智能適老輔具在失能老年人照護中的應用進展

平燕汝，李 雪，許 虹

目前我國已進入快速老齡化階段，截至2020年年底，我國≥60歲老年人口約2.64億人，占總人口的18.70%[1]。老齡化背后失能化、高齡化形勢嚴峻，失能老年人指因年老、虛弱、殘疾、生理或心理疾病等原因導致機體功能障礙，生活自理能力部分或完全喪失。有數據指出，當前我國失能、半失能老年人有4 400多萬[2]，據估計，2050年失能老年人口將達到9 140萬[3]。嚴峻的高齡失能形勢加劇了養老服務供需矛盾，老年健康服務供給不足，失能老年人長期照顧問題突出[4]。智能適老輔具是康復輔助設備的一部分，指依托互聯網信息技術研發的一類智能養老產品，可以輔助功能障礙的老年人克服特定環境障礙、保證日常生活安全性及補償照護者照護服務能力[5]。失能老年人自理能力低下，智能適老輔具在其日常生活照料、康復及護理過程中發揮著重要作用。現對智能適老輔具在失能老年人照護中的應用進行綜述，為今后更好地在國內開發與應用智能適老輔具提供參考和依據。

1 智能適老輔具的類型

1.1 智能生活輔具

1.1.1 智能飲食輔具 在沒有照護者幫助的情況下能夠自主進食是失能老年人獨立生活的重要體現。近年來，國內外學者已研發出多種智能飲食輔具，包括機器人輔助喂食系統[6]、主動穩定型輔助進食裝置[7]等。機器人輔助喂食系統[6]的主要裝置為一個通用移動機械手，其可通過接收攝像頭、麥克風等各類傳感器的視覺、聽覺、觸覺和運動學等數據，智能感知食物和失能老年人，借助計算機技術便捷有效地將食物送至失能老年人口腔部，并自主調整喂食過程。主動穩定型輔助進食裝置[7]主要由機械手臂、餐勺和塑料手柄構成，裝置底座可固定在桌子上。失能老年人只需控制手柄，即可將食物置于餐勺中，繼而順利完成進食。同時該裝置中的傳感器、控制器可用于確保失能老年人進食過程中動作的平穩協調并減少食物灑落。與機器人輔助喂食系統相比，該裝置可充分發揮失能老年人的潛在功能，有助于鍛煉其上肢運動技能。

1.1.2 智能適老輪椅 智能適老輪椅是失能老年人進行體位變換和位置移動的重要工具，在電動輪椅的基礎上，其在設計中有機融入了無線傳感、智能控制、自主導航、識別避障、語音提示等技術。目前智能適老輪椅大多是通過傳感器采集人體各類生理信號，如語音信息[8]、頭部姿態[9]、手部運動[10]、面部表情[11]、腦電[12]、肌電[13]、眼電信號[14]等，并采用信號和圖像處理技術對其進行解析加工，從中獲取并識別代表特定指令動作的信息。由于失能老年人常伴有不同程度的肢體、智力障礙，為保障其借助各種生理信號使用智能適老輪椅的安全性，有研究提出一種智能共享控制模式[15]，即通過增加多傳感器系統和智能避障輔助算法使智能輪椅具備感知環境信息、躲避外界障礙的能力。智能適老輪椅滿足失能老年人對多種不同功能的需求，在一定程度上可以實現其獨自行動和生活自理的要求。

1.1.3 智能適老護理床 依托互聯網終端技術的智能適老護理床[16]可利用傳感器技術對失能老年人生理狀態進行監測，同時還具備協助失能老年人翻身、抬腿、屈膝、起坐等機械功能和排便實時感應監測及自動化處理功能。通過安裝在智能護理床床腳的4個氣壓傳感器，研究者可借助分析傳感器數據的實時波形判斷失能老年人的狀態如翻身、起坐、平躺、伸手取物等[17]，并能及時做出相應反饋。國內學者研制的一款基于排便檢測裝置的自動護理床[18]，可通過超聲波檢測裝置得到失能老年人實際直腸/膀胱直徑值，從而與設定的閾值比較判斷其是否有排便需求。若老人需要排便，護理床起背裝置及自動便盆裝置就位并開啟，協助其起身排便。排便完畢后，控制起背裝置反向動作使老人平臥，同時自動便盆裝置關閉，實現排便識別、輔助排便、排便完畢回躺的全自動化過程。智能適老護理床功能多樣，在監測失能老年人生理參數、輔助其運動鍛煉等方面發揮重要作用。

1.2 智能輔助機器人 智能輔助機器人的應用是有效應對人口老齡化浪潮的關鍵，其既可為失能老年人提供一些簡單照護服務，又能與失能老年人進行日常言語表情互動，減少失能老年人孤獨感。日本研制的智能機器人Twendy-One利用傳感器技術提高了肢體動作的靈活性，可為失能老年人提供日常服務如端茶遞水、攙扶老人、做簡單家務等[19]。多功能老年輔助步行機器人(EWR)[20]既能像智能拐杖一樣協助失能老年人行走，又能像智能輪椅一樣支持失能老年人出行。EWR可通過安裝在把手上的觸感滑動傳感器感知失能老年人行走的意圖，從而有效地提高人機交互的自然性。社交輔助機器人PARO可借助各類傳感器感知周圍環境并通過低頭或眨眼等動作與失能老年人進行互動，動態適應老人的行為和偏好[21]。Pepper是一種具有多模式通信功能的仿人機器人，能夠識別失能老年人的表情和聲調，并通過對話直接與老人進行交流[22]。MARIO能根據失能老年人的興趣愛好提供特定應用程序如音樂、游戲和電影，維持其積極的社交活躍度[23]。

1.3 智能監測器具 基于可穿戴式傳感器的智能設備如智能手表、腕帶、臂帶等可用于收集失能老年人的各種生理信號如心率、體溫、呼吸、血壓、血氧飽和度等[24]、評估睡眠質量水平[25]、檢測跌倒狀況[26]、智能定位及跟蹤[27]，并通過無線通信技術將數據傳輸至智能終端，形成“端—網—云”架構模式。與可穿戴式傳感器不同，環境傳感器如被動紅外(PIR)運動傳感器、視頻傳感器、壓力傳感器、聲音傳感器、雷達傳感器[28]等多置于失能老年人家中的不同場所，用于監測老人的日常生活活動及健康狀況。

2 智能適老輔具的作用

2.1 補償照護者照護能力 智能適老輔具能使照護者更好地幫助失能老年人完成部分日常生活活動如飲食、排便、移位等，補償照護能力，提高照護效率。智能飲食輔具[7]不僅能協助失能老年人自主進食，還可以鍛煉其上肢運動能力，從而減輕照護者負擔。基于排便檢測裝置的適老護理床[18]能自動識別失能老年人排便需求并輔助老人排便，有效減輕照護者勞動強度。智能適老輪椅的多模態人機交互和導航避障功能[29]不僅為失能老年人的出行提供便利，同時也有利于降低照護風險。

2.2 提高失能老年人生活質量 智能適老輔具既能補償失能老年人部分生理功能障礙，又能提高其社會參與度，在改善老人生活質量方面發揮著重要作用。Twendy-One機器人提供的家庭護理服務對于彌補失能老年人生活自理能力，提高其生活滿意度具有積極意義[19]。Sung等[30]的研究中，試驗組每周應用社交輔助機器人“PARO”進行持續30 min的2次干預，4周后老人溝通能力、互動技能及活動參與度顯著提高。

2.3 助推智慧健康養老產業 隨著大數據、物聯網、人工智能等現代信息技術的不斷深化，養老服務行業逐漸向智慧化轉型升級。智能監測器具[31]貫穿失能老年人照護的線上與線下互通渠道，它能精準地采集老人的行為數據，從而使照護者動態監測老人狀況并系統分析其服務需求，為老人提供實時高效便捷的服務。智能適老輔具的發展契合“互聯網+養老”模式，對推動智慧健康養老產業意義重大。

3 我國智能適老輔具的應用現狀

3.1 智能適老輔具需求量大 目前在我國老年失能人群中部分失能者占0.7[32]，其仍可通過某些特定的智能適老輔具彌補部分生理缺陷。我國近70%的失能老年人以居家養老為主[33]，科學適配的輔助器具是降低家庭照護者負擔的必要保證，因而智能適老輔具需求尤為強勁，未來老年人群及其家庭對智能適老輔具的需求也將不斷增加和細化。

3.2 智能適老輔具推廣率低 目前智能適老輔具在我國普及推廣率較低[34]，應用范圍有限。究其原因：一是智能適老輔具行業未形成統一的行業標準和質量評價體系，質量參差不齊，價格魚龍混雜[35]，品牌效果不佳，宣傳力度不夠，使得多數人對其的認識僅止步于輪椅、拐杖等，對具備一些其他特殊功能的輔助器具了解有限；二是由于智能適老輔具價格定位高，加之老年人群受節儉觀念的影響，對此類器具購買力低下[36]；三是由于智能適老輔具對應用者的信息素養有一定要求，加之使用過程中存在隱私外泄的可能，因而老年人群對其的心理認可度和接受度普遍不高。

4 對策

4.1 構建輔具行業標準 以失能老年人的需求為尺度，制定智能適老輔具行業規范標準，構建統一的質量評價指標體系。制定科學合理的行業標準，加快相關標準的貫徹實施，規范智能適老輔具研發、制造、銷售各個環節，是保障服務專業性及推動智能適老輔具服務行業邁向體系化、規范化、流程化、持續化的重要途徑。建議可從產品的性能、價格、質地、品牌、壽命等多個維度來構建智能適老輔具行業質量評價指標體系，并以此評估該行業的運行質量效益包括產品質量的自然屬性、社會屬性及經濟屬性。

4.2 探索輔具租賃模式 租賃模式具有消費低、種類多、綠色環保、無須擔心廢棄處理等優勢，以租賃代替購買，通過租賃的杠桿作用，降低輔具價格的敏感性。探索新型輔具租賃模式，構建輔具供應商、租賃商及使用者三者間的良性循環，使租賃服務網點得以真正下沉到失能老年人的家門口，引導失能老年人通過社區租賃等方式獲得輔具的使用權，緩解因經濟壓力導致的拒用現象，滿足其多層次、多樣化的康養需求，實現供需雙方的精準對接。隨著試點工作的深入，未來可進一步研究將智能適老輔具租賃補貼納入我國老年人群長期護理保險制度中。

4.3 打造實用高效輔具 掌握高端智能適老輔具核心技術，鼓勵3D打印、5G+VR技術、人工智能等前沿科技的研發應用，支持從源頭科技創新到服務創新再到產品創新，形成完整的產業生產服務鏈，實現該行業高質量跨越式發展局面，打造數字化、網絡化、體系化、個性化、精準化的產品服務路徑。智能化適老輔具的研發應以老年人群的使用需求為導向，注重產品與使用對象的人機交互性，利用感知覺、振動覺等促進多元化交互環節，加強用戶反饋。運用情感化理念設計更為經濟實用、簡便安全、性價比高、無障礙且人性化的智能輔具，提升用戶使用接受度與滿意度。因不同年齡、性別、職業、地位等人群使用的智能適老輔具存在差異，需在綜合考慮失能老年人心理、經濟和對技術的接受能力基礎上，對各類別輔具的質量及適配程度等作出進一步精準定位。智能適老輔具的設計應追求簡單實用、便捷高效，破除高科技帶來的銀色數字鴻溝[37]，注重智能產品的綜合性、延展性、適老性，著力打造有用、好用、用得起的智能適老輔具。

4.4 加強用戶隱私保護 智能適老輔具的開發必須綜合考慮科技倫理因素[38]，通過法律法規與道德倫理規范智能適老輔具的研發和生產，尊重使用對象的知情同意權與自主權。通過實施信用積分管理制度保護老年人群的個人信息安全如一般資料、家庭情況、地理位置、健康狀況、活動軌跡等，利用匿名、加密、防火墻等方式加強老人敏感數據泄露防護。對智能監測器具設置隱私保護模塊，由使用者根據需要選擇合理的監測時段，確保用戶隱私數據安全，防止被非法利用。保障老人數據被遺忘權，確保老人對涉及個人隱私的網絡數據擁有處理的權利，當可能涉及糾紛或侵權時有權要求相關主體刪除個人數據，尊重用戶對個人數字空間的主導權，初步構建老齡產業大數據生態系統。

5 展望

我國智能適老輔具產業日益呈現出加速發展的良好態勢，老齡化進程的持續加快及隨之而來的老年失能問題為該行業的發展提供了良好的內部環境。智能適老輔具不僅對照護者照護能力的補償、失能老年人生活質量的提高具有一定作用，還助推智慧健康養老產業發展。但是目前我國智能適老輔具產業發展仍處于初級階段，產品供給與需求不匹配。面對這一現狀，未來應以失能老年人的需求為基本出發點，構建輔具行業標準，探索輔具租賃模式，打造實用高效輔具，加強用戶隱私保護，推動供方與需方的耦合發展，在一定程度上延緩失能進展，助力健康老齡化事業。