2019年底,中國65歲及以上人口約1.7億,占總?cè)丝诒壤秊?2.6%,預(yù)計2030年我國人口達(dá)峰值14.5億,老年人比例將占25%左右,遠(yuǎn)超聯(lián)合國20%的“超老齡社會”標(biāo)準(zhǔn)。
世界范圍內(nèi),醫(yī)療行業(yè)同樣面臨著諸多挑戰(zhàn):除了持續(xù)的護(hù)理人員短缺之外,醫(yī)務(wù)工作者的壓力也在持續(xù)增加。比如,經(jīng)常因為護(hù)理工作而造成護(hù)理人員背部肌肉和骨骼問題,致使曠工,甚至不能正常工作。
為了支持護(hù)理工作人員,同時讓患者變得更獨立,德國聯(lián)邦教育和研究部 (BMBF) 資助了AdaMeKoR(Adaptive Multi-component Robot System forHealth-Care)項目,該項目尋求解決辦法,以便輔助醫(yī)務(wù)工作者,同時為病人創(chuàng)造更多的自主權(quán)。
項目從2020年3月15日啟動,持續(xù)至2023年3月14日,項目資金為180萬歐元。
可適應(yīng)的多功能智能病床
AdaMeKoR項目旨在開發(fā)一種可適應(yīng)性的多功能智能病床,該系統(tǒng)規(guī)劃了一個機(jī)械臂來實現(xiàn)護(hù)理功能,另一個功能是床-輪椅轉(zhuǎn)移。該項目擬打造一系列傳感器組件,例如,可以根據(jù)需要調(diào)整病床的姿態(tài)。此外,該系統(tǒng)希望實現(xiàn)監(jiān)測護(hù)理人員的姿勢,并在過載的情況下,為姿勢優(yōu)化提供輸入。
△ 機(jī)器人護(hù)理系統(tǒng)概念圖
該研究項目由圣約翰救護(hù)機(jī)構(gòu)(Johanniter-Unfall-Hilfe)進(jìn)行協(xié)調(diào),奧斯納布魯克大學(xué)(universities of Osnabrueck)和奧爾登堡大學(xué)(Oldenburg)以及DFKI分工協(xié)作。
由Frank Kirchner教授領(lǐng)導(dǎo)的機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新中心,將負(fù)責(zé)病人轉(zhuǎn)移的機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā),比如從床上轉(zhuǎn)移到輪椅上,而我們知道這對醫(yī)務(wù)人員來說是很大的體力負(fù)擔(dān)。通過將機(jī)器人應(yīng)用于醫(yī)務(wù)人員的日常工作中,可以彌補(bǔ)這一點,尤其是當(dāng)它們還可以安全地處理更大體重患者。
鑒于項目初期階段方案暫未公布,在這里提供名古屋研究所發(fā)布的護(hù)工機(jī)器人暖男 RIBA II作為參考,該款機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)將患者“抱起”實現(xiàn)床-輪椅轉(zhuǎn)移。
△ RIBA II 轉(zhuǎn)移機(jī)器人
由Rolf Drechsler教授領(lǐng)導(dǎo)的Cyber-Physical Systems研究部,正在研究機(jī)器人手臂的控制部分,目標(biāo)是實現(xiàn)操縱桿控制機(jī)械臂。這只手臂可以作為行動不便的人的第三只手。為此,機(jī)器手臂被安裝在床頭柜上,由操縱桿或更復(fù)雜的3D鼠標(biāo)控制,從而輔助實現(xiàn)物體抓取,該產(chǎn)品將成特殊人群的另一福音。
△機(jī)械臂自適用多功能運動床
而奧爾登堡大學(xué)負(fù)責(zé)研制分析醫(yī)護(hù)人員姿態(tài)的傳感器,幫助該項目實現(xiàn)機(jī)器人、傳感系統(tǒng)和自動化技術(shù)輔助患者治療,最終提高護(hù)理人員及患者目標(biāo)群體的健康和生活質(zhì)量。
熱點課題研究
人機(jī)交互:user-friendly構(gòu)成了多模式人機(jī)技術(shù)交互的基礎(chǔ)。交互系統(tǒng)將語音、手勢和面部表情與身體互動結(jié)合起來。涉及到用戶、任務(wù)和領(lǐng)域的組合,以便使對話行為盡可能自然,甚至在包含干擾的情況下也能穩(wěn)定地理解對話。未來用戶界面甚至可以摒棄傳統(tǒng)的鼠標(biāo)和鍵盤,啟用更直觀、高效的交互模式。
機(jī)器人:隨著協(xié)作機(jī)器人技術(shù)的成熟,機(jī)器人脫胎于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人護(hù)欄內(nèi)工作的限制,允許應(yīng)用于和人類一起執(zhí)行任務(wù)的協(xié)作模式。編程方面是基于復(fù)雜的、大規(guī)模并行嵌入式系統(tǒng)解決方案。在這里,由計算機(jī)科學(xué)家、生物學(xué)家、數(shù)學(xué)家、計算機(jī)語言學(xué)家、工業(yè)設(shè)計師、電氣工程師、物理學(xué)家和心理學(xué)家組成跨學(xué)科團(tuán)隊。
自主系統(tǒng):自主系統(tǒng)能獨立執(zhí)行、學(xué)習(xí)、解決復(fù)雜任務(wù),并能對不可預(yù)測的事件做出反應(yīng),從而輔助特殊人士的日常生活;此外,他們還能夠在生產(chǎn)中靈活地與工人協(xié)作;并且在不便于人類參與的危險環(huán)境獨立工作。機(jī)器學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)安全和計算機(jī)等技術(shù)對自主系統(tǒng)的開發(fā)和使用承擔(dān)著越來越重要的角色。
傳感器與網(wǎng)絡(luò):從智能手機(jī)、汽車到醫(yī)療技術(shù)和云計算,圍繞著我們?nèi)粘I畹那度胧胶妥灾飨到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)正在不斷增長。隨著傳感系統(tǒng)的日益復(fù)雜,對其性能、安全性、準(zhǔn)確性和可靠性的要求也在不斷提高。
意義
對特殊群體來說,自動化機(jī)器人護(hù)理系統(tǒng)可以提高他們的自主性和生活質(zhì)量;對護(hù)理人員來說,機(jī)器人輔助轉(zhuǎn)移,可以顯著減輕生理負(fù)擔(dān),能夠有效的防止下背部損傷與疾病。除此之外,該成果甚至可以拓展創(chuàng)造以下價值:
智能家居與輔助生活:機(jī)器人護(hù)理系統(tǒng),讓老人以及特殊群體都能通過創(chuàng)新的解決方案,過上安全、獨立的生活,改善了生活質(zhì)量的同時能夠鼓勵他們積極、自信的參與到社交之中;與此同時,智能家居技術(shù)為機(jī)器人護(hù)理系統(tǒng)進(jìn)一步的應(yīng)用創(chuàng)造了可能。該項目證明,機(jī)器人技術(shù)除了工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用以外,還可以致力于特殊人群的護(hù)理或援助。
△ 第三只手輔助生活
健康與醫(yī)療:醫(yī)學(xué)上,人工智能有潛力更早的診斷出難以發(fā)現(xiàn)的疾病,并優(yōu)化治療。而機(jī)器人護(hù)理系統(tǒng)在與圖像處理、模式識別、醫(yī)療數(shù)據(jù)評估等技術(shù)相結(jié)合,可以為醫(yī)生和醫(yī)務(wù)人員提供更多支持,實現(xiàn)系統(tǒng)的輔助治療和康復(fù)。