- 潛力巨大的智慧養老市場
- 發布者：北京思杰佳通信息技術有限公司 發布時間：2022/12/2 0:00:00
在合格的養老社區、養老場所、護理人員等資源嚴重不足的情況下，人工智能、互聯網等新興技術助力養老就顯得格外重要。
2017年12月，在世界互聯網大會上，阿里巴巴集團宣布旗下AI labs正在北京試點智聯網養老，隨后，阿里巴巴集團的智聯網樣板間也對外開放。這個智聯網樣板間主要以智能音箱天貓精靈作為中控樞紐，可以使用語音控制技術對室內的智能開關、智能窗簾、智能家電、無線攝像頭等設備進行操作，讓老年人能方便地使用居所的智能設備，并通過攝像頭隨時與子女、醫生或其他人保持聯系。另外，智聯網養老系統還可以通過安裝在室內的各種傳感器來搜集室內溫度、濕度、光照等環境數據，并根據搜集到的數據自動調節室內溫濕度與光照，讓室內環境保持在舒適的狀態。
該系統在養老院使用時還可以與養老院的各種智能設備、醫療看護體系等相連接，讓老年人可以用語音這種最簡單的方式呼叫和使用看護服務；也可以為每位用戶建立個體化電子健康檔案，進行生活方式、健康狀況、疾病分析、藥物效果追蹤和評估等；對外，則可以連接醫院，并整合醫生與專家的意見為老年人量身定制醫護服務。
我國傳統養老模式難以為繼
隨著生活和醫療水平不斷提高，人們的預期壽命也不斷提高，我國老齡化進程不斷加快。以上海為例，截至2017年底，全社會預期壽命已經達到83.37歲。加快的老齡化進程和越來越長的壽命必然催生巨大的老年人生活輔助、看護、醫療、康復等相關需求。環顧全球，隨著老齡化社會的來臨，全球主要工業化國家都面臨人口老齡化問題和養老護理資源不足的問題，各國政府、非營利組織都在積極地探索新的養老模式，并積極尋找新興技術助力解決養老問題。
目前，中國的養老方式主要有三種：家庭養老、社區養老和機構養老。根據媒體報道，我國約90%的老年人在家養老；有特殊貢獻和特別困難的老年人由政府托底養老，占7%；剩下3%的老年人選擇企業經營的老年公寓和家庭健康服務公司等。對中國老年人來說，居家養老和社區養老模式比較適合中國現狀，能夠讓老年人在熟悉的居住環境下，保持原有的生活習慣，更有益于老年人身體和精神健康。不過，隨著家庭結構的日趨小型化，傳統的家庭養老模式已難以為繼。
中國從2000年開始大力發展養老機構。根據國家發展和改革委員會的數字，截至2016年3月，我國城鄉養老床位669.8萬張，每百名老年人的養老床位擁有數是3.03張，比2012年增長近50%。雖然發展很快，但是這一數字還是遠遠低于發達國家每百名老年人5～7張養老床位的平均水平。與此同時，我國人口集中的大城市社會養老機構的建設滯后，一線城市養老床位一床難求的情況普遍存在。另外，許多養老機構還存在養老服務設施不完善等情況，而社區養老服務的建設比較滯后，主要表現為住宅設計不符合老年人的生活模式，養老服務專業性不足，難以滿足個性化需求等。在合格的養老社區、養老場所、護理人員等資源嚴重不足的情況下，人工智能、互聯網等新興技術助力養老就顯得格外重要。
人工智能與其他新興技術在養老領域的應用
●自動駕駛技術
隨著傳感器、定位、成像、引導、人工智能、數據通信等技術的不斷進步，硬件計算能力和云計算能力的不斷增長，以及更為實用的深度學習等人工智能算法的應用，未來的無人駕駛汽車能幫助老年人大大拓展其行動范圍，豐富老年人的生活。不過，目前無人駕駛汽車在技術、成本、安全、法律、倫理等方面都存在障礙，大面積采用還有待時日。但是，在路況相對簡單的大型養老社區內部道路上，為老年人服務的專用、低速無人駕駛汽車可能會被大量使用。壹行研（Innova Research）認為，未來在環境和路況相對比較簡單的大型養老社區內，使用安全的低速自動駕駛車為老人提供移動服務是必然的趨勢，社區、廠區等場景內部移動市場可能成為未來自動駕駛汽車進入市場的突破口。
2017年3月，新加坡創新署聯合美國麻省理工學院舉辦了一場黑客機器人馬拉松大賽MIT Hacking Medicine，宗旨是借助服務型機器人來緩解老齡化日趨嚴峻所帶來的養老難問題。12支參賽隊伍以賽格威（Segway）公司的雙輪服務機器人平臺路萌（Loomo）為基礎，采用開源SDK、硬件擴展槽以及框架結構等改裝設計機器人。最后，一款無人駕駛輪椅——BOTLER取得最終勝利。BOTLER的開發團隊在路萌上加裝了一個可以與任何輪椅建立連接的三自由度耦合電磁設備，只要將BOTLER 和輪椅進行連接，它便能將老年人自動牽引到設定的目標位置。
研究表明，在養老院里，護工大約有10%的時間花在為行動不便的老年人推輪椅上。如果由BOTLER來牽引輪椅，將有效減輕護工的工作負擔，從而在一定程度上緩解護工短缺問題。這種機器人還具有提高老年人活動自由度的潛力。另外，BOTLER搭載的耦合電磁結構不單單具備（與輪椅之間）萬能適配器功能，它還能實現自動充電。為了提高BOTLER的安全性，團隊還設計了一個超速斷連系統，即當路萌的移動速度超過某一值時，耦合電磁系統會自動斷開，防止超速事故的發生。
●協助老年人日常生活的智能傳感器和管理平臺
傳感器主要用來收集環境數據信息和人體數據等信息。環境數據包括位置信息、視頻信息、聲音信息、溫度、濕度、光線、PM2.5、氣壓等。傳感器將相關數據上傳到管理平臺，管理平臺根據上傳數據，在相關算法軟件的控制下自動調節室溫、打開空氣凈化器等，或通知護理人員及時調節室內環境，讓老年人感覺舒適。
測量人體數據的傳感器能檢測人體的位置、運動加速度、與室內物體的交互情況，以及人體的體溫、血壓、脈搏等各種生物特征數據。比較常見的應用包括跌倒檢測傳感器，該傳感器能感知突然摔倒，并觸發報警系統。行動傳感器能識別老年人運動的模式，將數據上傳，并通過管理平臺判斷老年人是否行動正常，比如是否靜止在一個地方太長時間，是否需要通知護理人員前去實施幫助等。人體生命體征監測傳感器可以持續地監測老年人的血壓、心率、體溫、呼吸等，也可以感知老年人的睡眠質量、是否在床上等。
據媒體報道，2014年江蘇昆山的玉山敬老院引進一款由昆山工業研究院智能機器人研究所開發的巡視服務機器人。這款服務機器人頭部安裝有高清移動攝像頭，機身內置煙霧傳感器、煤氣泄漏傳感器、門磁傳感器、紅外傳感器等，還能感應佩戴在老年人身上的跌倒傳感器。機器人一旦獲取跌倒傳感器發出的信號，它就會通過短信和其他通信方式向管理平臺或者特定的監護人發出報警信號。從傳感器識別跌倒到發出警報有一個10秒鐘的間歇，以判別老年人是否真的跌倒，是否可以爬起來，家屬或者工作人員能夠通過手機、平板電腦、電腦等網絡設備遠程操作機器人的攝像功能以了解情況并采取救援。
●智能語音識別與虛擬助理
對于因為身體狀況而行動受限的老年人，或者其他一些老年用戶來說，語音交互的方式更自然、更輕松。未來，語音交互將成為老年人與計算機、網絡、機器人等系統之間交互的最常見方式之一。目前，語音交互技術已經開始進入實際應用階段，技術進步迅速。不過，在現實應用場景中作為交互主體的老年人在聽覺、視覺、行動能力、反應速度方面都弱于年輕人，比如說話時可能含混不清。因此，語音識別技術還需要不斷優化，相關人機交互技術等都需要進行特別的研發和改進。
在語音助理方面應用的實例也很多。比如亞馬遜公司的Echo是為家庭提供語音服務的私人虛擬助理系統，Echo可以通過麥克風陣列從房間中收集老年人發出的聲音，并做出判斷和響應。移動受限或視力受損的老年人可以依靠語音控制燈光、打開音樂、調節溫度、訂購食物、閱讀有聲讀物。同時，Echo的虛擬助理系統還能提供吃藥提醒、天氣和新聞更新、時間和日程表提醒等服務。
我國有些智能社區也引進了相似的智能語音虛擬助理系統。這些系統主要的作用是用麥克風陣列探知社區獨居老年人居家活動所發出的聲音，并判斷老年人是否出現異常情況，比如長時間不移動、不發聲，或者發生突然跌倒等事故，并及時通知社區相關人員上門探視。另外，語言交流對激活老年人腦功能，預防老年癡呆有一定效果。人工智能技術可以通過一問一答的方式與老年人交流，或播放熟悉的音樂來幫助患有早期阿爾茨海默病的老年人，讓老年人擁有健康的情緒。
●智能機器人及其他智能設備。
目前已經在市面上出現的巡房機器人、陪伴機器人等智能機器人和設備能面對一些不太復雜的室內環境，處理不用事先編程的、具有一定靈活性的工作。另外，外骨骼機器人、醫療、康復輔助機器人也將作為新一代機器人進入養老和護理產業，相關應用案例也在不斷增長。比如在養老院，原本需要由多名護理人員完成的巡房任務可以被機器人取代，帶有路徑規劃、避障功能的機器人每天自動穿梭在各樓層。原本隔三差五需要巡房的護理人員則在辦公室內通過電腦接收機器人傳送的攝像畫面，掌握老年人的作息情況。
在機器人陪伴方面，孩之寶公司（Hasbro）為該公司旗下的ARIES伴侶寵物狗和寵物貓添加了人工智能功能，旨在為老年人提供互動陪伴，增加舒適感和快樂感。ARIES融合了人工智能的認知功能，能識別老年人手勢、輕語、咕嚕聲等，幫助老年人完成簡單的任務，比如幫助尋找丟失的物體、藥物提醒或其他更具有挑戰性的任務。
小海豹是日本產業技術綜合研究所（AIST）研制的一款機器人，名叫帕羅。它能夠像真實的海豹一樣移動頭部和鰭發出聲音，并使用聲音、光線、觸覺、姿態和溫度5種傳感器感應自然環境。小海豹擁有感覺，據稱智力能達到嬰兒水平，老年人可以通過撫摸來與它互動，從而獲得心理安慰。智能寵物不僅省去了很多飼養真寵物的麻煩，還能夠改善有認知障礙的老年人的心理狀態，平復他們焦躁不安的情緒。
對于有認知障礙的老年人來說，缺乏與人交流很容易使病情惡化，法國Aldebaran公司的NAO機器人起初被用于德國、荷蘭、法國和日本的養老院中陪老年人聊天。它是一個身高58厘米，質量5.4千克，擁有25個自由度的智能雙足機器人，全身配備100多個傳感器，可以模仿人類做動作，甚至還會跳蹈，配備的雙目視覺系統可以進行人臉追蹤和物體識別。未來，這個仿人機器人可以陪老年人說話，識別老年人叫他們的名字，陪老年人下棋，提供復健指導與娛樂等擬人化服務。
●定位與空間感知
這個技術包括室外和室內定位。室內定位主要有兩個功能：一是在室內進行實時導航，指引老年人和其他人員在醫院、養老院等大型室內空間迅速找到要去的地方；二是實時定位，可實現在室內環境下對老年人、醫護人員、相關設備等的高精度定位，通過精準定位系統隨時查看老年人及醫護人員的位置。目前已經出現的集智能穿戴設備、人員管理、智能監護為一體的位置感知管理系統可以迅速探知、鎖定需要幫助的老年人所處的位置，及時引導護理人員前往，從而實現人性化、智慧化的養老管理和監護。
●人工智能技術與其他新技術的融合發展
未來，養老科技的發展并不只是人工智能技術的單點突破，而是眾多技術的融合發展，也就是每個應用場景綜合應用多種新興技術，包括云計算、大數據、虛擬現實、3D打印技術、新能源、新材料、生物技術與生命科學等。人工智能+為未來的技術發展創造了更多可能性。
相關案例包括人工智能+虛擬現實技術。虛擬現實是借助計算機系統及傳感器等創造出一個具備沉浸感的，不同于現實世界的人機交互空間。在健康養老領域，虛擬現實的應用場景很多。比如在醫護人員培訓、養老服務展示等方面都會有很好的應用前景。虛擬現實還可以為失能和半失能的老年人模擬一個更廣闊的世界。通過虛擬現實和增強現實技術可以創建供老年人體驗的計算機仿真系統，生成動態的模擬環境，使老年人沉浸到該環境中。
未來，人工智能+物聯網+5G將把各種有線和無線的物聯網設備、設施連接在一起。5G通信技術主要用來支持快速的物聯網通信、高清視頻等大量數據的接入和傳輸。另外，未來使用越來越廣泛的低功耗局域網NB-IoT和LoRa等通信技術的應用將使得萬物互聯的成本變得更低。互聯網和通信技術的發展使得新的養老、醫療模式成為現實，比如在物聯網平臺上實現網上醫療，老年人可以在家里接受醫生的問診等服務。
其他相對更為前沿的技術包括人工智能+腦機接口等。據報道，美國佛羅里達大學于2016年舉辦了世界上第一個用人類大腦神經控制的無人機競賽，顯示了未來服務機器人發展的一個潛在路徑。另外，美國國防高級研究計劃局（DARPA）正投資6000萬美元研究將一個1立方厘米的裝置植入人的大腦，使神經元的數據以電子的方式加以傳送。當然，腦機接口技術目前還處于很早期的階段。如果未來發展成功，使用該技術的老年人將可以用思維控制機器人和其他智能設備，從而對養老產業產生顛覆性的影響。
人工智能養老技術還存在很大的局限
人工智能和其他新興技術助力的智慧養老是大勢所趨，相關技術的發展也將受到國家大力支持，并將在成本、技術水平等條件成熟時被大量引入養老機構和養老家庭，滿足日益增長的養老需求，其市場潛力極為可觀。不過，目前的人工智能與其他新興的養老技術大多還處于發展初期，真正落地的人工智能相關智慧養老產品還不多，且在技術、成本等方面存在各種局限。
●技術成熟度還不夠
目前，大部分智慧養老產品還處于產品原型測試階段，以養老服務機器人為例，相關產品在環境建模、自主控制、人機交互、安全性等方面還存在技術瓶頸，仍有較多技術難題有待攻克。另外，老年人的個體情況、脾氣秉性等差異很大，機器人工作環境復雜，安全性要求高，這些都是養老服務機器人待解的技術難題。
●智能化水平還有待提高
雖然目前市面上出現了很多款養老服務機器人、聊天機器人、陪護機器人等，但是這些產品整體的智能化程度還很低，離用戶的期望差距比較大。養老陪伴機器人需要具有與老年人交流、自動感知、判斷周圍事物的能力，還可能需要識別藥物、生活用品以及周圍的老年人等。實際上，目前市面上的服務機器人大多只能完成一些簡單的固定動作，還無法實現與人類護工相似的靈活性和執行多種任務的能力，因此還遠遠不能替代人工。
●價格居高不下
以養老服務機器人為例，養老市場是一個十分個性化的市場，不同的老年人對于養老服務機器人等產品的需求復雜多樣，這就導致小批量的定制化產品比較多，單一標準化的服務機器人的出貨量不高。中國缺乏服務機器人上游產業，核心零部件制造能力缺失，很多傳感器、控制器上的電子芯片等核心元器件主要依賴進口，這些原因都導致目前養老服務機器人的單價比較高。目前，除了一些家用的、低端的陪護和娛樂機器人、電子寵物等售價在數千元到數萬元不等外，擁有相對實用功能的機器人，比如能進行真人實時視頻并可以通過遠程交互完成各種動作的機器人，參考售價通常在10萬元人民幣以上，而一些專用的服務機器人價格就更昂貴了。另一方面，由于受到有限的技術成熟度和智能化水平的約束，這些養老服務機器人的使用遠未達到得心應手的程度，其性價比較低，因此市場接受程度普遍不高。
不過，由于智慧養老產品的市場潛力巨大，未來一旦相關技術和成本等瓶頸得到突破，快速增長是可以預期的。因此，在智慧養老領域具有技術、成本突破潛力的初創企業和相關產業鏈上的公司值得投資人重點關注。
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