基于“互聯網+”的智能拐杖創新研究

柯園 吳茂璠 應雅夢

摘 要：針對智能拐杖現狀及問題進行分析，以滿足老年人的需求、完善智能拐杖功能，實現功能多樣化。提出“老來樂APP”與內置芯片智能拐杖智聯、老人進行興趣愛好匹配的社交功能、智能拐杖對社會服務功能的創新發展建議。

關鍵詞：智能拐杖；智能拐杖功能；創新

中圖分類號：F27 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.35.027

1 “互聯網”背景下智能拐杖發展的背景及意義

1.1 研究背景

隨著互聯網的發展迅猛，很多產品更加具有智能化，提高了人們的生活品質，成為國家經濟增長和社會轉型重要引擎。國家已經將“互聯網+”和人工智能在實體經濟中應用的重要方面作為各行業轉型方向之一?！吨袊圃?025》、《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》、《關于印發新一代人工智能發展規劃的通知》等國務院層面的重要政策均提出大力運用互聯網技術發展創新。中國老年人口數量占總人口比例大，中國的人口老齡化問題越來越嚴重，在社會上引起了廣泛關注?；诖吮尘跋潞蜕鐣l展趨勢下，催生了智能拐杖迅速發展，推動了智能拐杖的創新發展。

1.2 研究意義

1.2.1 緩解養老壓力

中國未來養老壓力將十分巨大。2016年，65 周歲及以上老年人口 15003萬人，占總人口10.8%，預計2050年65周歲以上人口比例將達24.41%。未來需要得到照料護理的老年人數量越來越多，老年人口數量的不斷上漲加劇了社會養老壓力，增加了政府和社會的職責負擔。由于社會上養老機構體質還不完善，醫護人員缺乏；老人子女忙于工作和家庭，無暇更好地照顧年人晚年生活。導致養老問題逐漸嚴重，因此智能養老能夠緩解未來的養老壓力。智能拐杖實現信息傳遞、數據分析，監測老年人在使用過程中任何不好狀況，全面掌握老年人生活和健康狀況，在一定程度上可以緩解養老供給不足的問題。

1.2.2 智能養老促進產品出現

市場上老年產品種類多且功能較齊全，有助聽器、浴盆、輪椅等。雖然老年產品眾多，但是每種老年產品在使用過程中存在著使用存在障礙、功能欠缺等問題。智能拐杖作為大部分老年人都會使用的老年產品，它在不斷的創新和發展。利用科技創新引領老年智能產品的發展，讓老年產品注入智能元素，使產品功能更加全面。事物是不斷發展和變化的，一個新產品的誕生必是舊有產品的更新換代升級。智能養老就是通過互聯網實現信息共享和分析，掌握老人養老的需求和動態。不斷改善現有智能老年產品的缺陷，或者創造一個新的智能老年產品。因此，智能拐杖的發展和創新有利于推進老齡產品的發展進程。

2 智能拐杖發展現狀

2.1 定位功能欠缺

智能拐杖的定位應用并不太準確，歷史軌跡也非常不準確，偏差較大。智能拐杖功能比較齊全，但是生產商忽視了產品實際使用效果。當老人在使用過程中遇到突發狀況時，智能拐杖無法準確重新定位。增加了老人焦慮和恐懼感，老人久去未歸，使子女非常擔憂。當老人遺失了某重要物件時，子女按照智能拐杖的歷史路線軌跡尋找時，發現歷史軌跡路線偏離了正確路線。導致老人財產損失和增加心理負擔。

2.2 導航功能不完善

語音導航和顯示屏導航使用效果欠佳。那些身體狀況較好的老人，平常喜歡和自己的老伴溜達、散步。有時候離開家的距離比較遠，但竟然會出現返回時路線錯誤的情況，讓老人無法及時回家，存在安全隱患。智能拐杖導航可以通過語音導航和顯示屏字幕指令來實現，但是如果對既有視覺不太好或者聽覺不太好的老人說，字體太小或者字太小，以及語音音量小，無法有效實現導航功能。同時，按鈕較多導致老人有時候會按錯功能按鈕，給老人造成了不便，甚至會存在人身安全威脅。

2.3 報警功能使用步驟復雜

每種智能拐杖都有報警功能，但是實際應用效果大打折扣。通過多處實地考察和查閱相關資料后，市場上的智能拐杖的報警功能，需要通過拐杖與家人的智能手機相連，并安裝專用的APP應用程序后才可完整使用。而只有完成以下兩個步驟，才可正常啟動報警呼救：一是需要把SIM卡和TF卡插入拐杖中相應的插槽；二是需要在你的手機中安裝好專用APP程序，并與拐杖連接。并且SOS電話和白名單電話都無法正常添加，致使應用效果大大降低。從實際體驗來說，由于揚聲器聲音效果尚可，但是聲音較小，使聽力稍微有些不好的老年人使用會有些不便。有時候報警時，身邊來往者少，對老人人身安全產生威脅。

2.4 電池使用時長短

智能拐杖是可充電的大容量電池裝置提供電力，電池蓄電能力弱，充電速度慢。如果老人只是在樓下溜溜彎、聽聽收音機的話，持續使用3個小時以上還是沒有問題的。但是出一趟遠門，電池就會很快用完。而且對于老人來說，電量耗完后，使用極其不方便，影響其他功能的使用，甚至會因為電量耗盡，而對老人造成人身安全問題。此外縮短了電池使用壽命，還會造成社會資源能源浪費。

3 智能拐杖存在的問題分析

3.1 未根據老年人特征

3.1.1 生理特征

感知系統方面：60歲以上的老年人，尤其是視覺和聽覺障礙的逐漸顯現，對周圍環境的信息接收能力較弱；肌肉骨骼系統方面：由于內臟功能的衰退，肌肉的大幅度萎縮，一般70歲老人的肌肉強度僅相當于30歲時的一半，導致老年人無法承受大幅度的劇烈運動；思維系統方面：老年人普遍的動作緩慢，狀態不穩，運動障礙，反應能力差，注意力和記憶力的衰退表現得尤為明顯。短期記憶能力的衰退和思維能力的退化，使老年人對新近事物的接受能力比較低。

3.1.2 心理特征

心理安全感低：子女時常不在老人身邊，不能與子女進行親情交流；適應能力減弱：對陌生環境感到無助，不能夠很好的適應；孤獨感強烈：社會角色的轉變，鄰里鄰外的改變。這些因素都使得老年人很容易產生孤獨感，并且容易經常感到自己被忽視。

3.2 產品使用存在障礙

由于老年人普遍受教育文化程度低、認知理解能力不強、學習領悟能力不強。再加上產品按鈕較多，難以記清功能按鈕，易混淆功能按鈕。導致老年人使用智能拐杖存在一定的困難，降低使用體驗感。

3.3 功能同質化嚴重，缺乏創新力

智能拐杖功能多樣全面，基本上可以滿足老人因生理特征缺點的基本需求。但是不能滿足老人提高安全感、增強適應能力、減少孤獨感的心理特征需求。隨著社會的進步，老年人對晚年的生活更多是對心靈上追求慰藉感、精神上的享受、娛樂活動的渴望。淘寶、天貓、京東、蘇寧易購平臺的智能拐杖功能同質化嚴重，沒有充分考慮老人特殊群體的心理需求特征，缺乏對產品功能創新性的思考。

3.4 重在產品功能，輕實際應用效果

設計研發人員注重產品功能開發，智能拐杖有SOS求救、定位、導航、聽收音機、儲存小藥箱、聽MP3等功能。看起來功能齊全先進、更加智能化和人性化、應用場合多、能夠滿足老人多功能需求。但是老人在實際使用過程存在著按鈕較多、按錯按鈕、功能紊亂、定位不準確、電池蓄電差等的問題，似乎并沒有太多考慮到老人在真實使用環境下的應用體驗。

4 智能拐杖創新發展建議

信息終端設備分為手機端和PC端，從方便性、便捷性來看，選擇通過手機端實現信息傳遞和共享。通過設計出一款“老來樂APP”與前置攝像頭內置芯片的智能拐杖相連，讓老人子女隨時掌握老人情況。

4.1 內置芯片智能拐杖

此創新設計是針對與子女長期一起居住的老人。

4.1.1 設定固定出行路線

年紀大的老人記性力下降，經常外出時迷失。通過內置芯片對老人經常活動區域進行數據分析，每次出發前和返回時都設定預定目標路線。如果老人視覺存在障礙，離開家門那一刻，智能拐杖定時地不間斷地語音播報導航路線；存在聽覺障礙時，可通過顯示屏大文字指令方向進行導航。如果老人在此兩種情況下，仍然無法準確到達目的地。智能拐杖自動把老人出行困難狀況反饋給“老來樂APP”，子女可直接實現語音指導路線，實現全程導航跟蹤。提高了老人的出行安全性，心靈上更加舒適。同時可通過APP查看所有歷史軌跡，點擊軌跡點可顯示定位時間與具體位置。

4.1.2 明確安全出行范圍

為避免老年人出行太遠，來到距離家遠的陌生環境，增加了老人心理負擔。通過內置芯片智能拐杖，探測老人在最近一個星期、一個月、半年內經?；顒訁^域，把數據信息傳遞給“老來樂APP”，一旦老人偏離規定的活動區域范圍，智能拐杖會立即預警提醒老人返回，APP端也能立刻收到智能拐杖傳遞的信息，并且智能拐杖能自動播出家人電話。運用電子安全柵欄，能夠實現信息雙方傳遞，隨時掌握老人的安全狀況。如果使用智能拐杖的老人離開電子圍欄所指定的范圍區域，或進入電子圍欄所指定的范圍區域之外，則智能拐杖會自動發出告警到APP的“消息中心”，從而實現隨時隨地監護。

4.1.3 自動發出人聲求救

規定出行范圍和設定固定路線，但是老人在使用過程中，不可避免會遇到其他突發狀況而無法解決。比如：不小心遇障礙物摔倒疼痛難忍，智能拐杖會立刻發出求救信號。但因身邊過往路人少，自動發出的求救信號無法接受，當老人面臨這種情況時，會顯得非常無助感。通過人聲求救聲改進它的自動預警功能，比如“誰能幫幫我”類似的呼救聲。在智能拐杖多處安置音量孔，提前錄入人聲呼救。改進揚聲器的音效方面，提高人聲呼救音量，吸引遠處的路人前來幫助老人，減少老人身體上的疼痛和心理上的焦慮感。同時也可以把老人狀況傳遞到“老來樂APP”，它自動撥通子女電話告知老人目前緊急處境，幫助子女迅速前來協助。

4.1.4 提高電量的節能性

電量儲蓄能力弱、耗電快。大多數的智能拐杖電池待機時間短、耐用性差、縮短了拐杖的使用壽命人。由于老年人喜歡使用操作簡單的產品，智能拐杖可以利用科技通過風能、太陽能等自然能源實現無線自動充電，要加大科技投入和研發人員培訓。因為智能拐杖按鈕多，需要更多的電量。智能拐杖可做成兩節伸縮型，上下截可收縮達到一定距離，就能自動發電和充電。此外還需要科研人員的不斷探索，在電池蓄電節能上更深入地研究。

4.2 社交功能

此功能是針對興趣愛好廣泛的老年人，并且與子女長期一起居住。

目前智能拐杖可以實現利用外置揚聲器，直接播放音樂、評書等音頻文件，能夠滿足大多數老人的娛樂需求。但從心理特征需求來分析，老人的心理需求沒有被滿足。老人最大的心理特征就是孤獨感，為減少老人的孤獨感，創新社交功能。其基本原理是：老人把自己的外特形征、戶外興趣愛好、稱謂代號（不是真實的姓名，就是讓自己有一個“網名”，而且不會泄露個人信息）三大主要信息上傳到“老來了APP”。通過“老樂來APP”對數據的分析，比如說，老人的興趣愛好是打太極、散步、慢跑、跳廣場舞、下象棋、吹笛等等，把所有老人興趣愛好進行分類整理。同時“老樂來APP”手機端要設計一個專欄叫作“尋興趣愛好相同者”，根據每個老人的興趣愛好，自動匹配與自己相同的興趣愛好的老人。在子女的協助下下，老人可任意匹配和隨時單方取消匹配，更具有靈活性。匹配成功需要雙方老人同意，匹配人數最多10人。考慮到老人外出的安全性，根據老人的經?；顒臃秶鷧^域，匹配成功的老人都固定在自己最大活動區域范圍內。

4.3 社會服務功能

此功能是針對身邊沒有人照料的空巢獨居和與子女分開居住的老人。由政府牽頭引領創辦，并出臺相關法律法規和規章制度，規范社區老人服務室和志愿者服務站的建立。按區域地理特征劃分各社會，根據社區老年人需求，確定社區老年服務室和志愿者人數規模，志愿者必須經培訓上崗并且實名制。智能拐杖電話功能與社區老年服務室電話相智聯，類似于對講機原理，技術上具有可行性。當老人有任何需求時，可按電話功能按鈕直接與社區老年服務室對接。主要社會服務功能如下。

4.3.1 送飯上門

老人的飲食方面。飲食營養均衡對老人的身體健康是至關重要的，大部分老年人腿腳不方便，子女不在自己身邊，飲食方面缺乏營養。志愿服務者可以自己做好飯菜，或者買好食材去老人家里做，陪老人一起就餐。和他們聊聊天、看看電視，極大地提高了老年人晚年生活幸福感?！爸悄芄照壬系娘埐恕睍o老人的生活帶來全新的變化，送飯上門使得很多需要養老設施照料的老人能夠選擇生活在家里，實現“居家養老”，緩解社會養老壓力。

4.3.2 電話服務

老人室內的安全性。很多獨居的老人害怕自己在家摔傷了無人知道。社區老年人服務室每天固定與老人的智能拐杖進行電話交流，確認老人安然無恙，從而幫助減輕老人的焦慮和及時發現問題。如果確定老人打算外出，老年人社區服務室一般事先通知電話確認服務的志愿者。如果在確認的時間老人的智能拐杖沒有應答，則立即會有人到老人家去檢查。電話確認服務可以監督老人的健康狀況，提供連續的與老人的接觸，使老人們感到有人在關心他們。

4.3.3 交通和陪伴服務

老人室外出行安全。這項服務是有償服務。有條件的社區可以為老人提供門到門、靈活交通工具的服務，老人們可以擇小轎車、小客車、大客車等車型。這種服務有時稱為撥電話搭車。老人們一般提前24小時用智能拐杖的電話功能，打電話給中心調度辦公室，并且告知用車的時間和地點。司機把老人從家里接出來送去看醫生、上診所、上銀行、上商店等等。有的社區提供陪老人外出服務，以保證老人的安全，讓老人感受到被呵護和關心。

5 結論

在項目研究周期一年的時間里，團隊在調研過程中遇到困難的時候積極解決，也獲得了相應的研究成果。我們廣泛認真調研拐杖市場，總結出拐杖主要存在定位功能欠缺、導航功能不完善、報警功能使用步驟復雜和電池使用時長短等四大問題。我們針對現有問題，提出內置芯片智能拐杖與“老來樂APP”智聯可行性方案。在此基礎上進行創新，使它更加健康化、更具有智能性、更能慰藉老人心靈。雖然說中國人口老齡化日益嚴峻，但是市場上會出現更多適用于老年人的產品。人們的文化修養逐年提高，對生活水平更高要求，塑造了每個人獨特的生活態度。越來越注重身體健康，重視養生。因此，我們提出的智能拐杖創新發建議具有可行性。智能拐杖的創新在未來具有廣闊的市場，新時代的老年人對新事物接受能力、認知能力、使用能力遠高于當今的老年群體。所以，健康智能拐杖是未來老年群體必不可少的老年產品。

參考文獻

[1]桑雪騏.讓智能真正成為老人的“拐杖”[N].中國消費者報，2017-10-26（003）.

[2]張清華.智能養老，好產品應懂老人心[N].河北日報，2017-02-27（006）.

[3]羅俊，李敏.互聯網思維在老齡產品設計中的創新性應用[J].設計，2016，（24）：126-127.

[4]劉元，吳彥文，盧佳卉，等.基于物聯網的自動報警智能拐杖系統的設計[J].電子測量技術，2016，39（09）：123-127.

[5]王鑫，楊明義.淺談智能拐杖[J].科技展望，2016，26（22）：287.

[6]羅俊.基于互聯網時代的老齡產品創新設計研究[D].武漢：湖北工業大學，2016.