與機(jī)器人共舞：新技術(shù)改善老年生活

胡昭陽/編譯

Willow Garage機(jī)器人

●當(dāng)今的一些高科技產(chǎn)品，諸如探測摔跤的傳感器和會取物的機(jī)器人，有助于構(gòu)建人類安全、獨立的老年生活。

瑪麗蓮·然茲（Marilyn Rantz）對于無助的老年生活深有感觸。她的母親有一天摔倒后，肩膀被嚴(yán)重壓裂。老人有個可佩帶的救護(hù)器帶有救生呼叫按鈕，但正好落在了比她能夠到的地方遠(yuǎn)一點點的位置。瑪麗蓮的母親在地上掙扎了八個小時后，終于抓到了救護(hù)器發(fā)出了呼叫，但是由于沒有第一時間得到治療，六個月后，她就去世了。

瑪麗蓮是密蘇里哥倫比亞大學(xué)老化跨學(xué)科研究中心副主任，她認(rèn)為應(yīng)當(dāng)突破傳統(tǒng)救護(hù)裝置的局限性，發(fā)展不需要人們隨身攜帶的裝置系統(tǒng)。她說：“我們現(xiàn)在更偏好以環(huán)境為基礎(chǔ)的感應(yīng)裝置，而不是已有的可佩帶式裝置的原因之一，就是人們并不佩帶它們。”

然茲正在與該校老年護(hù)理和康復(fù)技術(shù)中心主任、工程師馬喬里·斯庫比克（Marjorie Skubic）一起，開發(fā)為老年人提供健康和舒適生活的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。

隨著老齡人口的不斷增長，該領(lǐng)域類似的技術(shù)也正如雨后春筍般地出現(xiàn)。現(xiàn)在新研制出的感應(yīng)系統(tǒng)不僅能夠探測到人的摔倒，還能監(jiān)測使用者步伐和日常生活規(guī)律的異常，在身體出現(xiàn)明顯癥狀前進(jìn)行標(biāo)記，并向護(hù)理人員發(fā)出警告。另外一些技術(shù)，例如機(jī)器人，可以幫助人們活動，加強(qiáng)他們的獨立性。

老年人并不是恐技術(shù)者

雖然年長的人群在接受新產(chǎn)品時往往不那么積極，但如果這些技術(shù)容易上手，還有助于他們獨立生活的話，老年人還是很愿意適應(yīng)新技術(shù)的。亞特蘭大佐治亞理工學(xué)院的工程心理學(xué)家溫迪·羅杰斯（Wendy Rogers）說。65歲以上人群的能力和健康狀況的差別非常大，有些人可能仍在工作崗位，還有些就已經(jīng)是老年癡呆癥晚期病人。因此他們對技術(shù)的需求也是相當(dāng)不同的。從適用于健康人士的智能手機(jī)上的減肥應(yīng)用程序到臥病在床病人的生命體征監(jiān)控儀都在他們的使用范圍之內(nèi)。

為了研究技術(shù)怎樣才能發(fā)揮最好的作用幫助老年人，密蘇里大學(xué)和一家名為Americare的私人公司一起開發(fā)了一個退休活動社區(qū)，名為 “虎場（Tiger Place）”。按照他們的計劃，人們可以在社區(qū)公寓里居住到生命的最后一刻，不需要搬遷到一般老年人會去的護(hù)理中心這樣的地方。然茲是“虎場”老齡化居所項目的執(zhí)行主任。她說，大多數(shù)人都不適合頻繁遷移，更換環(huán)境造成的壓力可能會導(dǎo)致健康問題，提早死亡的時間。“即使搬家這一過程都有可能令一些人大傷元氣，減去不少年的壽命。”對于大多數(shù)人而言，搬去養(yǎng)老院之類的護(hù)理機(jī)構(gòu)，可能會放松對自身護(hù)理的刺激，導(dǎo)致減低身體的活動能力。

“虎場”為研究人員提供了測試傳感器的機(jī)會。公寓中的一些測量裝置就是原本為安保系統(tǒng)研發(fā)的紅外線動作探測儀。這些探測儀可以幫助研究人員識別個人活動的模式：他們走動的頻度，一般什么時間離開家？多久出門一次？在外待多久？活躍程度的改變通常是出現(xiàn)問題的早期信號，這比在醫(yī)生的辦公室做問卷更能及時有效地發(fā)現(xiàn)問題，然茲說。在“虎場”的一套一居室公寓里可以精心安置十個動作探測儀、一套步態(tài)探測系統(tǒng)和能測量煩躁、心跳和呼吸的床上感應(yīng)器。

據(jù)監(jiān)測，老人健康的主要危險之一是摔跤。美國疾病控制和預(yù)防中心的資料顯示，每年美國約有1/3的65歲以上老人摔倒，2009年就造成2萬人死亡。并且，受傷的老人倒地的時間越長，康復(fù)的可能性就越低。“虎場”的一個項目曾經(jīng)用麥克風(fēng)陣列探測摔倒的聲音。通過分析技術(shù)，電腦可以精確地將人體摔倒的聲音和其他聲音，例如一本書掉在地上或是電視里的噪音區(qū)別開。在早期的試驗中，摔倒是由模特模擬的。現(xiàn)在各個公寓中已經(jīng)裝上了許多麥克風(fēng)，收集真實場景中的數(shù)據(jù)，以提高系統(tǒng)的精確度。

當(dāng)然，如果能預(yù)防摔倒那就更好了。斯庫比克正在監(jiān)測人們怎樣走路，收集速度、步幅長度和搖晃幅度的信息，以此判斷他們是否有平衡或其他可能提高摔跤風(fēng)險的問題。她目前正在試驗的一種傳感器是微軟的Kinect，這是一種可以不用手動就能控制視頻游戲的3D體感攝影機(jī)。使用現(xiàn)成的傳感器能更快普及使用，Kinect的價格不到150美元，就能提供相當(dāng)成熟的3D影像。現(xiàn)在的挑戰(zhàn)在于開發(fā)對其捕捉的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的軟件。斯庫比克說，盡管她已經(jīng)獲得了在實驗條件下近乎完美的步幅測量數(shù)據(jù)，但在人們的家里還有很多的信息噪音，如光線條件差別很大，不同的人來來往往，家具挪動等，因此提取相關(guān)數(shù)據(jù)的難度要大很多。

更多個人化的傳感器系統(tǒng)目前正在研制中。“當(dāng)人們沮喪時，身體運(yùn)行會減緩，從而被我們檢測到。”坦辛姆·喬杜里（Tanzeem Choudhury）是康奈爾大學(xué)的電腦學(xué)家。她還補(bǔ)充說，人們在壓力狀態(tài)下說話聲音更大，聲調(diào)變化更少，顫動次數(shù)增加。壓力是導(dǎo)致健康狀況不良的重要因素之一。

為了驗證這一觀點，喬杜里制作了一款智能手機(jī)應(yīng)用程序，名為BeWell。這款程序監(jiān)聽談話的聲音，但并不保留具體談話用語的記錄，僅通過聲音本身估測使用者和他人社交溝通的程度。手機(jī)的加速度計可以測量人們移動了多少距離，它的GPS能顯示他們是否離開了家，由此確定肢體活動的強(qiáng)度和進(jìn)行社交行為的可能在增長。這款程序還試圖通過觀測到無活動的狀況來確定人是否處于睡眠狀態(tài)，不過喬杜里說這還只能作為一個很可能的估測選項。但這款程序的應(yīng)用也面臨一些挑戰(zhàn)，比如老年人未必愿意學(xué)習(xí)和適應(yīng)這種新型的軟件，他們甚至都不太會用手機(jī)。另外還有些技術(shù)因素，比如電池的壽命，也有可能影響使用效果。

機(jī)器人崛起

傳感器可以提供重要的健康信息，但老年人還需要身體協(xié)助，機(jī)器人技術(shù)在這方面就可以大展手腳。例如，豐田計劃在明年推出四款產(chǎn)品，名為護(hù)理和醫(yī)療保健伙伴機(jī)器人，它們可以協(xié)助走路有困難的人。這四款產(chǎn)品的大小不同，最小的一款是個與腳墊相連接的護(hù)膝，給癱瘓的使用者佩帶。大腿部位捆綁的加速度計和陀螺儀與腳墊里的感應(yīng)器能共同確定使用者什么時候想走路、走多快，繼而發(fā)出相應(yīng)指令，彎曲使用者的膝蓋。最大的機(jī)器人能夠幫助一個不能走路的人進(jìn)行從床和廁所之間移動這樣的活動。

日本筑波大學(xué)的工程師三階吉行還設(shè)計出了一套混合輔助肢體套裝(HAL)，可以更好地協(xié)助人們的獨立活動。這個套裝是個可穿戴式的機(jī)器人，為行動能力退化的人們提供關(guān)節(jié)和肢體的力量支持。接觸皮膚的感應(yīng)器能讀取肌肉活動產(chǎn)生的微弱電信號，啟動機(jī)器人套裝進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動。筑波實驗室下屬的一個名為Cyberdyne的公司已經(jīng)開始向醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)提供該機(jī)器人的租賃業(yè)務(wù)。

佐治亞理工學(xué)院醫(yī)療機(jī)器人實驗室主任查爾斯·肯普（Charles Kemp）認(rèn)為，家用移動機(jī)器人將在十年內(nèi)成為現(xiàn)實。肯普曾經(jīng)指導(dǎo)加州Willow Garage公司制造了PR2機(jī)器人，它可以給一個四肢癱瘓的人剃胡子。他在工作中與一些老年人打交道后驚訝地發(fā)現(xiàn)，很多老人很樂意有個機(jī)器人看護(hù)。相比找親戚或者雇傭護(hù)工，老人們覺得命令機(jī)器人干活更能保護(hù)自己的隱私，也更有指揮權(quán)。肯普認(rèn)為機(jī)器人還有其他好處：“機(jī)器人能在人們意想不到的方面提高他們的生活狀況，比如和機(jī)器人一起跳舞既有趣，又健康，甚至是一種治療手段。”

不同于工業(yè)化機(jī)器人進(jìn)行的在固定位置之間搬運(yùn)物品之類的作業(yè)，個人化的機(jī)器人需要面對的是家中更為多樣和非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境。這種復(fù)雜的環(huán)境為機(jī)器人的設(shè)計師們帶來了巨大的挑戰(zhàn)。“你不可能完全預(yù)測到廚房里的咖啡杯會在什么位置。”肯普說。另一個重要的障礙是昂貴的成本。一個機(jī)器手臂就價值10萬美元。肯普樂觀地認(rèn)為，機(jī)器人發(fā)展的道路會和電腦類似，從洛陽紙貴到廉價普及。波士頓一家名為Rethink Robotics的公司最近發(fā)售了一款定價2 2000美元的機(jī)器人手臂，可以看作是一個積極的信號。

“人類還需要一段時間才能研制出具有充分智能和人體活動能力的機(jī)器人。”肯普說。屋內(nèi)四處電器嗡嗡作響，機(jī)器人自動洗衣做飯的場景依然還只是存在于科幻小說中的情節(jié)。但是能揀起掉落在地上的遙控器，提醒人們吃藥，輔助個人保健的小型設(shè)備在未來五年內(nèi)還是有可能出現(xiàn)的。

羅杰斯說，老年人也許不像年青人一樣具有數(shù)字原生代的能力，“他們不會為了追求新奇而改變生活。”但如果新技術(shù)帶來的好處顯而易見，老人們也會樂于接受這些新事物。