人工智能在養老護理中的應用與展望

羅山 劉繼紅

［摘要］人工智能的理論與技術日益成熟，其主要目標是讓機器代替人完成復雜的工作。人工智能技術與養老護理相結合，有效地彌補傳統養老模式的不足，有力推動養老護理行業的發展。人工智能在養老護理中的應用主要表現為生活照護、健康賬款監測、病情變化預測、運動康復訓練、智能藥物管理等方面。目前，人工智能的應用在緩解職業壓力、彌補養老護理人力資源的不足、改變養老護理模式等方面取得了一定成效，同時也存在著智能養老護理產品功能單一、缺乏管理法規、產品價格偏高、技術安全不能完全保障和一定的倫理風險等問題。人工智能在養老護理中的應用雖然存在一些問題，但它是一種新生事物，具有廣闊的發展前景。在未來，應提高對人工智能的認識，著力解決存在的問題，積極推動人工智能在養老護理中的應用。

［關鍵詞］人工智能；養老護理；護理機器人；康復機器人；生活照護

中圖分類號：TP18，R47 文章標志碼：A 文章編號：1672-0563（2024）03-0026-08

DOI：10.13773/j.cnki.51-1637/z.2024.03.004

引言

黨的二十大報告指出，實施積極應對人口老齡化國家戰略。截至2021年底，我國60歲及以上老年人口達2.67億，占總人口的18.9%。2035年左右，60歲及以上老年人口將突破4億，在總人口中的占比將超過30%，進入重度老齡化階段［1］。即使由于計劃生育的實施，后三代的獨生子女會形成“4-2-1”的社會局面，但這種情況仍然相當普遍且在短期內也不會改變。養老問題給家庭和社會帶來很大的壓力，因此急需一種先進手段以解決我國養老問題。

目前養老護理主要手段是居家養老、兒女陪伴護理，技術上是以人工為主，但對于失能或者半失能老人，人工手段存在勞動強度大、繁瑣復雜、心理負擔重等問題。近年來人工智能技術發展迅猛，因其智能化、信息化的優勢，在養老領域取得不錯的效果［2］，不斷涌現出各種功能的護理機器人以滿足不同老年個體的需求。本文主要就人工智能技術在養老護理行業中的實際運用和發展趨勢做出探析，研究目前人工智能技術在養老護理領域的實際運用情況、所獲得的進展、起到的效果和存在的問題，并對其發展做出了預測，旨在促進人工智能技術在養老護理中更好地應用，為養老護理行業的發展提供一定參考。

一、人工智能概述

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是在計算機科學、控制論、信息論、神經心理學、哲學、語言學等多種學科研究的基礎上發展起來的一門綜合性很強的交叉、前沿學科。其內容主要包括：數據運算、自然語言處理、機器學習和信息提取、數據處理技術、計算機視覺、自動推理和檢索技術、智慧機器人、自主編程、專家系統等方面［3］。它自1956年誕生以來，隨著計算機和集成電路等技術的高速發展，現已上升為國家科技發展戰略。2017年我國頒布的《新一代人工智能發展規劃》以及《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃（2018—2020年）》提出重點發展人工智能技術，指出要不斷推行和運用人工智能模式下的治療護理新手段、新模式，并且搭建精準快速的智能醫療體系。人工智能在醫療健康領域中發展迅速、應用日益廣泛，但與發達國家還存在差距，在性能方面還需要很大的提升，需要計算機軟件、硬件方面的專家、醫學專家、數學專家等的共同努力，需要跨領域、多學科通力協作。

二、人工智能技術在養老護理中的應用現狀

（一）生活照護

失能老年人在日常生活中特別需要護理人員的照護。每日飲食是照護對象最主要的活動之一，因此護理人員必須耗費巨大的時間精力與照護對象交流，如了解照護對象最喜歡的食物、合適的喂食時間等。英美等先進發達國家也紛紛研發出各類飲食護理機器人，極大地便利了失能化老年人的生活，飲食護理機器人［4］主要使用語音識別技術和視覺辨識技能來與老年人進行交流并進行喂食。日本神奈川工科大學研制出了一款專門面向四肢癱瘓患者的食物輔助機器人系統，為四肢偏癱人士提供了便利的助餐環境［5］，有效減輕了醫院中護理人員的工作壓力。人工智能技術也可用來幫助老人洗澡更衣、就寢起床等生活中，如躺椅式洗澡機器人使老人能夠在半躺狀態下搓背，并智能控制溫度和搓背部強度等，還能自行把身體烘干［6］。智能排泄護理儀，能夠主動感知人類糞便并對其進行清洗、烘干和計量等，可顯著縮短保養時間［7］。對于行動不便的老人，輔助行走機器人［8］的研發和應用為其提供了幫助，使其保持步態平穩、步態功能得到改善、行走更加快捷。機器人Robear［9］還能把失能老年人從病床轉移到輪椅上為日常生活進行基本看護。

（二）健康狀況監測

人工智能技術能協助護理人員監測老人的健康狀況。通過將計算機與醫療儀器、移動計算技術和智能傳感器等高新技術相結合，對個人健康信息進行采集、分析與處理，及時判斷疾病風險，從而進行個性化、精準化的健康管理與指導，以提高老年人的生活品質［10］。利用智能傳感技術，智能可穿戴設備可進行遠程監測老年病人，實現了健康監護和疾病的早期篩查。如BASUMA可遠程監測老年病人的血氧飽和度、心電圖等生理信號，通過藍牙組網KNOEME可高精度地遠程監測心率、體力活動等［11］。醫務人員也能夠通過遠程的人工智能技術與老年病人家屬和護理者取得聯系，并定期監測身體狀態以及用藥情況，以便于及時做出護理指導［12］。智能藥箱機器人幫助易健忘的老人按時按劑量服藥，使老人的安全用藥得到保障［13］。利用人工智能技術幫助糖尿病患者監測血糖狀況，患者根據血糖情況作出應對措施，以降低發生低血糖或高血糖的風險［14］。

總之人工智能技術在監測老人健康狀況中可發揮至關重要的作用，正確利用人工智能技術可幫助老人認識健康問題，做到早發現，早診斷、早治療。

（三）病情變化預測

老年人的病情具有不穩定性高的特點，因此可將人工智能用于預測老人的病情變化。通過人工智能技術作為遠程保健監測平臺，能夠有效預知慢性病居家老人的病情變化。需要采集大量的病情數據，將病情數據送入智能分類器中訓練，將訓練好的分類器用于預測病情，再分析病情數據，為有效診斷提供依據。將人工智能技術用于遠程監測系統，可有效預測患慢性病居家老人的病情變化。美國的調查研究［15］表明，根據居家哮喘患者的每日自我報告，該遠程監測系統預測哮喘發作的準確率為80％。Fernandezgranero等（2018）［16］對居家慢性阻塞性肺疾病患者進行遠程呼吸音記錄的研究也表明，遠程監測技術可以將對慢性阻塞性肺疾病患兒急性加重時期的預測提前至發病之前四天。人工智能病情預測系統能及早發現病情變化征兆，便于醫護人員對患者進行及時治療，避免患者的病情惡化，應用潛力巨大。但因為技術上的障礙，且需要大量病情資料樣本，此預測技術大多處在研究實驗期，亟需深入研究以驗證其使用有效性。

（四）運動康復訓練

將傳統康復技術與人工智能結合，可在運動康復訓練中發揮重要作用。Rabhi等（2018）［17］研發出一款依據表情操控的智能輪椅，可從不同角度實時識別患者面部表情，給行動不便的老年患者帶來便捷和安全。下肢康復機器人［18］可以訓練患者的坐臥動作，并利用虛擬現實技術提高患者鍛煉的興趣。李龍飛等（2019）［19］研發出一套腦控主被動協同刺激的下肢康復訓練系統，使得腦卒中患者的訓練效率和主動參與的積極性有所提高。Polygerinos等（2015）［20］研發的上肢便攜式康復訓練機器人可用來促進上肢的精細運動，以及協調手指運動，對功能性抓持疾病的患者加強手指康復能力提供了支持。Lopez-Samaniego（2016）等［21］通過研究，表明智能人的生物反饋機理，不僅可以幫助軀體的意識康復，同時有助于制定個體化的精神保健計劃和生物療法。清華大學研制的神經復蘇與醫學應用訓練智能機器人系統、北京大學研制的智能動力小腿義肢“風行者”自動化機器人系列、以及廣州傅立葉智能技術公司研制的患者下肢外骨骼機器人Fourier X1系列［22］等對病人的心理健康有較強的促進作用，并可以改善病人的生命品質和社區參與意識。

康復護理機器人促進了康復護理學科的發展，提高了康復訓練的效果。隨著康復護理學科的發展其研發將會更深入、應用也會日益廣泛，對患者心理、生理的健康重建將發揮重要作用，同時還能最大限度地降低護理人員的工作負荷。

（五）智能藥物管理

用藥錯誤風險是指由于其他用藥相關的一種治療和干預方式所導致的風險和影響。將人工智能技術應用于藥物管理中，可有效預防藥物不良事件的發生。機器學習也是幫助辨識因為藥物不良事件而產生的易感患者的另一個潛在機制。研究表明，采用機器學習技術能夠有效預防、發現并干預急診科中容易出現的不良治療事件的老年人，從而改善了急診科對慢性病患者的管理效率［23］。卓燁燁等（2021）［24］還探討了基于醫療信息系統的機器學習與臨床決策支持系統在抗菌藥品控制領域中的應用，可以推動抗菌藥品合理應用，從而抑制了微生物耐藥性的產生。

（六）智能應急求助

智能應急求助服務系統包含了主動報告、遠程控制，以及可穿戴設備的啟動和關閉等服務。智能應急求救平臺不要求老人進行主動操作，是系統檢測到老人情況異常后主動報告，便于有關工作人員上門進行救援。智能終端設備實時收集老年人的健康、生活狀況、慢性病以及健康信息，并傳送至計算機數據庫進行記憶、分類。一旦發現記載、分類的信息與往常不相符或異常的，將主動報警或及時向社會生活保障組織、健康保障組織、子女通報，有關工作人員也會及時趕往事故現場，進行救助。智能老人緊急求助功能，不但可以將相關人員從單一、復雜、單調的監護任務中解放出來，同時也克服了傳統監控功能的局限性。對完全具有行為能力的老年人，能夠進行自主監控身體狀況、病情和生存條件，出現重大異常及時進行報告，并及時獲得有關工作人員的及時援助，從而減少了日常生活中出現的各類危險［25］。

（七）智能精神慰藉

智能精神慰藉是指通過智能設備對老年人開展心理咨詢、陪伴、聊天、交友、與老年人開展娛樂活動、協助聯系子女等。借助人工智能技術可實現老年人足不出戶與子女家庭、社會之間的信息連接，并利用虛擬陪伴、娛樂等手段實現老年人的社會需求，從而帶來精神撫慰、提升身心健康。養老機器人“左拉”擁有十九種語言的聲音合成能力，可針對各種方言的老人，還能夠陪伴老人運動、舞蹈、說笑話等［13］。機器貓（NeCoRo）以及機器泰迪熊（CuDDler）都能夠很好地照顧老人，可以有效緩解老人孤獨寂寞的消極情緒，給長者帶來可以陪伴傾訴的精神健康和心靈需求。在和機器人交流過程中，人的社交互動能力增強了，體現在語音、肢體、視覺等三層面，大笑的次數增多，觸摸、安撫動物的次數增多等［26］。而和常規的寵物療法比較，陪伴機器人尚有一些優點，包括環境更清潔、能降低動物感染傳染病的可能性，不至于對人體健康產生危害等。

三、人工智能技術在養老護理中的應用效果和存在的問題

（一）應用效果

1.緩解職業壓力

人工智能技術可以幫助養老醫護工作人員完成日常生活照料、陪伴、娛樂、康復訓練、身體監測、應急救助等基礎操作。由于工作負擔過重，不少照護工作者都有腰痛的職業病，人工智能把養老醫護工作人員從焦慮、繁重、瑣碎和暴露的日常工作任務中解放出來，從而降低了養老護理人員的工作壓力和勞動強度。在人工智能技術的協助下，養老護理人員的工作效率得到極大的提高，工作的繁雜性大大降低，極大地緩解了養老護理人員的職業壓力，有助于促進他們的心理和身體健康，達到良好的精神和工作狀態。

2.彌補養老護理人力資源的不足

隨著人口的負增長，出生人口的減少，社會向養老護理行業注入的人力資源將存在不足，而且對以人工手段為主的養老護理職業將產生不利的影響。由于養老護理職業的特殊性，從事該項工作的意愿也將減弱。目前從事養老護理工作的大多數人員的文化素質不高，養老護理人員的職業素質也有待提高。隨著人工智能技術的不斷成熟，智能養老產品的不斷普及，將會開發出功能強大的護理機器人，以此彌補目前養老護理人員短缺的問題。人工智能技術也可促使養老護理人員不斷地學習新技術，掌握人工智能產品的應用，從而提高養老護理人員的職業素質和技能。

3.改變養老護理模式

傳統的養老護理模式存在照護效率低、信息傳遞不暢、耗費時間精力多等不足。人工智能系統的遠程監控與消息傳遞等功能，使得對看護問題的處理空間更廣闊、時限更精準、表現形式也更多樣化，從傳統的面對面接觸式看護逐步改變為智慧化遠程看護、從體力勞動為主轉變為以腦力訓練為主。不論是養老機構，還是社區、居家老人，未來都可以通過人工智能技術實時監測老人的生活和健康狀況，實時同步信息，家屬也可以遠程了解老人的情況［27］。使用智能護理機器人可以使被照護的老人更加活躍和自主，減輕了老人的病痛，養老護理更加便利、質量得到提高。

4.實現優質養老護理

傳統的人工養老護理，由于人力資源有限、人的情感因素和人的身心會受外界環境干擾等問題，很難實現個性化和精準化的養老護理。人工智能系統將利用更深層次的個體化、靈活性和高反應性護理技術來緩解老年人的不便和病痛，滿足老年人的護理需要，從而提升養護效率和決策準確性。根據不同的老年對象，進行個性化的精準照護，在節省養護資源的同時實現高品質養老護理。護理機器人實現對老年人的生活照護、病情變化監測、緊急救助、康復訓練和遠程監護等功能，極大地彌補了人工養老護理人員工作上的不足，實現了優質養老護理。

（二）存在的問題

1.存在技術瓶頸

目前人工智能養老護理產品功能較單一，綜合應用能力不強，主要針對老年人的共性問題研發產品，個性化產品研發不足，個性化服務效果較差，對真實的臨床場景適應能力差。與其他服務類機器人市場相比，老年護理機器人尚未成熟，但人工智能技術已成功涉足于該領域，從長遠發展來看，其前景令人期待和鼓舞。

2.缺乏管理法規

目前還沒有形成統一的對人工智能技術實現有效性的評估準則，但不排除在目前的研究結論中出現了商業利益驅動因素［28］。同時缺乏人工智能技術在養老護理中應用的規范，開發護理機器人的技術標準，護理機器人的管理規范等。

3.產品價格偏高

由于智能養老護理產品功能強大、技術復雜，因此護理產品存在價格昂貴的問題。護理機器人等高端產品動輒十幾萬元，使得養老機構和個人客觀上選擇智能護理產品的能力下降。受制于高價格因素，目前個人或家庭對智能護理機器人的需求量遠不如養老院等機構。

4.存在一定的倫理風險

人工智能需要面對大量的數據信息，這些信息涉及老人的隱私，并存在泄漏的風險。一定程度上限制了老人的自由和社交空間，弱化了老人的尊嚴。減少了護患雙方的情感交流，病人容易產生孤獨與自卑。由于病人的主觀意志有時候也會與在人工智能輔助下的護理策略發生矛盾，因此關于自主意志和護理策略之間失衡的倫理問題還缺乏普遍和深刻的研究［29］。另外，要考慮對老人身心健康可能產生的倫理道德風險，護理機器人產品的開發需要遵循“機器人倫理準則”。

5.技術安全不能完全保障

人工智能技術會帶來安全風險，規范安全問題的法律法規遠遠滯后于人工智能技術的更新。智能護理機器人若出現差錯或事故，責任方不明確，責任界限不清晰，消費者維權渠道不暢通、權益不能得到保障。人工智能系統收集的大量數據涉及消費者的隱私，一旦泄露，會給消費者帶來不利的影響和損失。

四、人工智能技術在養老護理中的發展展望

（一）引起養老護理領域的變革

養老護理人員應做好工作理念、工作模式轉變的思想準備。從理論層面上，要對養老護理及其內在信念、價值、假設和一些概念框架重新定義。在實際工作中，必須學習先進的智能養老設備的使用，對這些智能產品有必要了解和熟悉，也要隨之改進護理措施和內容。養老護理人員要有接受這種新生事物、適應時代發展的思想準備，需要不斷提高自身業務能力和創造力，將基于人工智能技術的養老服務由被動變為主動。

（二）推動人們的技能向偏好型科技變革

在大數據時代，多元學科的交叉技術背景下，要求養老護理人員加強轉型學習、拓寬知識領域，除了提高養老護理專業知識水平以外，尚有需要做好對數學、統計學、計算機、法律等基礎知識的儲備，因為人工智能在養老護理領域的應用涉及計算機、倫理學、法學等不同學科，需要多學科共同協作，以解決不斷涌現的各種問題。

（三）以解決應用中存在的問題為目標

科技人員、養老機構及政府有關部門，從技術創新、監管體系與政策引導等方面解決人工智能技術在養老護理中所面臨的問題。解決技術瓶頸，調整到合適的價格，健全相應的規章制度，尊重老人的隱私權。完善相關的法律法規，明確人工智能的法律身份及出現失誤時承擔法律責任的主體。保護好老人的醫療數據信息，引導老人積極參與社會活動。

（四）構建“人工智能+養老”服務模式

傳統養老服務模式存在較多不利因素，限制了現代老年人對養老服務的需求，因此將人工智能技術融入到養老服務中顯得至關重要，構建“人工智能+養老”服務模式勢在必行。“人工智能+養老”服務模式在提高養老服務質量、提高養老服務的監管效率、滿足老年人精神需求和豐富養老服務內涵等方面表現出極大的優越性。

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［責任編輯：李仲先］

Application and Prospect of Artificial Intelligence in Elderly Care

LUO Shan1， LIU Jihong2

（1.School of Electrical and Information Engineering， Panzhihua University， Panzhihua， 617000，Sichuan；

2.School of Health and Wellness， Panzhihua University， Panzhihua， 617000，Sichuan）

Abstract：The theory and technology of artificial intelligence （AI） are becoming increasingly sophisticated， whose primary goal aim at allowing machines to perform complex tasks on behalf of humans. The marriage between AI technology and elderly care effectively addresses the limitations of traditional elderly care models and significantly promote the development of the elderly care industry .The applications of AI in elderly care encompass daily living assistance， health account monitoring， disease progression prediction， physical rehabilitation training， and intelligent medication management. Currently， AI applications have achieved many successes in alleviating professional stress， compensating for the shortage of human resources in elderly care， and transforming elderly care models. However， challenges are also found including the limited functionality of intelligent elderly care products， absence of managerial regulations， high costs， incomplete technical security guarantees， and ethical risks. Despite of these issues， AI in elderly care represents a promising and rapidly developing new being. In the future， efforts should be made to enhance the understanding of AI， address existing issues， and actively promote the application of AI in elderly care.

Keywords：artificial intelligence; elderly care; nursing robot; rehabilitation; daily living assistance