交互式智能家居系統(tǒng)在養(yǎng)老中的應用研究

摘 要：目前，許多研究項目已經(jīng)實現(xiàn)了將住宅與智能設備結(jié)合以提高老年人的生活質(zhì)量，進而成功地完善了智能家居的概念。然而，將智能家居運用于養(yǎng)老的研究卻相當少見。在養(yǎng)老服務中采用交互運行智能設備，利于創(chuàng)造一個舒適的科技智能養(yǎng)老環(huán)境。交互式設計原則保證了智能養(yǎng)老的可行性和良好的用戶體驗，其理念著重于重新定義和結(jié)構(gòu)化用戶界面框架，并專注于開發(fā)輔助技術(shù)，以降低老年人的使用難度。

關(guān)鍵詞：智能家居；養(yǎng)老；交互式設計原則

中圖分類號：C913.6 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2016）01-0171-02

面對老齡化浪潮帶來的一系列亟待解決的社會問題，加快科技智能養(yǎng)老體系創(chuàng)新，構(gòu)建一個溫馨、健康的智能居住空間以提高老年人的生活質(zhì)量，已成為當今全球熱點話題。通過廣泛結(jié)合智能設備的交互式智能家居系統(tǒng)可以更好地完善社會養(yǎng)老服務，和諧養(yǎng)護關(guān)系，為老年人群提供一種更輕松、便捷的生活方式[1]。

一、智能家居發(fā)展現(xiàn)狀

（一）智能家居概念

所謂智能家居，是指以家居住宅為平臺，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的各種系統(tǒng)設備串聯(lián)，在控制上進行最優(yōu)化組合，其主要構(gòu)成包括：網(wǎng)絡通信系統(tǒng)、信息家電控制系統(tǒng)、設備自動化系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、安全預警系統(tǒng)以及可編程定時控制等全方位的信息交互功能，旨在為居住者提供一個安全、健康、舒適、便捷的居住環(huán)境[2]。

（二）智能家居核心技術(shù)點

智能家居是通過圍繞家庭網(wǎng)關(guān)核心，基于物聯(lián)網(wǎng)布線技術(shù)，將各類智能家電和智能穿戴設備串聯(lián)所實現(xiàn)。在第三代智能家居誕生之前，智能家居一直通過傳統(tǒng)的有線聯(lián)網(wǎng)方式進行集中或者布線控制，其數(shù)據(jù)線的安裝和拆卸都極為煩瑣。然而，ZigBee、WiFi等低功耗無線傳輸技術(shù)日趨成熟，智能家居設備擺脫了布線的束縛，帶來極大便利。通過無線技術(shù)的串聯(lián)，各類智能終端設備的功能被集成起來。智能終端設備通常是微處理電子技術(shù)與傳統(tǒng)家具設備的合成體，家庭網(wǎng)關(guān)通過無線技術(shù)遠程控制、維護智能終端設備，以此構(gòu)建一個自動的或半自動的健康智能家居環(huán)境空間。

二、智能家居養(yǎng)老系統(tǒng)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，中國老齡化加劇，給養(yǎng)老事業(yè)帶來嚴峻的挑戰(zhàn)。大力發(fā)展智能家居技術(shù)將會有效緩解養(yǎng)老事業(yè)對于人力資本的損耗。

設計以老年人為服務主體的智能家居養(yǎng)老系統(tǒng)，通常要由健康檢測子系統(tǒng)、智能護理子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)、能耗監(jiān)控子系統(tǒng)構(gòu)成，再由網(wǎng)絡控制子系統(tǒng)串聯(lián)[3]。

（一）健康檢測子系統(tǒng)

利用最新的傳感器技術(shù)和無線通信，成功實現(xiàn)在家庭環(huán)境中進行衛(wèi)生遠程信息處理和遠程醫(yī)療檢測監(jiān)控。目前，可穿戴式生物醫(yī)療設備已成為健康檢測子系統(tǒng)智能技術(shù)中最重要的實現(xiàn)路徑。可穿戴生物醫(yī)療設備支持獨立的健康管理工具模型，通過本身所攜帶的各種傳感器，可以實時檢測人體的生命體征，從而協(xié)助醫(yī)院診斷出一些潛在的重大疾病并提出治療方案，也能更好地幫助社區(qū)檢測和管理老年人。

（二）環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)

基于計算機網(wǎng)絡技術(shù)與電子傳感技術(shù)的開發(fā)應用，通過信息傳感系統(tǒng)評估老年人住宅環(huán)境。智能家居系統(tǒng)領(lǐng)域中，環(huán)境類型機器人系統(tǒng)能夠采集溫濕度、光照、空氣等室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的變化數(shù)據(jù)，通過自動調(diào)節(jié)家居設備來改善生活環(huán)境。

（三）智能護理子系統(tǒng)

通過護理機以及WiFi的無線系統(tǒng)的串聯(lián)來構(gòu)成智能護理。例如，面對火災、煤氣泄漏、非法入侵等突發(fā)事件，能將家屬、護工、醫(yī)務人員、老年人穿越空間零距離聯(lián)系起來，并在突發(fā)情況發(fā)生的第一瞬間將信息傳送給老年人的監(jiān)護人員，從而有效降低了人力資本的負擔，提高養(yǎng)老服務質(zhì)量。

（四）能耗監(jiān)控子系統(tǒng)

對智能家居系統(tǒng)使用中所損耗的電、水、煤氣等能源和生活資源進行監(jiān)測，并定期將數(shù)據(jù)匯總傳給老人們的看護人，有效隔離安全隱患且方便交費和監(jiān)護。

（五）網(wǎng)絡控制子系統(tǒng)

由數(shù)個子系統(tǒng)所構(gòu)成，且必須通過網(wǎng)絡控制子系統(tǒng)串聯(lián)才能成為一個整體。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將各子系統(tǒng)的傳感器傳輸過來的數(shù)據(jù)進行匯總并傳遞至家庭網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)分析，從而提交處理方案去管理各子系統(tǒng)中的功能模塊，使各設備之間能夠相互協(xié)調(diào)地工作，為老年人構(gòu)造一個和諧健康的生活環(huán)境。

三、智能家居在養(yǎng)老中的困境和設計解決方案

（一）智能家居在養(yǎng)老中的困境

由多個子系統(tǒng)所組成的智能家居系統(tǒng)具有高智能化的同時也大幅度加劇了其使用的復雜性，往往需要專業(yè)人員幫助參與較多。尤其對于老年人來說，普遍不熟悉數(shù)字技術(shù)，且衰老的生理機能使得個體認知和學習能力不斷降低，較難正確地處理數(shù)字系統(tǒng)。如果老年人與健康智能家居之間互動出現(xiàn)鴻溝，那么智能家居系統(tǒng)則不能給老年人帶來舒適的生活環(huán)境。總之，智能家居系統(tǒng)在養(yǎng)老領(lǐng)域的發(fā)展前景極為廣寬，其潛力還有待進一步深入挖掘，科研人員應將更多的研究重點放在老年人與健康智能家居間的互動和使用[4]。

（二）交互式智能家居系統(tǒng)設計及其未來展望

所謂交互式健康智能家居系統(tǒng)設計，即采用直觀和自然的人機交互方式，通過觸覺操縱、身體的表現(xiàn)力與數(shù)字信息的耦合，加強老年人用戶對智能設備的優(yōu)質(zhì)體驗。其核心在于輔助技術(shù)的開發(fā)，任何能有效幫助老年人參與日常活動的產(chǎn)品設備都是輔助技術(shù)的產(chǎn)物。

通過對相關(guān)案例進行研究分析，可以大致構(gòu)建如下一個交互式健康智能家居的系統(tǒng)設計框架。

1.衛(wèi)生間電梯系統(tǒng)。通過簡單的一鍵式觸控界面降低使用難度，并利用電池供電驅(qū)動的升降系統(tǒng)來輔助老年人平順、輕柔地進行蹲坐運動。

2.洗浴輔助系統(tǒng)。采用橡膠材料制作的防滑手柄和移動部件，讓老年人進出浴缸更舒適便捷。

3.呼叫回應系統(tǒng)。通過附加包括GPS定位裝置的手機或者其他生活物品，快速地確認老年人的移動位置，在老人需要幫助的時候提供對應的應急服務。

4.Grandcare遠程監(jiān)護系統(tǒng)。GrandCare是一種可以遠程監(jiān)護獨居老人并提供遠程醫(yī)療服務和功能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過無線傳感器監(jiān)控整個住宅以記錄老人在家中的活動情況，當出現(xiàn)異常情況會自動向相關(guān)監(jiān)護人發(fā)出預警信息。

5.Xtensor Hand Exerciser系統(tǒng)。穿戴在老年人身上的輔助機械系統(tǒng)，可以加強老年人指關(guān)節(jié)肌肉和肌腱的握力，以及增加身體的柔韌性和延展性。

6.疼痛管理系統(tǒng)。一種佩戴在老年人腿部的便攜式神經(jīng)刺激器，其通過對人體神經(jīng)感覺系統(tǒng)中某些影響大腦感覺的化學物質(zhì)進行刺激，以緩解老年人的慢性疼痛。

7.智能手環(huán)。實時記錄老年人日常生活中鍛煉、睡眠、及飲食等有關(guān)數(shù)據(jù)，并上傳至醫(yī)療分析系統(tǒng)得出最優(yōu)的個性化健康生活方案。

交互式智能家居系統(tǒng)在養(yǎng)老領(lǐng)域的應用刻不容緩，要不斷優(yōu)化完善用戶接口界面的設計，加強輔助技術(shù)的開發(fā)，有效利用智能人機交互來構(gòu)建一個溫馨、舒適的生活環(huán)境，使居民在輕松、愉悅的環(huán)境中實現(xiàn)科技養(yǎng)老新模式[5]。

總而言之，老年人有著與其他年齡層所不同的生理和心理特點，在設計智能家居系統(tǒng)時，必須針對老年人家庭生活環(huán)境需求，有效地采取正確的指導方針來設計養(yǎng)老用途的自助智能家居服務系統(tǒng)。

參考文獻：

[1] 穆光宗.老年發(fā)展論[J].人口研究，2002，（6）：29-37.

[2] 張良.智能家居控制系統(tǒng)的設計與開發(fā)[D].重慶：重慶大學碩士學位論文，2011.

[3] 劉金華.中國養(yǎng)老模式選擇研究[M].成都：西南財經(jīng)大學出版社，2011.

[4] 劉莉，李天波.“科技養(yǎng)老”舒心隨意[N].科技日報，2012-12-30.

[5] 李秀林，王于，李淮春.辯證唯物主義和歷史唯物主義原理[M].北京：中國人民大學出版社，2004.

On Intelligent Technology Assisting Pension

XIA Min-huai

（School of Marxism，Hefei University of Technology，Hefei 230009，China）

Abstract：Recently，many studies have achieved the conception of successful improving smart home by combining the residence with intelligent device in order to improve the quality of life of the elderly.However，it’s rather unusual to apply smart home to the research of providing for the aged.To create a comfortable and smart living environment for elderly people according to the strategy of the design and application of interactive running intelligent device.Interactive design principles guarantee the intelligent providing for the aged feasibly and healthy user experience.Its idea is to redefine structured user interface frameworks and focus on developing assistive technology in order to lower the difficulty for elderly users.

Key words：smart home；provide for the aged；interactive design principle

[責任編輯 王曉燕]