2019年底,中國65歲及以上人口約1.7億,占總人口比例為12.6%,預計2030年我國人口達峰值14.5億,老年人比例將占25%左右,遠超聯合國20%的“超老齡社會”標準。
世界范圍內,醫療行業同樣面臨著諸多挑戰:除了持續的護理人員短缺之外,醫務工作者的壓力也在持續增加。比如,經常因為護理工作而造成護理人員背部肌肉和骨骼問題,致使曠工,甚至不能正常工作。
為了支持護理工作人員,同時讓患者變得更獨立,德國聯邦教育和研究部 (BMBF) 資助了AdaMeKoR(Adaptive Multi-component Robot System forHealth-Care)項目,該項目尋求解決辦法,以便輔助醫務工作者,同時為病人創造更多的自主權。
項目從2020年3月15日啟動,持續至2023年3月14日,項目資金為180萬歐元。
可適應的多功能智能病床
AdaMeKoR項目旨在開發一種可適應性的多功能智能病床,該系統規劃了一個機械臂來實現護理功能,另一個功能是床-輪椅轉移。該項目擬打造一系列傳感器組件,例如,可以根據需要調整病床的姿態。此外,該系統希望實現監測護理人員的姿勢,并在過載的情況下,為姿勢優化提供輸入。
△ 機器人護理系統概念圖
該研究項目由圣約翰救護機構(Johanniter-Unfall-Hilfe)進行協調,奧斯納布魯克大學(universities of Osnabrueck)和奧爾登堡大學(Oldenburg)以及DFKI分工協作。
由Frank Kirchner教授領導的機器人技術創新中心,將負責病人轉移的機器人系統開發,比如從床上轉移到輪椅上,而我們知道這對醫務人員來說是很大的體力負擔。通過將機器人應用于醫務人員的日常工作中,可以彌補這一點,尤其是當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布的護工機器人暖男 RIBA II作為參考,該款機器人能夠實現將患者“抱起”實現床-輪椅轉移。
△ RIBA II 轉移機器人
由Rolf Drechsler教授領導的Cyber-Physical Systems研究部,正在研究機器人手臂的控制部分,目標是實現操縱桿控制機械臂。這只手臂可以作為行動不便的人的第三只手。為此,機器手臂被安裝在床頭柜上,由操縱桿或更復雜的3D鼠標控制,從而輔助實現物體抓取,該產品將成特殊人群的另一福音。
△機械臂自適用多功能運動床
而奧爾登堡大學負責研制分析醫護人員姿態的傳感器,幫助該項目實現機器人、傳感系統和自動化技術輔助患者治療,最終提高護理人員及患者目標群體的健康和生活質量。
熱點課題研究
人機交互:user-friendly構成了多模式人機技術交互的基礎。交互系統將語音、手勢和面部表情與身體互動結合起來。涉及到用戶、任務和領域的組合,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定地理解對話。未來用戶界面甚至可以摒棄傳統的鼠標和鍵盤,啟用更直觀、高效的交互模式。
機器人:隨著協作機器人技術的成熟,機器人脫胎于傳統工業機器人護欄內工作的限制,允許應用于和人類一起執行任務的協作模式。編程方面是基于復雜的、大規模并行嵌入式系統解決方案。在這里,由計算機科學家、生物學家、數學家、計算機語言學家、工業設計師、電氣工程師、物理學家和心理學家組成跨學科團隊。
自主系統:自主系統能獨立執行、學習、解決復雜任務,并能對不可預測的事件做出反應,從而輔助特殊人士的日常生活;此外,他們還能夠在生產中靈活地與工人協作;并且在不便于人類參與的危險環境獨立工作。機器學習、網絡安全和計算機等技術對自主系統的開發和使用承擔著越來越重要的角色。
傳感器與網絡:從智能手機、汽車到醫療技術和云計算,圍繞著我們日常生活的嵌入式和自主系統網絡正在不斷增長。隨著傳感系統的日益復雜,對其性能、安全性、準確性和可靠性的要求也在不斷提高。
意義
對特殊群體來說,自動化機器人護理系統可以提高他們的自主性和生活質量;對護理人員來說,機器人輔助轉移,可以顯著減輕生理負擔,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造以下價值:
智能家居與輔助生活:機器人護理系統,讓老人以及特殊群體都能通過創新的解決方案,過上安全、獨立的生活,改善了生活質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,智能家居技術為機器人護理系統進一步的應用創造了可能。該項目證明,機器人技術除了工業領域的應用以外,還可以致力于特殊人群的護理或援助。
△ 第三只手輔助生活
健康與醫療:醫學上,人工智能有潛力更早的診斷出難以發現的疾病,并優化治療。而機器人護理系統在與圖像處理、模式識別、醫療數據評估等技術相結合,可以為醫生和醫務人員提供更多支持,實現系統的輔助治療和康復。