機(jī)構(gòu)和居家養(yǎng)老一體化智慧養(yǎng)老平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：我國老齡化問題加重，很多家庭都面臨養(yǎng)老問題，而部分經(jīng)濟(jì)狀況良好的家庭會選擇將老年人送到養(yǎng)老機(jī)構(gòu)，但大部分經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較差的家庭卻無暇顧及家中老年人，為此智慧養(yǎng)老平臺應(yīng)運(yùn)而生。機(jī)構(gòu)和居家養(yǎng)老一體化平臺通過獲取養(yǎng)老數(shù)據(jù)，收集整理歸納平臺建設(shè)需求，構(gòu)建養(yǎng)老平臺框架。本文基于機(jī)構(gòu)居家一體化養(yǎng)老智慧平臺需求、特點(diǎn)以及模塊，設(shè)計(jì)了一款數(shù)據(jù)集成照護(hù)、看護(hù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)督的養(yǎng)老平臺，并完成了對機(jī)構(gòu)和居家智慧化養(yǎng)老平臺的測評，供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)構(gòu)居家養(yǎng)老；一體化平臺；研究設(shè)計(jì)

一、引言

根據(jù)我國對老齡化人口調(diào)查，截至2022年，我國60歲以上人口已經(jīng)占據(jù)我國總?cè)丝诘?9.3%，數(shù)量達(dá)2.8億人，預(yù)計(jì)2035年，我國60歲以上人口數(shù)量將超出4億人次。基于我國目前老齡化人口增長趨勢，老齡化人口增長幅度已經(jīng)超出我國人口增長預(yù)期。隨著人口老齡化加重，家庭養(yǎng)老、醫(yī)療壓力逐漸加重，為了解決人口老齡化問題，我國急需智能化平臺為家庭養(yǎng)老提供幫助，以尋求養(yǎng)老突破口，形成新型的養(yǎng)老模式，緩解家庭養(yǎng)老壓力。

二、機(jī)構(gòu)和居家養(yǎng)老一體化智慧養(yǎng)老平臺框架

相較于傳統(tǒng)養(yǎng)老，智能化平臺養(yǎng)老在居家養(yǎng)老和機(jī)構(gòu)養(yǎng)老之間尋求平衡，為家庭養(yǎng)老提供更加便捷、智能以及精準(zhǔn)模式，以適應(yīng)養(yǎng)老需求。本次設(shè)計(jì)的一款智慧養(yǎng)老平臺參考了日本的養(yǎng)老福利形式和現(xiàn)代化技術(shù)，將平臺拆分成角色、感知、數(shù)據(jù)交互以及應(yīng)用模塊。

（一）平臺需求

就老年人本身而言，設(shè)計(jì)智慧養(yǎng)老平臺時(shí)要充分考慮老年人的認(rèn)知、視聽等需求。隨著年紀(jì)的提升，老年人的認(rèn)知以及視聽能力逐漸下降，為此在規(guī)劃平臺模塊時(shí)以不同層次結(jié)構(gòu)展現(xiàn)平臺內(nèi)容，并在平臺顯示界面標(biāo)注顯著的顏色以及語音指導(dǎo)功能，以引導(dǎo)老年人操作，達(dá)成老年人與平臺之間的實(shí)時(shí)交互，簡化老年人的操作[1]。就平臺供應(yīng)商而言，可以考慮借鑒日本養(yǎng)老模式。設(shè)計(jì)智慧養(yǎng)老平臺時(shí)，要將老年人需求放在首要位置，提升平臺服務(wù)質(zhì)量，并按照老年人不同階段需求更改平臺設(shè)計(jì)方案，針對老年人健康情況、年齡層次以及服務(wù)需求精準(zhǔn)分級智慧養(yǎng)老平臺。

（二）平臺特點(diǎn)

本款智慧養(yǎng)老平臺設(shè)計(jì)前進(jìn)行多源數(shù)據(jù)收集，從不同地區(qū)中選取若干老年人作為數(shù)據(jù)獲取對象，并為實(shí)驗(yàn)對象配備監(jiān)測以及智能手環(huán)，以隨時(shí)掌握老年人行動軌跡、日?；顒樱瑸椴煌愋屠夏耆硕ㄖ苽€(gè)性化平臺服務(wù)。本次參與研究的老年人年齡均在60周歲以上，60-70歲老年人占65%，70-80歲老年人約占35%。本次設(shè)計(jì)養(yǎng)老智慧平臺中安裝了光電體積測定儀，以實(shí)時(shí)記錄老年人的行動、作息和活動。另外，在平臺中還配備了不同算法的傳感器，能夠連續(xù)不間斷地采集老年人的信息數(shù)據(jù)，并將信息數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器中，進(jìn)而繪制老年人活動記錄圖，以按照老年人活動特點(diǎn)提供服務(wù)。

（三）平臺模塊

1.角色模塊

角色模塊是智慧養(yǎng)老平臺的主要結(jié)構(gòu)，其中涵蓋了多重角色，老年人本身、子女以及供應(yīng)商。在借鑒日本相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以考慮平臺中角色模塊的核心是老年人，供應(yīng)商承擔(dān)云端操作者角色，基于老年人需求，供應(yīng)商按照老年人要求提供個(gè)性化服務(wù)。在角色模塊中，可以將運(yùn)行流程拆分成3個(gè)步驟，角色模塊初步與老年人綁定，實(shí)時(shí)跟蹤老年人的一天活動，并綜合老年人在一天中對平臺的要求和反饋，為老年人定制角色服務(wù)模式，提出適用的養(yǎng)老方案。

2.感知模塊

感知模塊主要依靠傳感器對老年人活動數(shù)據(jù)的收集，大體將感知模塊拆分成兩部分，一是利用環(huán)境監(jiān)測感知周邊安全系數(shù)，并將其反饋給老年人，以輔助老年人活動和行走；二感知模塊與老年人身體情況綁定，實(shí)時(shí)監(jiān)測老年人的心跳、血壓、血糖變化，并將老年人的健康數(shù)據(jù)傳輸至后臺。在模塊運(yùn)行過程中，可在ZigBee、藍(lán)牙等無線設(shè)備的輔助下，完成對老年人數(shù)據(jù)的收集，而且感知模塊還與家居系統(tǒng)和社區(qū)系統(tǒng)連接，實(shí)時(shí)將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至智慧家居系統(tǒng)，以便于老年人監(jiān)護(hù)者隨時(shí)查看，在老年人尋求幫助時(shí)，使其及時(shí)得到救助[2]。

3.數(shù)據(jù)交互

數(shù)據(jù)交互是平臺的中樞模塊，涵蓋了數(shù)據(jù)集成、歸納和處理。通過匯總老年人的活動信息數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)交互算法為老年人定制專屬養(yǎng)老方案。該模塊還配備了智能學(xué)習(xí)模塊，通過與養(yǎng)老數(shù)據(jù)間的匹配，隨時(shí)調(diào)整養(yǎng)老方案。一方面，在數(shù)據(jù)交互模塊混合了感知、角色等模塊，在路由器、區(qū)塊鏈技術(shù)的連接下，隨時(shí)完成數(shù)據(jù)增減和儲存。同時(shí)，數(shù)據(jù)交互平臺還以Hadoop為源異構(gòu)技術(shù)，構(gòu)建老年人行為學(xué)習(xí)模型，以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，對養(yǎng)老方案進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。另外，數(shù)據(jù)交互平臺會處理已經(jīng)學(xué)習(xí)完畢的數(shù)據(jù)，將其作為歷史數(shù)據(jù)，為制定養(yǎng)老方案的數(shù)據(jù)參考，以保證養(yǎng)老方案制定的精確性。

4.應(yīng)用模塊

應(yīng)用模塊的主要對象是老年人，在平臺為老年人定制個(gè)性化養(yǎng)老方案后，會輔助老年人日常生活，通過對老年人生活、藥物以及心理輔助，完成對老年人的提醒。應(yīng)用模塊與老年人和監(jiān)護(hù)人手機(jī)直接連接，在老年人發(fā)出指令后，可第一時(shí)間做出回應(yīng)。在應(yīng)用模塊中，可以為老年人提供需求提交、服務(wù)定制以及服務(wù)反饋功能，而且本次設(shè)計(jì)的應(yīng)用平臺中還提供了親情子女專線，使平臺應(yīng)用模塊成為連接子女和老年人的紐帶，以便于子女遠(yuǎn)程陪伴和看護(hù)老年人[3]。

三、機(jī)構(gòu)和居家養(yǎng)老一體化智慧養(yǎng)老平臺設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)平臺過程中，可以考慮借鑒日本的養(yǎng)老模式，將平臺拆分成兩種模式，即機(jī)構(gòu)和居家，該平臺設(shè)計(jì)中要綜合多地養(yǎng)老特點(diǎn)，并在其中加入云計(jì)算、AI數(shù)據(jù)等計(jì)算方法，以統(tǒng)籌機(jī)構(gòu)和居家兩種養(yǎng)老模式，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)與居家養(yǎng)老的交互。

（一）機(jī)構(gòu)養(yǎng)老

1.系統(tǒng)框架

借鑒日本機(jī)構(gòu)的養(yǎng)老模式，智慧養(yǎng)老平臺是以數(shù)據(jù)信息為底座，從費(fèi)用、居住、營銷以及照護(hù)等多維度比對了多家養(yǎng)老機(jī)構(gòu)，而且在系統(tǒng)平臺上還記錄了老年人入駐養(yǎng)老機(jī)構(gòu)所需的費(fèi)用、健康檔案等。另外，為了實(shí)現(xiàn)線上線下養(yǎng)老之間的配合，平臺憑借數(shù)據(jù)交互核心能力，為老年人提供養(yǎng)老機(jī)構(gòu)資源分布，以及老年人數(shù)量和照護(hù)人員水平等地圖數(shù)據(jù)，以便為老年人入住養(yǎng)老機(jī)構(gòu)提供數(shù)據(jù)支持[4]。在機(jī)構(gòu)養(yǎng)老模式下，平臺以第三方視角為老年人提供數(shù)據(jù)支持，以便為老年人入住養(yǎng)老機(jī)構(gòu)提供協(xié)助，滿足老年人的多重需求。

2.照護(hù)計(jì)劃

在養(yǎng)老平臺上揭示了老年人所屬機(jī)構(gòu)的照護(hù)計(jì)劃。一方面，在老年人入院前，對其所屬養(yǎng)老機(jī)構(gòu)照護(hù)水平和等級進(jìn)行評估，按照老年人照護(hù)順序評定養(yǎng)老機(jī)構(gòu)優(yōu)先級，為老年人及其家庭提供最優(yōu)選擇建議。另一方面，在老年人正式入住養(yǎng)老機(jī)構(gòu)后，按照老年人養(yǎng)老需求為其制定個(gè)性化養(yǎng)護(hù)計(jì)劃和建議，并通過反饋系統(tǒng)及時(shí)了解養(yǎng)老機(jī)構(gòu)是否達(dá)成照護(hù)老年人目標(biāo)。另外，在老年人入住養(yǎng)老機(jī)構(gòu)后，護(hù)理人員可以通過移動設(shè)備與平臺之間的連接查看老年人的日常檔案，并打卡日常照護(hù)行為，以完成照護(hù)計(jì)劃的實(shí)時(shí)記錄，保障老年人的日常生活。

3.養(yǎng)老檔案

養(yǎng)老檔案是老年人進(jìn)行養(yǎng)老的基礎(chǔ)依據(jù)，可以考慮借鑒日本的模式，將養(yǎng)老檔案分為兩部分，一是健康檔案，二是長者檔案。健康檔案用于監(jiān)測老年人日常身體情況，其中包含老年人的健康指標(biāo)以及日常飲食作息習(xí)慣等。健康檔案能夠在老年人身體感到不適時(shí)，為護(hù)工或醫(yī)生提供日常數(shù)據(jù)參考，以便輔助老年人就醫(yī)，迅速找到病因。長者檔案記錄老年人的出入院時(shí)間、日常健康概況，作為養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的管理人員需要實(shí)時(shí)查看老年人日常信息，并做好信息備案，為家屬提供老年人的身體憑證，完成配藥、安排活動等項(xiàng)目。

（二）居家養(yǎng)老

1.系統(tǒng)框架

居家養(yǎng)老服務(wù)模塊相較于機(jī)構(gòu)養(yǎng)老系統(tǒng)更加繁瑣，因?yàn)榫蛹茵B(yǎng)老缺乏日常人員監(jiān)督，尤其對于獨(dú)居、失能老年人而言，是無法及時(shí)獲得幫助的。因此，設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)，出于老年人安全、服務(wù)以及照護(hù)等功能的考量，要給予老年人全方位的保障。在平臺中構(gòu)建適合居家老年人的信息化以及環(huán)境化設(shè)施，其可以實(shí)時(shí)感知老年人居家情況、活動情況以及服務(wù)需求。而且在老年人出現(xiàn)意外后，還可以借助平臺及時(shí)聯(lián)絡(luò)老年人的監(jiān)護(hù)人抑或是社區(qū)工作者，實(shí)現(xiàn)對老年人的健康保障。

2.應(yīng)急求助

應(yīng)急求助可以覆蓋兩塊區(qū)域，一是居家安全區(qū)域，二是隱私安全區(qū)域。在應(yīng)急求助模式下，老年人通過佩戴求助裝置，監(jiān)測老年人的意外情況，待平臺報(bào)警器發(fā)出警報(bào)后，就可快速聯(lián)系監(jiān)護(hù)人員。在老年人居家期間，如果老年人是獨(dú)居狀態(tài)，平臺傳感系統(tǒng)持續(xù)與煙感、煤氣以及用水等報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行連接，并配備語音播報(bào)模式，一旦監(jiān)測到用水、用電以及煤氣等存在異常情況，智能系統(tǒng)將會判斷老年人的居家安全狀態(tài)，并為老年人提供語音播報(bào)指引，以便保障老年人的安全。隱私區(qū)域應(yīng)急防護(hù)，在平臺中裝備了紅外探測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜及隱私空間的監(jiān)管和探測，知悉各空間的異常情況，如果發(fā)生意外事故，則能夠啟用報(bào)警系統(tǒng)，聯(lián)系老年人監(jiān)護(hù)人。

3.遠(yuǎn)程監(jiān)控

遠(yuǎn)程監(jiān)控可以借鑒日本模式，將其分為夜間監(jiān)測和遠(yuǎn)程視頻兩種模式。夜間監(jiān)測設(shè)備在聯(lián)網(wǎng)程序下，與毫米級設(shè)備連接，在老年人夜間休息時(shí)可以通過傳感器監(jiān)測老年人的夜間呼吸頻率，分析老年人的身體狀況。另外，對老年人的睡眠進(jìn)行夜間監(jiān)護(hù)時(shí)，還會持續(xù)記錄老年人的睡眠狀態(tài)，若老年人長期離床，則會提示監(jiān)護(hù)人老年人睡眠存在問題，身體處于亞健康狀態(tài)。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控主要是滿足遠(yuǎn)距離子女監(jiān)護(hù)和探視需求，在遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)模式下，平臺與監(jiān)護(hù)人的移動設(shè)備相連接，若監(jiān)測到老年人出現(xiàn)摔倒、暈倒等異常情況，可以及時(shí)聯(lián)系鄰居、警察以及物業(yè)等上門查看，使老年人得到及時(shí)救治[5]。另外，外出工作子女無法幫助老年人完成家務(wù)，監(jiān)護(hù)人可以利用遠(yuǎn)程模式幫助老年人聯(lián)系上門家政服務(wù)，直接在平臺上下單、反饋以及繳費(fèi)，以安排專門人員提供上門服務(wù)，保障老年人的基本生活需求。

四、機(jī)構(gòu)和居家養(yǎng)老一體化智慧養(yǎng)老平臺測試

基于上述對機(jī)構(gòu)居家智慧化平臺設(shè)計(jì)概況，現(xiàn)對一體化智慧平臺運(yùn)行進(jìn)行檢驗(yàn)，通過平臺試運(yùn)行，完成對系統(tǒng)平臺的應(yīng)用預(yù)測和評估，如果在試運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)一體化平臺存在問題，針對平臺運(yùn)行實(shí)際提出針對性解決策略，優(yōu)化系統(tǒng)功能，以便平臺能夠迅速投入使用。

（一）應(yīng)用預(yù)測

系統(tǒng)應(yīng)用預(yù)測是一種數(shù)據(jù)集合，通過多種異構(gòu)源的結(jié)合，合成應(yīng)用預(yù)測模型。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，其中錄入的每個(gè)老年人數(shù)據(jù)都是系統(tǒng)應(yīng)用可獲取的向量。假設(shè)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，以H作為系統(tǒng)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)向量，則在分析系統(tǒng)運(yùn)行情況時(shí)，將通過以下公式模型：

其中x表示響應(yīng)向量，a表示預(yù)測向量。在系統(tǒng)數(shù)據(jù)集合上，與系統(tǒng)終端相連接的移動設(shè)備會不間斷地記錄老年人的行為軌跡以及活動數(shù)據(jù)。然后在系統(tǒng)設(shè)備整合下，構(gòu)建老年人移動數(shù)據(jù)關(guān)系挖掘模型，以預(yù)測響應(yīng)數(shù)據(jù)與預(yù)測變量之間的關(guān)系。按照分類方法，系統(tǒng)運(yùn)行過程中通過移動設(shè)備跟蹤老年人活動數(shù)據(jù)，并記錄老年人的測量值，若老年人變量之間處于離散關(guān)系，系統(tǒng)將會輸出二元變量模型，以構(gòu)建平臺運(yùn)行的監(jiān)測框架。

（二）平臺評估

在平臺監(jiān)測框架基礎(chǔ)上，對平臺運(yùn)行進(jìn)行評估?；谏鲜鱿到y(tǒng)分類方法，每個(gè)老年人數(shù)據(jù)在被收集后，系統(tǒng)會直接利用算法模式生成老年人數(shù)據(jù)應(yīng)用特征，以制定個(gè)性化老年人養(yǎng)老方案。對系統(tǒng)評估時(shí)，為了避免系統(tǒng)出現(xiàn)過度擬合狀態(tài)，會在最大限度上利用留置交叉法統(tǒng)計(jì)老年人數(shù)據(jù)，通過對老年人數(shù)據(jù)分類后，利用LOOCV工具生成驗(yàn)證數(shù)據(jù)，以顯示老年人身體情況的觀察結(jié)果。為了保證評估結(jié)果的準(zhǔn)確性，對系統(tǒng)測評時(shí)重復(fù)上述步驟，以便將集中數(shù)據(jù)的每一個(gè)觀察值都作為驗(yàn)證數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)評估指標(biāo)中選取了4組老年人分類數(shù)據(jù)，并且按照每個(gè)組別的分類特點(diǎn)，將每組數(shù)據(jù)看作系統(tǒng)空間運(yùn)行的一個(gè)點(diǎn)，在平臺運(yùn)行時(shí)會產(chǎn)生最接近ROC空間點(diǎn)的數(shù)值。利用上述分類方法對平臺進(jìn)行評估，可以明顯看出平臺在覆蓋率以及準(zhǔn)確率方面表現(xiàn)優(yōu)越，但在預(yù)測老年人身體情況方面仍需改進(jìn)。

（三）平臺優(yōu)化

就目前智慧養(yǎng)老平臺預(yù)測老年人身體情況不準(zhǔn)的問題，在對系統(tǒng)平臺進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，通過將其與各方局域網(wǎng)相連接，全方位覆蓋老年人生活、活動軌跡，以便增加平臺獲取數(shù)據(jù)體量，并及時(shí)將數(shù)據(jù)信息共享至平臺中，為子女和養(yǎng)老機(jī)構(gòu)提供信息供給，用于平時(shí)監(jiān)測老年人身體健康情況，滿足老年人不同身體類型需求，以實(shí)現(xiàn)身體數(shù)據(jù)信息整合。

五、結(jié)束語

綜上所述，本文設(shè)計(jì)的智慧養(yǎng)老平臺，集合了機(jī)構(gòu)以及居家模式，并在數(shù)據(jù)交互基礎(chǔ)上，通過對老年人的數(shù)據(jù)采集和傳遞，輔助子女、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)工作人員完成對老年人的看護(hù)，可以解決家庭和機(jī)構(gòu)養(yǎng)老問題，保證獨(dú)居老年人的安全和健康。

作者單位：張璐 江蘇商貿(mào)職業(yè)學(xué)院

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