智能家居環(huán)境下的智慧養(yǎng)老服務(wù)平臺探索

王奧迪 浙江理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院

智能家居環(huán)境下的智慧養(yǎng)老服務(wù)平臺探索

王奧迪 浙江理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院

分析智能家居和智慧養(yǎng)老研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，針對當(dāng)前智慧養(yǎng)老平臺對數(shù)據(jù)獲取和分析不全面，對老人主動性依賴強(qiáng)等問題，提出基于智能家居的智慧養(yǎng)老服務(wù)平臺模型。從智能服務(wù)、家庭環(huán)境、數(shù)據(jù)活化三維度分析智能家居對養(yǎng)老服務(wù)的影響，認(rèn)為智能服務(wù)是智慧養(yǎng)老的核心，智能家居是基礎(chǔ)，挖掘數(shù)據(jù)價值提升養(yǎng)老體驗(yàn)，為智慧養(yǎng)老服務(wù)和智慧養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有益參考。

智能家居 智慧養(yǎng)老 家庭智能代理 日常行為數(shù)據(jù)

引言

隨著智慧城市和智能家居的建設(shè)與發(fā)展，利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)為老年人提供實(shí)時、便捷、高效的智慧養(yǎng)老服務(wù)成為現(xiàn)實(shí)。當(dāng)前的智慧養(yǎng)老服務(wù)集中在提供信息服務(wù)和醫(yī)療看護(hù)資源方面，如為老人提供掛號、心理咨詢、遠(yuǎn)程醫(yī)療、體征監(jiān)控等服務(wù)。而日常生活能力是對人基本生活能力的評價的重要指標(biāo)，是以日常行為為依據(jù)對人的生理和心理狀態(tài)進(jìn)行評價[1]。研究把智能家居技術(shù)融入到智慧養(yǎng)老中，使智能家居能夠主動為養(yǎng)老決策提供依據(jù)，是智慧養(yǎng)老研究面臨的重要問題和發(fā)展方向。

一、智能家居研究及養(yǎng)老發(fā)展現(xiàn)狀

目前對智能家居的研究集中在兩個方面：研發(fā)低成本、低功耗、高魯棒性智能家居設(shè)備、可穿戴設(shè)備等；研發(fā)以機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)為代表的人工智能技術(shù)，構(gòu)建智能化的家庭代理系統(tǒng)。構(gòu)建智能家庭代理最主要的是實(shí)現(xiàn)日常行為識別[2]。國內(nèi)外學(xué)者通過收集人的日常行為數(shù)據(jù)，使用機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)中識別出居住著的日常行為習(xí)慣，監(jiān)測異常行為，以此為依據(jù)提供個性化的服務(wù)，提供更準(zhǔn)確的健康狀況分析，更節(jié)能環(huán)保的生活方式。

在歐美等發(fā)達(dá)國家三分之一的非正式護(hù)理是通過老年人的家庭成員以遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)護(hù)理和康復(fù)護(hù)理進(jìn)行的，這些老人對社交需求、安全性和實(shí)時監(jiān)測能力的需求更加迫切。在家庭環(huán)境中部署非侵入式傳感器，在智能家居環(huán)境下能夠?qū)崟r、精確的監(jiān)測獨(dú)居老人基本的日常行為，護(hù)理中心能夠快速得到老人的日常生活數(shù)據(jù)，更深入的分析老人的身體和生理狀況。與發(fā)達(dá)國家相比，我國家庭智能化不足，以智能家居有依托的智慧養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)處于起步階段，存在巨大的服務(wù)空間和商業(yè)發(fā)展前景。

二、智慧養(yǎng)老平臺

智慧養(yǎng)老平臺具體而言是有效整合通訊、生命體征監(jiān)測等相關(guān)技術(shù)，根據(jù)居家養(yǎng)老個性化及共性化需求，利用遠(yuǎn)程傳感設(shè)備來采集人體重要生理數(shù)據(jù)，通過無線射頻等技術(shù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程健康服務(wù)中心，而后由醫(yī)療保健團(tuán)隊對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測分析，形成個人健康數(shù)據(jù)檔案和分析報告，提供專業(yè)的保健養(yǎng)生、醫(yī)療咨詢與建議，從而實(shí)現(xiàn)維護(hù)健康的目的。同時協(xié)同各個部門，整合社會服務(wù)資源，共同營造老年人居家養(yǎng)老服務(wù)的社會環(huán)境，推動專業(yè)化的老年生活照料、醫(yī)療衛(wèi)生、康復(fù)護(hù)理、心理慰籍等服務(wù)項目的開展，構(gòu)建完整的、現(xiàn)代居家養(yǎng)老綜合服務(wù)體系[3]。

圖1 基于智能家居的智慧養(yǎng)老服務(wù)平臺模型

基于系統(tǒng)集成視角，強(qiáng)化智能代理系統(tǒng)在整個體系中的作用，構(gòu)建以智能家居為依托的智慧養(yǎng)老平臺模型。如圖1所示，圖中各個某塊結(jié)構(gòu)通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等連接起來。可穿戴設(shè)備、傳感器、家用醫(yī)療設(shè)備等構(gòu)成體系的終端，端與端之間通過無線網(wǎng)連接，并結(jié)合智能代理系統(tǒng)，構(gòu)造智能家居環(huán)境。非視覺傳感器具有低功耗、高魯棒性、廉價、非侵入性等方面的優(yōu)點(diǎn)，成為智能家居構(gòu)建的關(guān)鍵部件。智能代理系統(tǒng)能夠?qū)崟r獲取終端產(chǎn)生的日常行為數(shù)據(jù)、生理體征數(shù)據(jù)等，發(fā)送給服務(wù)層的相關(guān)模塊，如向智能處理決策系統(tǒng)發(fā)送處理請求，并能夠利用機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等技術(shù)處理行為數(shù)據(jù)，識別老人的日常行為習(xí)慣。

三、模型三維度剖析

（一）智能服務(wù)是智慧養(yǎng)老的核心

智慧養(yǎng)老的目的是為老年人構(gòu)建舒適、健康、安全的生活環(huán)境，提供快捷、準(zhǔn)確的個性化和共性的智能服務(wù)。智能服務(wù)包括功能服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)。養(yǎng)老環(huán)境中的終端設(shè)施、政府、企業(yè)、老人形成各種關(guān)系，通過服務(wù)連接，每種具體關(guān)系表現(xiàn)成一系列具體的服務(wù)，而各種具體的服務(wù)又可能相互結(jié)合形成更高層次的服務(wù)和更為復(fù)雜的關(guān)系，最終形成一個交叉立體的智能服務(wù)體系。

智能家居環(huán)境下，家庭智能代理把老人的體征數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)等反饋到服務(wù)提供方。作為服務(wù)的提供方，政府和企業(yè)等機(jī)構(gòu)分析數(shù)據(jù)，結(jié)合老人的主觀需求為老人提供醫(yī)療、娛樂、看護(hù)、信息等個性化的功能性服務(wù)，根據(jù)老人的健康狀況和生活狀況提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)，如身體狀況分析、個人健康數(shù)據(jù)庫等。作為服務(wù)的接受方，在智能家居環(huán)境下老人接受服務(wù)的質(zhì)量等信息及時反饋到服務(wù)提供方。

（二）智能家居是智慧養(yǎng)老的基礎(chǔ)

智能家居環(huán)境作為智慧養(yǎng)老的底層，是老人接觸最多的環(huán)境。智能代理系統(tǒng)是智能家居環(huán)境的核心，起到家庭和外界信息互通的作用。代理系統(tǒng)融合多源數(shù)據(jù)[4]，從非視覺傳感器、可穿戴設(shè)備等數(shù)據(jù)中獲取老年人的日常生活習(xí)慣以及日常行為的變化情況。根據(jù)老人的生活習(xí)慣，智能代理對家庭電器設(shè)備進(jìn)行控制。老人日常行為發(fā)現(xiàn)和識別是智能代理的核心功能。國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)對基于非視覺傳感器的行為識別進(jìn)行深入研究，研究成果應(yīng)用于實(shí)際生活[5]，為老人的健康護(hù)理、提升生活能力、安全等方面帶來重大影響。智能家居的功能模型如圖2所示。

圖2 智能家居功能模型

（三）數(shù)據(jù)活化是智能養(yǎng)老的保障

智慧養(yǎng)老是智慧城市的重要組成部分，而數(shù)據(jù)則是智慧城市的核心。向社會開放部分脫敏數(shù)據(jù)，促進(jìn)數(shù)據(jù)活化，充分挖掘數(shù)據(jù)價值，對提升老年生的生活質(zhì)量、家庭健康護(hù)理等方面具有重要作用。智能家居捕獲老年人口的大量行為數(shù)據(jù)、生理數(shù)據(jù)、出行數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等，結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域知識，能夠開發(fā)具有巨大價值的應(yīng)用。

四、總結(jié)與展望

隨著人口老齡化情況加劇，獨(dú)居老人和失能老人人口增加，人力成本和健康護(hù)理成本持續(xù)上升，居家養(yǎng)老成為社會養(yǎng)老的主要形式。如何在家庭環(huán)境下提升針對老人的健康護(hù)理能力和舒適感，具有很大的研究價值和應(yīng)用價值。智能家居對提升老年人生活能力、提升家庭健康護(hù)理質(zhì)量、提高生活質(zhì)量和安全性等方面具有重要作用。智能家居的構(gòu)建依賴智能設(shè)備和機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，如何融合智能家居，實(shí)現(xiàn)老人、親人、政府、企業(yè)多方溝通協(xié)作，為老人提供舒適、安全、健康的生活環(huán)境，是亟待研究和解決的重要問題，也是智慧養(yǎng)老的發(fā)展趨勢。

[1]孫玉枝,寇玉坤,楊利軍. 812例社區(qū)老年人日常生活能力、家庭功能及其相關(guān)因素調(diào)查[J]. 中國全科醫(yī)學(xué),2004,13:974-976.

[2]Fang H, Lei H, Hao S, et al. Human activity recognition based on feature selection in smart home using back-propagation algorithm[J]. Isa Transactions, 2014, 53(5):1629-1638.

[3]張達(dá)勇.物聯(lián)網(wǎng)時代的智慧養(yǎng)老平臺[J].中國公共安全:學(xué)術(shù)版,2015(17):39-41.

[4]陳科文,張祖平,龍軍.多源信息融合關(guān)鍵問題、研究進(jìn)展與新動向[J].計算機(jī)科學(xué),2013,08:6-13.

[5]Cook D J, Crandall A S, Thomas B L, et al. CASAS: A Smart Home in a Box[J]. Computer, 2013, 46(7):62-69.

王奧迪（1993-），男，河南商丘人，浙江理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，物流工程專業(yè)，碩士研究生，研究方向：物流企業(yè)運(yùn)作管理。