睿羹CalmSpoon防抖餐具

宋廣軒　秦昕　王美軍　黃雨露　田鑫宇

摘 要：“睿羹CalmSpoon”是一款為部分帕金森綜合征、甲狀腺功能亢進癥、慢性酒精中毒、特發(fā)性震顫和肝豆狀核變性等病癥患者設(shè)計的防抖餐具。當用戶手持“睿羹”不自主抖動時，餐具里的食物將基本保持平穩(wěn)，不會灑落，餐具連接處可更換結(jié)構(gòu)，方便更換成勺、叉，甚至是牙刷、梳子等模塊。配套APP可以對患者進行抖動評估，通過歷史記錄幫助患者記錄病情發(fā)展。

關(guān)鍵詞：防抖餐具;APP

1 作品簡介

部分帕金森綜合征、甲狀腺功能亢進癥、慢性酒精中毒、特發(fā)性震顫和肝豆狀核變性等病癥患者易因肢體震顫不能自主進食，針對這一現(xiàn)狀，設(shè)計了一款防抖餐具—睿羹CalmSpoon。

重癥震顫患者由于手部的劇烈震顫，使用普通餐具時，食物會從餐具中抖落，不能自主進食，而文中設(shè)計的防抖餐具，只需打開電源即可像普通餐具一樣使用，操作簡單。在物聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療背景下，團隊開發(fā)的APP可以對產(chǎn)品進行設(shè)置，并通過餐具內(nèi)置傳感器對患者進行抖動評估，記錄患者病情發(fā)展。

產(chǎn)品主要面向帕金森綜合征、甲狀腺功能亢進癥、慢性酒精中毒、特發(fā)性震顫和肝豆狀核變性等病癥引起肢體嚴重震顫的群體，國內(nèi)患者數(shù)量超過3 000萬人，市場主要為中老年人市場和相關(guān)社會組織等，市場專注度極高。文中設(shè)計的防抖餐具完全可以滿足此類市場的需求。

2 工作原理

閉環(huán)系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)如圖1所示，基本原理如圖2所示。

由系統(tǒng)傳感器檢測姿態(tài)，使用微處理器有效提高姿態(tài)檢測精度，經(jīng)控制器控制伺服系統(tǒng)及時做出響應(yīng)，保持勺頭維持相對穩(wěn)定，使患者能將食物成功送入口中。借助彈簧柱塞結(jié)構(gòu)設(shè)計勺頭使其可更換其他配件，以增強餐具的擴展性。機械結(jié)構(gòu)分解如圖3所示。

防抖餐具未使用或者手部較為平穩(wěn)時，整體處于水平狀態(tài);當手柄受到外力而產(chǎn)生向上的抖動時，勺頭相應(yīng)地向下轉(zhuǎn)動，此時傳感器接收到位置信息的改變而使得控制電路驅(qū)使電機沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，帶動勺頭上移，從而抵消由于勺柄抖動而下降的距離，達到相對平穩(wěn)的狀態(tài);當手柄受到外力而產(chǎn)生向下的抖動時，防抖過程與向上抖動相反。嵌入式平臺流程如圖4所示。

APP基于Android手機操作系統(tǒng)，可以實現(xiàn)與“睿羹CalmSpoon”產(chǎn)品的藍牙通信、抖動數(shù)據(jù)采集與分析、記錄等功能。項目基于藍牙SPP協(xié)議（Serial Port Profile）與“睿羹CalmSpoon”嵌入式系統(tǒng)通信，方便發(fā)送控制命令、接收數(shù)據(jù);基于統(tǒng)計學(xué)方法建立抖動數(shù)據(jù)評價標準，對抖動數(shù)據(jù)進行打分，評估用戶狀況;使用Android系統(tǒng)自帶的SQLite數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)，安全高效地記錄用戶抖動數(shù)據(jù)和評分;使用UI設(shè)計來開發(fā)友好的人機交互界面，為目標用戶建立一個功能清晰、操作簡單的操作界面。APP控制流程如圖5所示。

3 創(chuàng)新點

（1）性價比高

通過姿態(tài)檢測算法的改進，降低了對硬件的要求，考慮震顫影響正常生活的主要因素，并在能達到控制目標的前提下，盡可能的降低生產(chǎn)成本，力爭所有家庭都有能力承擔防抖餐具的價格。同時提供較好的售后服務(wù)，提升產(chǎn)品性價比。

（2）多功能、可擴展

防抖餐具巧妙地使用了彈簧柱塞結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其可簡單地更換配件，以增強防抖餐具的擴展性，預(yù)留功能挖掘潛能，目前可更換叉子等，未來可以嘗試更換為剃須刀、鋼筆等生活常用器件。

（3）聯(lián)接智慧醫(yī)療

目前已經(jīng)初步開發(fā)了一款與睿羹配套使用的手機APP，通過手機APP便可將睿羹采集到的抖動數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，為將睿羹納入智慧醫(yī)療體系提供基礎(chǔ)條件。這一舉措有望為帕金森綜合征、甲狀腺功能亢進癥、慢性酒精中毒等疾病的病理研究提供一定的科學(xué)數(shù)據(jù)。

（4）充滿人文關(guān)懷

“睿羹”是一款充滿人文情懷的產(chǎn)品，目標群體為部分帕金森綜合征、甲狀腺功能亢進癥、慢性酒精中毒、特發(fā)性震顫和肝豆狀核變性等具有震顫性癥狀的疾病患者，產(chǎn)品設(shè)計以提升他們的生活質(zhì)量為目標，使科技具有溫度。

4 市場前景

產(chǎn)品的消費者主要是中老年人群體和病理性群體，因為身體問題而引發(fā)的震顫是他們的困擾，所以設(shè)計防抖餐具來滿足消費者的需求。

根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，截至2016年底，全國60歲及以上老年人口占總?cè)丝诘谋戎貫?6.7%，患帕金森癥的老人超過200萬，而這款產(chǎn)品不僅針對帕金森患者，也能被有震顫癥狀如心血管病、精神性疾病等的患者使用，目前國內(nèi)類似患者已有3 000萬人。

目前市場上出現(xiàn)的防抖餐具共兩款，一款是谷歌旗下自主研究的電子防抖勺，另一款是GYENNO推出的“睿餐”智能防抖勺，但是這兩款勺子造價昂貴，超出大多數(shù)人的消費承受能力。我們產(chǎn)品的核心競爭力體現(xiàn)在如下兩方面：

（1）性價比高，盡可能的降低了生產(chǎn)成本，同時提供較好的服務(wù)，實現(xiàn)了較高的性價比;

（2）產(chǎn)品難以被模仿，目前已經(jīng)申請了專利。