智能居家養(yǎng)老輔助系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

陳健

（上海恩谷信息科技有限公司 上海市 200000）

智能居家養(yǎng)老系統(tǒng)是基于智能化、信息化發(fā)展而來(lái)的一種老年系統(tǒng)管理辦法，對(duì)老年人的居家生活便捷性提高起到非常重要的作用，該種系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后，老人的日常生活可以隨時(shí)隨地獲得便捷服務(wù)和安全監(jiān)測(cè)，在家庭之中即可享受高質(zhì)量的老年服務(wù)，并且提高自己的生活質(zhì)量與水平，對(duì)于一些慢性疾病進(jìn)行良好的控制。

1 智能居家養(yǎng)老系統(tǒng)概念

智能居家養(yǎng)老系統(tǒng)主要采用計(jì)算機(jī)控制、移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，通過在老人居家環(huán)節(jié)中配置不同種類的智能化設(shè)備，并通過系統(tǒng)軟件將這些智能設(shè)備進(jìn)行協(xié)同聯(lián)動(dòng)，獲得老年人的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，使老年人的居家日常生活更加健康、便捷和安全。例如通過佩戴智能腕表，在老年人出現(xiàn)摔倒或者昏迷的狀態(tài)，就可以立即向系統(tǒng)報(bào)警并提供救助預(yù)案，確保開展救助服務(wù)的及時(shí)高效；通過各類家用健康監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)老人生理指標(biāo)進(jìn)行采集，并實(shí)時(shí)上傳到居家養(yǎng)老系統(tǒng)，能夠動(dòng)態(tài)感知老人健康情況，并為老人提供用藥提醒、運(yùn)動(dòng)建議、飲食建議、健康管理服務(wù)等。因此，智能居家養(yǎng)老系統(tǒng)構(gòu)成主要包含老年人終端應(yīng)用系統(tǒng)、開放應(yīng)用平臺(tái)、信息采集平臺(tái)、信息服務(wù)平臺(tái)、社區(qū)養(yǎng)老開放服務(wù)平臺(tái)、政府商家服務(wù)企業(yè)的信息發(fā)布平臺(tái)等。基于這種服務(wù)體系可以為老年人的智能家居提供多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，從而使得整個(gè)系統(tǒng)更加成熟可靠，并應(yīng)用信息化的管理方式提高服務(wù)和管理的質(zhì)量等級(jí)[1]。

2 智能居家養(yǎng)老輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)理念

智能居家養(yǎng)老服務(wù)是親情和家庭高科技結(jié)合的產(chǎn)物，可以為老年人提供多種日常生活服務(wù)，并能提供個(gè)性化的健康管理、安全監(jiān)測(cè)及精神陪伴等服務(wù)。區(qū)別于傳統(tǒng)的家庭養(yǎng)老，這種智能系統(tǒng)首先應(yīng)具備居家智能化養(yǎng)老設(shè)備配置，并融合社區(qū)、醫(yī)院、商家、政府等的智能聯(lián)動(dòng)服務(wù)功能。系統(tǒng)框架如圖1 所示。

2.1.1 用戶需求設(shè)計(jì)

智能居家養(yǎng)老輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要充分調(diào)研大多數(shù)老年人的居家生活訴求，目前從國(guó)家給出的相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出，小型化家庭結(jié)構(gòu)數(shù)量越來(lái)越多，這不僅與當(dāng)前的城市化和工業(yè)化的水平有關(guān)，也與人們生活方式、生活習(xí)慣、居住結(jié)構(gòu)改變等原因有關(guān)，大規(guī)模的家庭結(jié)構(gòu)正在逐漸的消解，社區(qū)在整個(gè)家庭結(jié)構(gòu)當(dāng)中的力量逐漸減弱。家庭結(jié)構(gòu)的縮小帶來(lái)了家庭方式的轉(zhuǎn)型，在強(qiáng)大的工作壓力和快節(jié)奏的生活環(huán)境之下，很多家庭已經(jīng)不再具備養(yǎng)老功能，一般的養(yǎng)老機(jī)構(gòu)由于投資周期長(zhǎng)，需要的資源多，服務(wù)的范圍受限，也不可能滿足絕大多數(shù)人的養(yǎng)老需求。智能居家養(yǎng)老輔助系統(tǒng)正是適應(yīng)了這種時(shí)代發(fā)展背景，在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中要滿足用戶的相應(yīng)需求。

圖1：智能居家養(yǎng)老輔助系統(tǒng)框架

圖2：老人的馬斯洛需求層次設(shè)計(jì)

一方面在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，首先要滿足對(duì)老人狀態(tài)的感知，通過在家里或社區(qū)活動(dòng)中心配置可穿戴設(shè)備、智能血糖儀、智能血壓計(jì)、智能溫濕度傳感器等，動(dòng)態(tài)感知老人生理指標(biāo)及老人所處環(huán)境的信息。由于市面上相關(guān)設(shè)備具備不同品牌、不同傳輸協(xié)議等問題，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需解決設(shè)備互聯(lián)互通的難題。另一方面，在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，要充分考慮老年人的精神需求，滿足家庭親情。充分利用現(xiàn)代化的高科技，滿足老年人和家人共同居住時(shí)的不同需求，提供居家監(jiān)測(cè)、緊急救助、上門服務(wù)、健康管理等全面服務(wù)，也可以讓子女在工作之余減輕精神負(fù)擔(dān)和物質(zhì)負(fù)擔(dān)。從這個(gè)角度來(lái)看，居家智能養(yǎng)老輔助體系的設(shè)計(jì)是未來(lái)我國(guó)養(yǎng)老的一種最佳選擇方式[2]。

2.1.2 數(shù)量匹配設(shè)計(jì)

從我國(guó)老年為2018年4月給出的數(shù)據(jù)可以看出，老年人使用的醫(yī)療資源是青年群體和兒童群體的三到五倍，但是從目前我國(guó)可以提供的養(yǎng)老機(jī)構(gòu)床位來(lái)看，這個(gè)數(shù)據(jù)不足每千名老人12 張，也就是說只有1.2%左右的老人可以在社區(qū)養(yǎng)老機(jī)構(gòu)當(dāng)中享受到國(guó)家提供的養(yǎng)老服務(wù)。而其余98.8%左右的老年人，不論是出于個(gè)人選擇的無(wú)奈，還是出于經(jīng)濟(jì)問題，都必然會(huì)在家庭當(dāng)中進(jìn)行養(yǎng)老。開展輔助系統(tǒng)的智能化設(shè)計(jì)，就要考慮老年人群匹配問題，例如用馬斯洛需求層次理論，我們可以將老人用戶畫像設(shè)計(jì)為三層，如圖2所示。因此，在數(shù)量設(shè)計(jì)方面要考慮，讓每一個(gè)老年人都可以享受到的紅利和成果。通過大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，兼顧滿足老人對(duì)最基本生理需求和高程次自我超越需求，一方面能提高老年人的生活質(zhì)量，降低子女壓力，推動(dòng)家庭和睦，另一方面，促進(jìn)養(yǎng)老服務(wù)消費(fèi)，推進(jìn)養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2.2 交互能力設(shè)計(jì)

交互能力和感知能力是智能居家養(yǎng)老系統(tǒng)輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，目前一些國(guó)內(nèi)外的智能家居養(yǎng)老系統(tǒng)已經(jīng)在智能化方面推出了相關(guān)的研究成果，具有較高價(jià)值的借鑒意義。

（1）英國(guó)開發(fā)的聰明屋智能家居養(yǎng)老系統(tǒng)注入現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)科技，以網(wǎng)絡(luò)客廳，網(wǎng)絡(luò)廚房，網(wǎng)絡(luò)臥室作為杰出代表，屬于智能化住宅的典范。該種系統(tǒng)作為交互原型在居家養(yǎng)老系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中被廣泛的利用。這種交互系統(tǒng)可以進(jìn)行智能化的學(xué)習(xí)，也就是說通過數(shù)據(jù)感知的方式獲得居住者的日常生活習(xí)性。例如通過智能化腕表，獲得老年人的日常身高數(shù)據(jù)，日常心率數(shù)據(jù)，如果老年人不慎跌倒，就可以立即啟動(dòng)遠(yuǎn)程觀測(cè)，分析視頻并啟動(dòng)脈搏監(jiān)測(cè)控制器，查看此人是否出現(xiàn)休克的癥狀，并提醒子女以及社區(qū)的醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)人員了解到報(bào)警系統(tǒng)的通知。除此之外，該系統(tǒng)還配備了健康服務(wù)的相關(guān)內(nèi)容，一旦老年人出現(xiàn)任何的身體健康問題，都可以及時(shí)的發(fā)送地理位置坐標(biāo)系統(tǒng)，這一套系統(tǒng)尤其適合一些獨(dú)居老年人，患有阿爾茲海默癥的老年人，或者其他系統(tǒng)性基礎(chǔ)疾病老年人。一旦佩戴腕表的老年人發(fā)生走失的現(xiàn)象，系統(tǒng)就可以發(fā)出警示作用，并上報(bào)地理坐標(biāo)系統(tǒng)，如果在環(huán)境內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間沒有走動(dòng)或者離家太遠(yuǎn)，識(shí)別牌也會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。

（2）芬蘭研發(fā)的一套“活躍家庭生活”也是居家養(yǎng)老科技系統(tǒng)的典型設(shè)計(jì)，該種居家養(yǎng)老模式在家電以及地板上都裝有了物聯(lián)網(wǎng)智能感應(yīng)器。這一套感應(yīng)器在老年人摔倒時(shí)可以由子女通過手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程查看，地板和智能家電都可以發(fā)出警報(bào)音，在老年人靠近時(shí)發(fā)出相應(yīng)的聲響，這對(duì)于一些實(shí)力水平下降或者行動(dòng)不便的老年人具有非常重要的價(jià)值，同時(shí)這些家電和地板上也可以安裝GPS定位系統(tǒng)，當(dāng)老年人一旦離開一定距離之后，就自動(dòng)進(jìn)行上報(bào)并進(jìn)行定位。

（3）北京在智慧養(yǎng)老方面也做出了卓越的貢獻(xiàn)。在2019年4月正式推出了智慧養(yǎng)老方案，該方案連接醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)，可以為老年人提供24 小時(shí)的關(guān)愛服務(wù)，同時(shí)這種系統(tǒng)還搭載了監(jiān)督飲食健康管理數(shù)據(jù)等等，利用5G 網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)連接社區(qū)信息養(yǎng)老，關(guān)愛醫(yī)療服務(wù)，建立有效的傳感網(wǎng)，同時(shí)通過5g 移動(dòng)通信獲得強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，將上述信息充分整合在一起，可以同時(shí)連接國(guó)家社區(qū)，老年人與家庭護(hù)理員，醫(yī)院等多項(xiàng)平臺(tái)，電腦一旦發(fā)現(xiàn)老年人離床時(shí)間超過20分鐘或者半個(gè)小時(shí)以上都沒有起身活動(dòng)就會(huì)進(jìn)行提醒，方便管理人員尤其是醫(yī)護(hù)工作人員進(jìn)行巡查，避免老年人在臥床期間內(nèi)發(fā)生意外。

2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)路線及核心關(guān)鍵技術(shù)

智能化居家養(yǎng)老系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心在于搭建一個(gè)綜合為老服務(wù)平臺(tái)，這種新型的養(yǎng)老服務(wù)平臺(tái)不僅可以為老年人提供核心服務(wù)，為家屬提供核心服務(wù)，還包含各項(xiàng)增值類業(yè)務(wù)[4]。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)路線如圖3 所示。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的核心關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾個(gè)方面：

（1）多維數(shù)據(jù)感知及異構(gòu)通信協(xié)議協(xié)同。為了能夠更加準(zhǔn)確及時(shí)的對(duì)老人和相關(guān)職能設(shè)備進(jìn)行識(shí)別和智能控制，需要協(xié)同感知老人自身狀態(tài)、居住環(huán)境、社交狀態(tài)、活動(dòng)軌跡等動(dòng)態(tài)信息，因此，需要高可靠的物聯(lián)網(wǎng)情景感知技術(shù)來(lái)提供支撐。同時(shí)在數(shù)據(jù)層面，針對(duì)多品牌終端接入及多介質(zhì)組網(wǎng)的復(fù)雜環(huán)境和業(yè)務(wù)承載需求，需要開發(fā)兼容多方協(xié)議及信道特點(diǎn)的綜合接入及管理中間件系統(tǒng)。

圖3：系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)路線

（2）大數(shù)據(jù)智能處理。為了提供更精準(zhǔn)和有效的服務(wù)，必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能處理和分析（挖掘與融合）。尤其是用戶規(guī)模較大的應(yīng)用情景，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行智能信息處理和決策支持時(shí)，需要引入hadoop、spark 等大數(shù)據(jù)處理框架技術(shù)。

（3）系統(tǒng)服務(wù)開放標(biāo)準(zhǔn)制定。開放標(biāo)準(zhǔn)能夠促進(jìn)系統(tǒng)的生態(tài)化迭代，讓更多的養(yǎng)老資源能夠更容易融入系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)各參與方之間的信息，吸取各自的服務(wù)長(zhǎng)處、彌補(bǔ)服務(wù)不足、結(jié)成服務(wù)聯(lián)盟，由市場(chǎng)機(jī)制淘汰落后的服務(wù)體系和有問題的服務(wù)機(jī)構(gòu)，從而為老人用戶提供更高質(zhì)量的服務(wù)。

3 結(jié)論

綜上所述，智能化居家養(yǎng)老系統(tǒng)的輔助設(shè)計(jì)需要進(jìn)行全方面的考慮，打造一個(gè)完善的服務(wù)體系，從本文的分析可知，研究智能化居家養(yǎng)老體系的輔助設(shè)計(jì)，有利于我們從問題的角度看待目前居家養(yǎng)老模式設(shè)計(jì)當(dāng)中存在的不足，因而我們要加強(qiáng)系統(tǒng)性研究，探究技術(shù)發(fā)展路徑，為老年人提供更加便捷的生理監(jiān)測(cè)，日常服務(wù)，飲食管理方便老年人與子女之間建立高科技的聯(lián)系。