基于老齡化社會下的智能巡航輪椅設(shè)計(jì)

邵文聰 盧國英 李偉代 夢凱 羅溶

摘要：隨著社會進(jìn)入老齡化階段，對于助行產(chǎn)品的需求量日趨增多，對其功能要求逐漸提高，傳統(tǒng)助行產(chǎn)品不論是使用費(fèi)時(shí)費(fèi)力，繁瑣復(fù)雜，還是在用戶體驗(yàn)中，都已經(jīng)不能完全滿足，本項(xiàng)目基于以上問題，結(jié)合現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)改進(jìn)一款有助于為老年人出行的智能巡航輪椅。

關(guān)鍵詞：老齡化助行產(chǎn)品 智能輪椅

一、設(shè)計(jì)目標(biāo)

隨著中國老齡化速度的加快，低齡老年人口基數(shù)占老年總?cè)丝诘?0%以上，而且，他們大多身體素質(zhì)良好，具備獨(dú)立外出的能力及意愿。與此同時(shí)，研究表明老齡人群的視覺、活動、信息能力都受到不同的損害。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的智能巡航輪椅在包括現(xiàn)有輪椅的基礎(chǔ)助行功能上，根據(jù)現(xiàn)有的導(dǎo)航技術(shù)和老齡化社會背景結(jié)合老年人助行問題，改進(jìn)為智能巡航輪椅，增加了智能巡航等創(chuàng)新功能，通過出行前的路線規(guī)劃，幫助老年人出行的同時(shí)，使得體驗(yàn)信息傳達(dá)更加實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，從而減少突發(fā)性狀況的意外，提高老齡用戶在出行活動中的自助性與自主性。

二、設(shè)計(jì)過程

輪椅是老年下肢殘障人士常用設(shè)備，但是傳統(tǒng)輪椅應(yīng)用上有許多不足之處：手扳輪椅需乘坐人雙手驅(qū)動，不能自動運(yùn)行，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，老年人難以長時(shí)間自己操控;電動輪椅雖然不依靠人力驅(qū)動，但在運(yùn)行中一直需要乘坐人操控速度和方向以及停靠，不能根據(jù)預(yù)設(shè)目的地自動運(yùn)行，也無法遠(yuǎn)程監(jiān)視和操控。

另一方面，隨著制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，基于這些技術(shù)（紅外與超聲波傳感器的跟蹤系統(tǒng)、多傳感器信息融合技術(shù)、GPS定位技術(shù)、激光和視覺，深度及其他環(huán)境感知傳感器、信息無線傳輸、互聯(lián)網(wǎng)等）的創(chuàng)新融合，使自主運(yùn)行的智能新型輪椅的實(shí)現(xiàn)成為可能，智慧化、數(shù)據(jù)化也是未來電動輪椅或者說智能輪椅的發(fā)展方向，于是本產(chǎn)品智能巡航輪椅應(yīng)運(yùn)而生。

（一）設(shè)計(jì)切入

通過模擬和觀察，發(fā)現(xiàn)具備自助并有意愿的老年人日常出行的目的其實(shí)很明確，并且有很強(qiáng)規(guī)律性，通常都是去固定的幾個(gè)地點(diǎn)，出行的時(shí)間段也不會相差很大，路線也往往變化很小，但是通過觀察發(fā)現(xiàn)，老年人基本上是獨(dú)自外出，身邊沒有家人陪伴，這就給老年人造成了很大的安全隱患。所以本項(xiàng)目的目的在于：設(shè)計(jì)一款通過出行前的路線規(guī)劃，幫助老年人出行的同時(shí)，且能將體驗(yàn)信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確傳達(dá)，從而減少突發(fā)性狀況的意外的智能巡航輪椅。

（二）結(jié)構(gòu)與功能

在功能的設(shè)計(jì)上，以充分考慮安全因素為第一要義，設(shè)計(jì)穩(wěn)定可靠的機(jī)構(gòu)，滿足使用人安全需求的心理。其次，將人性化和智能化貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)工程。滿足使用者不同層次的需求在能源方面，此輪椅為清潔環(huán)保潔凈的新能源輪椅。減少了噪音和尾氣對使用者和社會的危害。考慮到經(jīng)常使用輪椅的老年人精神需求層面，公園、社區(qū)等半封閉環(huán)境為其經(jīng)常出現(xiàn)的地點(diǎn)。對于體力不足的大部分老年人來說，在家和目的地之間的路程十分艱難且易發(fā)生意外。此輪椅設(shè)計(jì)有智能巡航系統(tǒng)，在輪椅的右（慣用手）前方，設(shè)計(jì)有可視化觸屏顯示器以及實(shí)時(shí)語音提示喇叭，用于顯示實(shí)時(shí)位置播報(bào)與設(shè)定常用路線。能解除老年人對輪椅的實(shí)時(shí)控制，自動規(guī)劃路線，點(diǎn)與點(diǎn)直接輸送。對于基于規(guī)定線路的輪椅而言，在交通環(huán)境中，輪椅的行駛路線相對固定，不與社會車共駕，且任務(wù)簡單（如在遇到障礙物時(shí)及時(shí)剎停、避讓，和在目標(biāo)站點(diǎn)停止等）。通過長、短距離毫米波雷達(dá)和視覺傳感器來感知輪椅周圍環(huán)境特征，處理器進(jìn)行分析，做出相應(yīng)的反饋，GPS技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在極大程度上提高了使用者出行的智能化。此外，當(dāng)家人無法陪伴老人或者殘障人士時(shí)，可視化觸屏顯示器下有SOS急救按鈕，當(dāng)老人發(fā)生突發(fā)狀況，或者感到身體不適時(shí)，可以按下此按鈕，輪椅就會遠(yuǎn)程給家人提供信息，同時(shí)會發(fā)出閃亮的紅光以及急救聲音，引起行人注意，可通過手機(jī)app查看輪椅實(shí)時(shí)位置，及時(shí)獲得他們動態(tài)。

（三）設(shè)計(jì)創(chuàng)新

1.設(shè)計(jì)理念創(chuàng)新：不僅是擴(kuò)展老齡人群的活動場景和活動能力，更是重塑他們的自信，使他們有尊嚴(yán)的出行;

2.使用方式創(chuàng)新：操作簡便，無復(fù)雜功能，注重能力受損老齡人群的切實(shí)需求;

3.使用場景創(chuàng)新：設(shè)計(jì)靈活多變，能應(yīng)對多種情況下的行動，有預(yù)見性，針對性地解決問題。

4.使用功能創(chuàng)新：智能巡航是老年人助行項(xiàng)目產(chǎn)品的核心技術(shù)，在基礎(chǔ)使用功能之上，巡航輪椅能自主在線路線識別選擇是巡航輪椅智能化的重要特征之一。主要針對無兒女陪同、并且對路線障礙不熟悉的情況下，如何快速準(zhǔn)確的對路線進(jìn)行識別分類以及自動的刪除危險(xiǎn)區(qū)域。為了提高在線智能自主路干識別精度和速度，提出了基于相似度競爭網(wǎng)絡(luò)，以繼承競爭網(wǎng)絡(luò)在模式識別方面快速簡單的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)針對競爭網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力差，對路線類型以外障礙無法剔除的不足進(jìn)行改進(jìn)，很好解決了巡航輪椅在為老年人快速確定優(yōu)質(zhì)路線準(zhǔn)確問題。

三、小結(jié)

老年人智能巡航輪椅設(shè)計(jì)上真好符合當(dāng)下設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)，通過調(diào)研分析，我們找尋老年人在日常生活中使用電動輪椅的痛點(diǎn)，從而找到切入點(diǎn)，隨著老齡化社會的日益嚴(yán)重，我們的電動輪椅也必須符合當(dāng)今社會的需求，智能巡航輪椅就是讓整個(gè)輪椅變得更簡單和更方便，減輕子女的負(fù)擔(dān)并且極大的幫助老年人的外出。

本產(chǎn)品充分體現(xiàn)了智能自動化等一系列理念，在未來老齡化的社會中，智能巡航輪椅將占據(jù)電動輪椅的主導(dǎo)地位。

在智能巡航方面，推陳出新，幫助老年人更好的應(yīng)對當(dāng)今社會的各類路面情況和老年人所迫切需要解決的問題，幫助老年人省心出行，安全出行。讓子女愿意讓老年人單獨(dú)出門遛彎等參與社交活動。最終，設(shè)計(jì)出了這款具有智能巡航功能的電動輪椅。