論智能技術(shù)在醫(yī)用家具設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用

呂夢(mèng)穎，鐘世祿

摘要：當(dāng)前，智能技術(shù)在醫(yī)用家具行業(yè)發(fā)展火熱，它主要用于提高醫(yī)用家具設(shè)計(jì)和看病的效率和質(zhì)量。我國(guó)在醫(yī)用家具的智能化方面開(kāi)展了大量工作，努力將智能技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)用家具上。基于此，文章介紹醫(yī)用家具智能技術(shù)的使用現(xiàn)狀和設(shè)計(jì)智能醫(yī)用家具的關(guān)鍵技術(shù)，提出在醫(yī)用家具設(shè)計(jì)生產(chǎn)中應(yīng)用智能技術(shù)需要遵循的設(shè)計(jì)原則，并以智能病床為例分析智能技術(shù)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：醫(yī)用家具;智能制造;人工智能;物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-9436（2021）24-00-03

在全球制造業(yè)結(jié)構(gòu)重大調(diào)整的時(shí)代大潮和洪流下，以工業(yè)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化制造為主要核心技術(shù)的現(xiàn)代智能制造已經(jīng)成為我國(guó)家具制造業(yè)未來(lái)發(fā)展的戰(zhàn)略趨勢(shì)，人類(lèi)社會(huì)將朝著智能化的方向發(fā)展，醫(yī)用家具是智能制造發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。醫(yī)用家具作為醫(yī)院必備設(shè)備，更需要突破和創(chuàng)新。醫(yī)用家具泛指醫(yī)院人員專(zhuān)用的醫(yī)用家具，按照醫(yī)院功能設(shè)置來(lái)看，醫(yī)院一般可以劃分為多個(gè)區(qū)域：門(mén)診服務(wù)區(qū)、行政區(qū)、后勤區(qū)和住院服務(wù)區(qū)。從近幾年的國(guó)內(nèi)家具展可以看出，醫(yī)用家具是智能制造的重點(diǎn)發(fā)展行業(yè)之一，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)用家具上的應(yīng)用也有所拓展，國(guó)內(nèi)醫(yī)用家具更加人性化，更加全面高效。

1 醫(yī)用家具現(xiàn)狀

醫(yī)用家具行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)仍然處于研究起步期和準(zhǔn)備工作階段，存在巨大的市場(chǎng)。隨著國(guó)內(nèi)家具市場(chǎng)對(duì)工業(yè)現(xiàn)代化和醫(yī)用智能家具制造技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)注度快速攀升，醫(yī)用智能家具將有更多機(jī)會(huì)應(yīng)用智能制造技術(shù)，以及吸引更多研究者和創(chuàng)新者的加入。

為了方便人們看病，智能醫(yī)用家具的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，醫(yī)院的各個(gè)方面都有不同程度的智能化。然而，在醫(yī)院大需求的環(huán)境中，智能化的成功與否關(guān)鍵在于能否把握智能醫(yī)用家具的設(shè)計(jì)方向[1]。很多家具生產(chǎn)廠家都是復(fù)制國(guó)外的設(shè)計(jì)案例，不經(jīng)實(shí)地考察的設(shè)計(jì)方案并不適用于我國(guó)醫(yī)院的情況，更不符合我國(guó)醫(yī)護(hù)人員和患者的工作生活習(xí)慣。

調(diào)查國(guó)內(nèi)醫(yī)院環(huán)境發(fā)現(xiàn)，在各個(gè)診室中，沒(méi)有大數(shù)據(jù)預(yù)估的智能治療系統(tǒng)，無(wú)法讓患者在短時(shí)間內(nèi)接收到檢查結(jié)果和治療方案。在醫(yī)護(hù)人員問(wèn)診看診過(guò)程中，無(wú)法為患者提供一個(gè)舒適且私密的空間[2]。大多數(shù)診室沒(méi)有為患者提供隔斷簾、洗手池等。由此可見(jiàn)，醫(yī)用智能家具還有很大的研究與進(jìn)步空間。

2 智能醫(yī)用家具關(guān)鍵技術(shù)

隨著醫(yī)用技術(shù)的不斷發(fā)展，患者對(duì)醫(yī)生的要求越來(lái)越高，醫(yī)用家具智能化將大力推動(dòng)我國(guó)醫(yī)用衛(wèi)生的護(hù)理工作[3]。與傳統(tǒng)醫(yī)用家具發(fā)展相比，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、虛擬仿真等智能化技術(shù)具有許多新的優(yōu)勢(shì)。

2.1 人工智能技術(shù)

醫(yī)療是我國(guó)人工智能應(yīng)用的四個(gè)重要領(lǐng)域之一，人工智能對(duì)于醫(yī)療行業(yè)的改變涉及診療、醫(yī)治、調(diào)理、康復(fù)服務(wù)等方面[4]。

人工智能在語(yǔ)音、圖像識(shí)別以及特殊的多信息檢測(cè)系統(tǒng)等方面發(fā)揮了重要作用，顯著提高了醫(yī)院工作、病人看病的效率，如手術(shù)機(jī)器人、導(dǎo)診機(jī)器人、糖尿病監(jiān)測(cè)臺(tái)、健康護(hù)理床等[5]。在醫(yī)用家具智能設(shè)計(jì)和運(yùn)行方面，如自助掛號(hào)機(jī)、CT取片機(jī)、候診排隊(duì)系統(tǒng)等，很大程度上提高了看病效率。另外，老年人認(rèn)知、接受和學(xué)習(xí)新生事物的能力比較差，常常會(huì)產(chǎn)生一種自卑感。因此，可智能調(diào)節(jié)的護(hù)理床會(huì)提高老年人的舒適度和幸福感[6]。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是連接虛擬環(huán)境和現(xiàn)實(shí)世界的橋梁，它顯著地縮小了物與人之間的空間距離，很大程度上優(yōu)化了人們的日常環(huán)境[7]。融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的醫(yī)用家具較傳統(tǒng)醫(yī)用家具的具體優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.2.1 數(shù)據(jù)處理

在醫(yī)用家具、醫(yī)用器械中加入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可大大優(yōu)化醫(yī)用數(shù)據(jù)的處理和傳輸能力，提高其轉(zhuǎn)化效率。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)本身的保密性也為數(shù)據(jù)的處理儲(chǔ)存提供了安全的環(huán)境，物聯(lián)網(wǎng)可連接多設(shè)備，為不同設(shè)備提供數(shù)據(jù)交換服務(wù)，為醫(yī)用家具提供了有效的數(shù)據(jù)支持[8-9]。

2.2.2 遠(yuǎn)程服務(wù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將廣泛應(yīng)用于外科手術(shù)醫(yī)用設(shè)備、加護(hù)醫(yī)用病房、醫(yī)院術(shù)后療養(yǎng)和病人家庭健康護(hù)理中。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可大大提升全院醫(yī)用監(jiān)護(hù)診療等的健康服務(wù)管理效率和醫(yī)用服務(wù)管理質(zhì)量，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)條碼技術(shù)、移動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算處理技術(shù)、數(shù)據(jù)資源融合處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線醫(yī)用和自助遠(yuǎn)程醫(yī)用，及時(shí)、高效地采集信息，高度共享資源，有效解決醫(yī)用資源大量短缺、資源使用分配不均等社會(huì)問(wèn)題，降低社會(huì)公眾的日常醫(yī)用監(jiān)護(hù)成本。

2.2.3 信息監(jiān)測(cè)

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以對(duì)藥品的生產(chǎn)過(guò)程、患者日常用藥的狀況進(jìn)行全方位的信息監(jiān)測(cè)[10]。依靠物聯(lián)網(wǎng)可實(shí)時(shí)掌握付費(fèi)信息、獲取網(wǎng)上診斷報(bào)告以及病理分析等，同時(shí)患者家屬可以遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，實(shí)時(shí)免費(fèi)了解患者的健康狀況。

2.3 單片機(jī)技術(shù)

所謂的單片機(jī)就是指一塊硅片上集成了存儲(chǔ)器、定時(shí)器和CPU等多種電路的芯片，一塊芯片就相當(dāng)于一臺(tái)計(jì)算機(jī)[11]。其體積非常小，調(diào)節(jié)能力很強(qiáng)，所以常常在智能醫(yī)用家具中使用。單片機(jī)技術(shù)具體應(yīng)用在以下兩方面。

一方面，在智能醫(yī)用家具當(dāng)中，單片機(jī)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)用家具的無(wú)線遠(yuǎn)程控制，能快速處理信息，使醫(yī)用家具收到命令，促使人們控制醫(yī)用家具，進(jìn)而滿(mǎn)足人們的需求，完成遠(yuǎn)程操作。例如，智能病床可通過(guò)遠(yuǎn)程遙控調(diào)整姿態(tài)、檢測(cè)體征等，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化安全保障。

另一方面，智能醫(yī)用家具經(jīng)常會(huì)應(yīng)用語(yǔ)言控制功能。在整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)中構(gòu)建了識(shí)別模塊，可以按照漢語(yǔ)的模式來(lái)檢測(cè)語(yǔ)音，通過(guò)識(shí)別每一個(gè)功能區(qū)域的對(duì)應(yīng)信號(hào)，家具會(huì)獲得指令，從而實(shí)現(xiàn)使用者對(duì)家具的控制[12]。例如，醫(yī)院導(dǎo)診機(jī)中融入語(yǔ)音識(shí)別控制技術(shù)，使用者可通過(guò)語(yǔ)音查找相應(yīng)功能，克服使用障礙。

3 智能技術(shù)在醫(yī)用家具中的應(yīng)用

3.1 智能技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)用家具中的設(shè)計(jì)原則

3.1.1 應(yīng)用必要性

首先，應(yīng)用智能技術(shù)只是一種完善家具產(chǎn)品的手段，不是最終要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。因此，在具體的應(yīng)用上，要研究是否有必要加入智能技術(shù)，并且是否具有可行性。在醫(yī)用智能家具設(shè)計(jì)中要明確生產(chǎn)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，學(xué)習(xí)先進(jìn)的智能新興技術(shù)[13]。

其次，應(yīng)用智能技術(shù)，要提前做好需求分析和技術(shù)調(diào)查，是否必要、能否實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題都要考慮清楚。不能為了追求智能化而智能化，進(jìn)而盲目應(yīng)用一些智能技術(shù)。在智能技術(shù)不夠成熟、醫(yī)用數(shù)據(jù)也不夠準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上盲目使用智能技術(shù)，很可能形成全新的智能孤島，甚至可能設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出只能參觀不能使用的花架子家具。

3.1.2 以患者為中心原則

人是智能技術(shù)的最終服務(wù)對(duì)象。智能技術(shù)融入醫(yī)用家具的目的也是服務(wù)于醫(yī)護(hù)人員和患者，提高看病、治病的效率。隨著我國(guó)家具智能化的推廣，人在使用家具過(guò)程中的角色逐漸從操作者轉(zhuǎn)向監(jiān)管者。因此，一方面在當(dāng)前醫(yī)院醫(yī)護(hù)人員有限、人力資源成本高的實(shí)際情況下，有必要通過(guò)優(yōu)化配置全院醫(yī)護(hù)人員資源，增強(qiáng)醫(yī)院醫(yī)用家具與醫(yī)用器械之間的匹配性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效率的協(xié)作;另一方面，醫(yī)用家具設(shè)計(jì)要注重患者的思維、情感和行為，關(guān)注患者需求，并將其作為設(shè)計(jì)過(guò)程的另一中心。

3.1.3 符合醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)

醫(yī)用家具永遠(yuǎn)要將功能性放在第一位。智能醫(yī)用家具發(fā)展的歷程短暫，經(jīng)驗(yàn)不足，在材料和工藝上比傳統(tǒng)醫(yī)用家具更復(fù)雜，因此在安全性能和耐酸堿、耐磨性等理化性能方面的要求更加嚴(yán)格。

在醫(yī)用家具智能化設(shè)計(jì)中，首先要謹(jǐn)慎考慮家具結(jié)構(gòu)的合理性，要保證家具的穩(wěn)定性和安全性;其次，在材料的選擇上，盡量選用結(jié)實(shí)不易變形的材質(zhì)，醫(yī)用家具是和人的健康緊密相連的，要嚴(yán)格把控材料的選用。在融入智能技術(shù)的同時(shí)，要考慮增添的材料是否合理，能否應(yīng)用于醫(yī)用行業(yè)，確保醫(yī)用家具本身的安全環(huán)保。

3.2 智能技術(shù)在醫(yī)用家具中的應(yīng)用實(shí)例

3.2.1 智能病床

現(xiàn)在智能病床常使用的有人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)控制、單片機(jī)等技術(shù)[14]。

與普通的病床相比，智能病床不僅具有傳統(tǒng)病床的功能——提供舒適安全、放松且宜人的診療空間，還通過(guò)融合智能技術(shù)，輔助人機(jī)工程學(xué)、交互設(shè)計(jì)、人工智能等產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論來(lái)延伸病床功能。比如增加了智能姿態(tài)調(diào)整、智能集成馬桶、監(jiān)測(cè)顯示屏等功能。

第一，智能姿態(tài)調(diào)整。融合人工智能技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)，從原來(lái)的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)智能的病床。通過(guò)病床床尾的顯示屏，無(wú)線遠(yuǎn)程調(diào)整病床姿態(tài)，起背、平背、抬腳、平腳、坐姿等姿態(tài)都可直接通過(guò)遙控實(shí)現(xiàn)，替代了醫(yī)護(hù)人員來(lái)回?cái)v扶的煩瑣步驟，提高了護(hù)理效率。

第二，智能集成馬桶。其利用顯示屏遙控，在患者需要上廁所時(shí)，病床對(duì)應(yīng)位置會(huì)自動(dòng)下陷，露出馬桶，并在患者使用完后，關(guān)閉馬桶功能，排泄物便被自動(dòng)打包，從床沿下側(cè)取出，馬桶將灑水清洗，以便下次使用。

第三，監(jiān)測(cè)顯示屏。在護(hù)理病床的床尾安裝有顯示屏，其利用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源融合處理技術(shù)，可與醫(yī)護(hù)人員綁定，便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者體征。并且可以與醫(yī)院終端連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)患者日常用藥、病理檢測(cè)報(bào)告等情況的全方位信息檢測(cè)，并提供有助于治療的服務(wù)，減少醫(yī)生的工作量，優(yōu)化院內(nèi)工作、設(shè)備結(jié)構(gòu)。

3.2.2 移動(dòng)護(hù)士站

移動(dòng)護(hù)士站的研發(fā)與應(yīng)用主要結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在醫(yī)護(hù)人員開(kāi)展每日護(hù)理工作的同時(shí)，不需要使用傳統(tǒng)手段查閱病人紙質(zhì)報(bào)告，能在護(hù)士站的顯示屏內(nèi)同步查閱該病人的化驗(yàn)結(jié)果和診療信息等。與此同時(shí)，移動(dòng)護(hù)士站的顯著特點(diǎn)在于能通過(guò)一體機(jī)的電腦信息系統(tǒng)、顯示屏及時(shí)獲取和更新患者檢查結(jié)果，并便于醫(yī)護(hù)及時(shí)處理醫(yī)囑，高效完成患者的日常護(hù)理工作。

與傳統(tǒng)護(hù)士站相比，移動(dòng)護(hù)士站更加便捷、高效。院方可以直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送患者的資料信息到相應(yīng)科室醫(yī)護(hù)人員的終端上，省去了紙質(zhì)報(bào)告的互相傳遞[15]，這種新型手段不僅可以輔助醫(yī)護(hù)人員及時(shí)診斷和治療，還可以有效控制患者混淆藥方的醫(yī)用錯(cuò)誤。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著家具智能技術(shù)的發(fā)展，智能醫(yī)用家具市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大，智能醫(yī)用家具具有巨大研發(fā)潛力。智能醫(yī)用家具通過(guò)使用智能技術(shù)采集分析醫(yī)用數(shù)據(jù)和提供技術(shù)支持，在很大程度上可以提高醫(yī)護(hù)人員的服務(wù)水平和醫(yī)院設(shè)備的工作效率，對(duì)改善醫(yī)護(hù)人員的日常工作、生活環(huán)境，減輕醫(yī)護(hù)人員的工作、心理壓力也起到了非常重要的作用。

同時(shí)，在醫(yī)用家具設(shè)計(jì)中使用智能技術(shù)也能為病人就醫(yī)過(guò)程的操作提供智能服務(wù)，有助于降低醫(yī)護(hù)人員繁忙程度并提高就醫(yī)效率。盡管在實(shí)現(xiàn)家具醫(yī)療智能化的道路上，還存在技術(shù)、工業(yè)基礎(chǔ)等諸多方面的難題，但是醫(yī)用智能化終將是醫(yī)療家具的發(fā)展方向。

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作者簡(jiǎn)介：呂夢(mèng)穎（1996—），女，江蘇鹽城人，碩士在讀，研究方向：家具設(shè)計(jì)與理論。

鐘世祿（1971—），男，江西贛南人，博士，副教授，系本文通訊作者，研究方向：家具設(shè)計(jì)與理論。