智能適老輔具在失能老年人照護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)展

平燕汝，李 雪，許 虹

目前我國已進(jìn)入快速老齡化階段，截至2020年年底，我國≥60歲老年人口約2.64億人，占總?cè)丝诘?8.70%[1]。老齡化背后失能化、高齡化形勢(shì)嚴(yán)峻，失能老年人指因年老、虛弱、殘疾、生理或心理疾病等原因?qū)е聶C(jī)體功能障礙，生活自理能力部分或完全喪失。有數(shù)據(jù)指出，當(dāng)前我國失能、半失能老年人有4 400多萬[2]，據(jù)估計(jì)，2050年失能老年人口將達(dá)到9 140萬[3]。嚴(yán)峻的高齡失能形勢(shì)加劇了養(yǎng)老服務(wù)供需矛盾，老年健康服務(wù)供給不足，失能老年人長期照顧問題突出[4]。智能適老輔具是康復(fù)輔助設(shè)備的一部分，指依托互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)研發(fā)的一類智能養(yǎng)老產(chǎn)品，可以輔助功能障礙的老年人克服特定環(huán)境障礙、保證日常生活安全性及補(bǔ)償照護(hù)者照護(hù)服務(wù)能力[5]。失能老年人自理能力低下，智能適老輔具在其日常生活照料、康復(fù)及護(hù)理過程中發(fā)揮著重要作用。現(xiàn)對(duì)智能適老輔具在失能老年人照護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，為今后更好地在國內(nèi)開發(fā)與應(yīng)用智能適老輔具提供參考和依據(jù)。

1 智能適老輔具的類型

1.1 智能生活輔具

1.1.1 智能飲食輔具 在沒有照護(hù)者幫助的情況下能夠自主進(jìn)食是失能老年人獨(dú)立生活的重要體現(xiàn)。近年來，國內(nèi)外學(xué)者已研發(fā)出多種智能飲食輔具，包括機(jī)器人輔助喂食系統(tǒng)[6]、主動(dòng)穩(wěn)定型輔助進(jìn)食裝置[7]等。機(jī)器人輔助喂食系統(tǒng)[6]的主要裝置為一個(gè)通用移動(dòng)機(jī)械手，其可通過接收攝像頭、麥克風(fēng)等各類傳感器的視覺、聽覺、觸覺和運(yùn)動(dòng)學(xué)等數(shù)據(jù)，智能感知食物和失能老年人，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)便捷有效地將食物送至失能老年人口腔部，并自主調(diào)整喂食過程。主動(dòng)穩(wěn)定型輔助進(jìn)食裝置[7]主要由機(jī)械手臂、餐勺和塑料手柄構(gòu)成，裝置底座可固定在桌子上。失能老年人只需控制手柄，即可將食物置于餐勺中，繼而順利完成進(jìn)食。同時(shí)該裝置中的傳感器、控制器可用于確保失能老年人進(jìn)食過程中動(dòng)作的平穩(wěn)協(xié)調(diào)并減少食物灑落。與機(jī)器人輔助喂食系統(tǒng)相比，該裝置可充分發(fā)揮失能老年人的潛在功能，有助于鍛煉其上肢運(yùn)動(dòng)技能。

1.1.2 智能適老輪椅 智能適老輪椅是失能老年人進(jìn)行體位變換和位置移動(dòng)的重要工具，在電動(dòng)輪椅的基礎(chǔ)上，其在設(shè)計(jì)中有機(jī)融入了無線傳感、智能控制、自主導(dǎo)航、識(shí)別避障、語音提示等技術(shù)。目前智能適老輪椅大多是通過傳感器采集人體各類生理信號(hào)，如語音信息[8]、頭部姿態(tài)[9]、手部運(yùn)動(dòng)[10]、面部表情[11]、腦電[12]、肌電[13]、眼電信號(hào)[14]等，并采用信號(hào)和圖像處理技術(shù)對(duì)其進(jìn)行解析加工，從中獲取并識(shí)別代表特定指令動(dòng)作的信息。由于失能老年人常伴有不同程度的肢體、智力障礙，為保障其借助各種生理信號(hào)使用智能適老輪椅的安全性，有研究提出一種智能共享控制模式[15]，即通過增加多傳感器系統(tǒng)和智能避障輔助算法使智能輪椅具備感知環(huán)境信息、躲避外界障礙的能力。智能適老輪椅滿足失能老年人對(duì)多種不同功能的需求，在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)其獨(dú)自行動(dòng)和生活自理的要求。

1.1.3 智能適老護(hù)理床 依托互聯(lián)網(wǎng)終端技術(shù)的智能適老護(hù)理床[16]可利用傳感器技術(shù)對(duì)失能老年人生理狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)還具備協(xié)助失能老年人翻身、抬腿、屈膝、起坐等機(jī)械功能和排便實(shí)時(shí)感應(yīng)監(jiān)測及自動(dòng)化處理功能。通過安裝在智能護(hù)理床床腳的4個(gè)氣壓傳感器，研究者可借助分析傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)波形判斷失能老年人的狀態(tài)如翻身、起坐、平躺、伸手取物等[17]，并能及時(shí)做出相應(yīng)反饋。國內(nèi)學(xué)者研制的一款基于排便檢測裝置的自動(dòng)護(hù)理床[18]，可通過超聲波檢測裝置得到失能老年人實(shí)際直腸/膀胱直徑值，從而與設(shè)定的閾值比較判斷其是否有排便需求。若老人需要排便，護(hù)理床起背裝置及自動(dòng)便盆裝置就位并開啟，協(xié)助其起身排便。排便完畢后，控制起背裝置反向動(dòng)作使老人平臥，同時(shí)自動(dòng)便盆裝置關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)排便識(shí)別、輔助排便、排便完畢回躺的全自動(dòng)化過程。智能適老護(hù)理床功能多樣，在監(jiān)測失能老年人生理參數(shù)、輔助其運(yùn)動(dòng)鍛煉等方面發(fā)揮重要作用。

1.2 智能輔助機(jī)器人 智能輔助機(jī)器人的應(yīng)用是有效應(yīng)對(duì)人口老齡化浪潮的關(guān)鍵，其既可為失能老年人提供一些簡單照護(hù)服務(wù)，又能與失能老年人進(jìn)行日常言語表情互動(dòng)，減少失能老年人孤獨(dú)感。日本研制的智能機(jī)器人Twendy-One利用傳感器技術(shù)提高了肢體動(dòng)作的靈活性，可為失能老年人提供日常服務(wù)如端茶遞水、攙扶老人、做簡單家務(wù)等[19]。多功能老年輔助步行機(jī)器人(EWR)[20]既能像智能拐杖一樣協(xié)助失能老年人行走，又能像智能輪椅一樣支持失能老年人出行。EWR可通過安裝在把手上的觸感滑動(dòng)傳感器感知失能老年人行走的意圖，從而有效地提高人機(jī)交互的自然性。社交輔助機(jī)器人PARO可借助各類傳感器感知周圍環(huán)境并通過低頭或眨眼等動(dòng)作與失能老年人進(jìn)行互動(dòng)，動(dòng)態(tài)適應(yīng)老人的行為和偏好[21]。Pepper是一種具有多模式通信功能的仿人機(jī)器人，能夠識(shí)別失能老年人的表情和聲調(diào)，并通過對(duì)話直接與老人進(jìn)行交流[22]。MARIO能根據(jù)失能老年人的興趣愛好提供特定應(yīng)用程序如音樂、游戲和電影，維持其積極的社交活躍度[23]。

1.3 智能監(jiān)測器具 基于可穿戴式傳感器的智能設(shè)備如智能手表、腕帶、臂帶等可用于收集失能老年人的各種生理信號(hào)如心率、體溫、呼吸、血壓、血氧飽和度等[24]、評(píng)估睡眠質(zhì)量水平[25]、檢測跌倒?fàn)顩r[26]、智能定位及跟蹤[27]，并通過無線通信技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸至智能終端，形成“端—網(wǎng)—云”架構(gòu)模式。與可穿戴式傳感器不同，環(huán)境傳感器如被動(dòng)紅外(PIR)運(yùn)動(dòng)傳感器、視頻傳感器、壓力傳感器、聲音傳感器、雷達(dá)傳感器[28]等多置于失能老年人家中的不同場所，用于監(jiān)測老人的日常生活活動(dòng)及健康狀況。

2 智能適老輔具的作用

2.1 補(bǔ)償照護(hù)者照護(hù)能力 智能適老輔具能使照護(hù)者更好地幫助失能老年人完成部分日常生活活動(dòng)如飲食、排便、移位等，補(bǔ)償照護(hù)能力，提高照護(hù)效率。智能飲食輔具[7]不僅能協(xié)助失能老年人自主進(jìn)食，還可以鍛煉其上肢運(yùn)動(dòng)能力，從而減輕照護(hù)者負(fù)擔(dān)。基于排便檢測裝置的適老護(hù)理床[18]能自動(dòng)識(shí)別失能老年人排便需求并輔助老人排便，有效減輕照護(hù)者勞動(dòng)強(qiáng)度。智能適老輪椅的多模態(tài)人機(jī)交互和導(dǎo)航避障功能[29]不僅為失能老年人的出行提供便利，同時(shí)也有利于降低照護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 提高失能老年人生活質(zhì)量 智能適老輔具既能補(bǔ)償失能老年人部分生理功能障礙，又能提高其社會(huì)參與度，在改善老人生活質(zhì)量方面發(fā)揮著重要作用。Twendy-One機(jī)器人提供的家庭護(hù)理服務(wù)對(duì)于彌補(bǔ)失能老年人生活自理能力，提高其生活滿意度具有積極意義[19]。Sung等[30]的研究中，試驗(yàn)組每周應(yīng)用社交輔助機(jī)器人“PARO”進(jìn)行持續(xù)30 min的2次干預(yù)，4周后老人溝通能力、互動(dòng)技能及活動(dòng)參與度顯著提高。

2.3 助推智慧健康養(yǎng)老產(chǎn)業(yè) 隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷深化，養(yǎng)老服務(wù)行業(yè)逐漸向智慧化轉(zhuǎn)型升級(jí)。智能監(jiān)測器具[31]貫穿失能老年人照護(hù)的線上與線下互通渠道，它能精準(zhǔn)地采集老人的行為數(shù)據(jù)，從而使照護(hù)者動(dòng)態(tài)監(jiān)測老人狀況并系統(tǒng)分析其服務(wù)需求，為老人提供實(shí)時(shí)高效便捷的服務(wù)。智能適老輔具的發(fā)展契合“互聯(lián)網(wǎng)+養(yǎng)老”模式，對(duì)推動(dòng)智慧健康養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)意義重大。

3 我國智能適老輔具的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 智能適老輔具需求量大 目前在我國老年失能人群中部分失能者占0.7[32]，其仍可通過某些特定的智能適老輔具彌補(bǔ)部分生理缺陷。我國近70%的失能老年人以居家養(yǎng)老為主[33]，科學(xué)適配的輔助器具是降低家庭照護(hù)者負(fù)擔(dān)的必要保證，因而智能適老輔具需求尤為強(qiáng)勁，未來老年人群及其家庭對(duì)智能適老輔具的需求也將不斷增加和細(xì)化。

3.2 智能適老輔具推廣率低 目前智能適老輔具在我國普及推廣率較低[34]，應(yīng)用范圍有限。究其原因：一是智能適老輔具行業(yè)未形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，質(zhì)量參差不齊，價(jià)格魚龍混雜[35]，品牌效果不佳，宣傳力度不夠，使得多數(shù)人對(duì)其的認(rèn)識(shí)僅止步于輪椅、拐杖等，對(duì)具備一些其他特殊功能的輔助器具了解有限；二是由于智能適老輔具價(jià)格定位高，加之老年人群受節(jié)儉觀念的影響，對(duì)此類器具購買力低下[36]；三是由于智能適老輔具對(duì)應(yīng)用者的信息素養(yǎng)有一定要求，加之使用過程中存在隱私外泄的可能，因而老年人群對(duì)其的心理認(rèn)可度和接受度普遍不高。

4 對(duì)策

4.1 構(gòu)建輔具行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 以失能老年人的需求為尺度，制定智能適老輔具行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建統(tǒng)一的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。制定科學(xué)合理的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實(shí)施，規(guī)范智能適老輔具研發(fā)、制造、銷售各個(gè)環(huán)節(jié)，是保障服務(wù)專業(yè)性及推動(dòng)智能適老輔具服務(wù)行業(yè)邁向體系化、規(guī)范化、流程化、持續(xù)化的重要途徑。建議可從產(chǎn)品的性能、價(jià)格、質(zhì)地、品牌、壽命等多個(gè)維度來構(gòu)建智能適老輔具行業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并以此評(píng)估該行業(yè)的運(yùn)行質(zhì)量效益包括產(chǎn)品質(zhì)量的自然屬性、社會(huì)屬性及經(jīng)濟(jì)屬性。

4.2 探索輔具租賃模式 租賃模式具有消費(fèi)低、種類多、綠色環(huán)保、無須擔(dān)心廢棄處理等優(yōu)勢(shì)，以租賃代替購買，通過租賃的杠桿作用，降低輔具價(jià)格的敏感性。探索新型輔具租賃模式，構(gòu)建輔具供應(yīng)商、租賃商及使用者三者間的良性循環(huán)，使租賃服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)得以真正下沉到失能老年人的家門口，引導(dǎo)失能老年人通過社區(qū)租賃等方式獲得輔具的使用權(quán)，緩解因經(jīng)濟(jì)壓力導(dǎo)致的拒用現(xiàn)象，滿足其多層次、多樣化的康養(yǎng)需求，實(shí)現(xiàn)供需雙方的精準(zhǔn)對(duì)接。隨著試點(diǎn)工作的深入，未來可進(jìn)一步研究將智能適老輔具租賃補(bǔ)貼納入我國老年人群長期護(hù)理保險(xiǎn)制度中。

4.3 打造實(shí)用高效輔具 掌握高端智能適老輔具核心技術(shù)，鼓勵(lì)3D打印、5G+VR技術(shù)、人工智能等前沿科技的研發(fā)應(yīng)用，支持從源頭科技創(chuàng)新到服務(wù)創(chuàng)新再到產(chǎn)品創(chuàng)新，形成完整的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)鏈，實(shí)現(xiàn)該行業(yè)高質(zhì)量跨越式發(fā)展局面，打造數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、體系化、個(gè)性化、精準(zhǔn)化的產(chǎn)品服務(wù)路徑。智能化適老輔具的研發(fā)應(yīng)以老年人群的使用需求為導(dǎo)向，注重產(chǎn)品與使用對(duì)象的人機(jī)交互性，利用感知覺、振動(dòng)覺等促進(jìn)多元化交互環(huán)節(jié)，加強(qiáng)用戶反饋。運(yùn)用情感化理念設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用、簡便安全、性價(jià)比高、無障礙且人性化的智能輔具，提升用戶使用接受度與滿意度。因不同年齡、性別、職業(yè)、地位等人群使用的智能適老輔具存在差異，需在綜合考慮失能老年人心理、經(jīng)濟(jì)和對(duì)技術(shù)的接受能力基礎(chǔ)上，對(duì)各類別輔具的質(zhì)量及適配程度等作出進(jìn)一步精準(zhǔn)定位。智能適老輔具的設(shè)計(jì)應(yīng)追求簡單實(shí)用、便捷高效，破除高科技帶來的銀色數(shù)字鴻溝[37]，注重智能產(chǎn)品的綜合性、延展性、適老性，著力打造有用、好用、用得起的智能適老輔具。

4.4 加強(qiáng)用戶隱私保護(hù) 智能適老輔具的開發(fā)必須綜合考慮科技倫理因素[38]，通過法律法規(guī)與道德倫理規(guī)范智能適老輔具的研發(fā)和生產(chǎn)，尊重使用對(duì)象的知情同意權(quán)與自主權(quán)。通過實(shí)施信用積分管理制度保護(hù)老年人群的個(gè)人信息安全如一般資料、家庭情況、地理位置、健康狀況、活動(dòng)軌跡等，利用匿名、加密、防火墻等方式加強(qiáng)老人敏感數(shù)據(jù)泄露防護(hù)。對(duì)智能監(jiān)測器具設(shè)置隱私保護(hù)模塊，由使用者根據(jù)需要選擇合理的監(jiān)測時(shí)段，確保用戶隱私數(shù)據(jù)安全，防止被非法利用。保障老人數(shù)據(jù)被遺忘權(quán)，確保老人對(duì)涉及個(gè)人隱私的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)擁有處理的權(quán)利，當(dāng)可能涉及糾紛或侵權(quán)時(shí)有權(quán)要求相關(guān)主體刪除個(gè)人數(shù)據(jù)，尊重用戶對(duì)個(gè)人數(shù)字空間的主導(dǎo)權(quán)，初步構(gòu)建老齡產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)。

5 展望

我國智能適老輔具產(chǎn)業(yè)日益呈現(xiàn)出加速發(fā)展的良好態(tài)勢(shì)，老齡化進(jìn)程的持續(xù)加快及隨之而來的老年失能問題為該行業(yè)的發(fā)展提供了良好的內(nèi)部環(huán)境。智能適老輔具不僅對(duì)照護(hù)者照護(hù)能力的補(bǔ)償、失能老年人生活質(zhì)量的提高具有一定作用，還助推智慧健康養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)發(fā)展。但是目前我國智能適老輔具產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于初級(jí)階段，產(chǎn)品供給與需求不匹配。面對(duì)這一現(xiàn)狀，未來應(yīng)以失能老年人的需求為基本出發(fā)點(diǎn)，構(gòu)建輔具行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，探索輔具租賃模式，打造實(shí)用高效輔具，加強(qiáng)用戶隱私保護(hù)，推動(dòng)供方與需方的耦合發(fā)展，在一定程度上延緩失能進(jìn)展，助力健康老齡化事業(yè)。