本变得更低。互联网和通信技术的发展使得新的养老、医疗模式成为现实,比如在物联网平台上实现网上医疗,老年人可以在家里接受医生的问诊等服务。

其他相对更为前沿的技术包括“人工智能+脑机接口”等。据报道,美国佛罗里达大学于2016年举办了世界上第一个用人类大脑神经控制的无人机竞赛,显示了未来服务机器人发展的一个潜在路径。另外,美国国防高级研究计划局(DARPA)正投资6000万美元研究将一个1立方厘米的装置植入人的大脑,使神经元的数据以电子的方式加以传送。当然,脑机接口技术目前还处于很早期的阶段。如果未来发展成功,使用该技术的老年人将可以用思维控制机器人和其他智能设备,从而对养老产业产生颠覆性的影响。