曾鳴晨

（武漢鋼鐵公司第三子弟中學(xué)，湖北武漢，430000）

0 引言

現(xiàn)在養(yǎng)老問題已成為一個(gè)世界性的社會(huì)難題。在較發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)其實(shí)很早就出現(xiàn)了人口老齡化問題，現(xiàn)在越來越多的發(fā)展中國家也出現(xiàn)了人口老齡化的情況，具人口統(tǒng)計(jì)單位顯示，截至到2015年底，在全球60歲以上老年人口已突破9億，占世界總?cè)丝诘?0%以上。中國是老齡化程度更是較嚴(yán)重的國家之一。2016年末，中國老年人口已達(dá)2.3億，占總?cè)丝诘?6.7%，并且每年新增1000多萬，養(yǎng)老成為了當(dāng)代一個(gè)嚴(yán)峻的社會(huì)問題。一方面，我國計(jì)劃生育實(shí)行30多年來，取得緩解人口壓力的巨大成效的同時(shí)，“四二一”或“四二二”家庭模式正悄然興起。這直接導(dǎo)致獨(dú)生子女的贍養(yǎng)壓力過大，不能為老年人提供高品質(zhì)的物質(zhì)與精神上的養(yǎng)老服務(wù)。即使二胎開放，年輕人生育意愿低下，仍不能緩解贍養(yǎng)壓力過大的問題。另一方面，我國養(yǎng)老機(jī)構(gòu)數(shù)量有限，規(guī)模有限，環(huán)境和設(shè)備較差，專業(yè)的護(hù)理人員匱乏。而且沒有專門人員陪伴老年人，使得老年人生活孤單寂寞，不能滿足其精神層面上的需求。

而運(yùn)用人工智能技術(shù)設(shè)計(jì)一款功能齊全的服務(wù)機(jī)器人，可以解決一系列養(yǎng)老難題，讓老年人享受到更高品質(zhì)的生活的同時(shí)，也大大減輕了年輕人與社會(huì)的壓力。

本機(jī)器人的主要功能包括幫助老年人做家務(wù)，與老年人聊天與游戲，地圖導(dǎo)航與通信。幫老年人做家務(wù)可以讓老年人更加安閑，有更多的時(shí)間去享受生活，同時(shí)減輕老年人不必要的負(fù)擔(dān)。與老年人進(jìn)行聊天與游戲可以給予老年人情感上的陪伴，為老年人提供娛樂渠道，使老年人的晚年生活更加豐富多彩。地圖導(dǎo)航可以讓老年人在外游玩時(shí)避免迷路，使老年人的出行更加安全，通信功能可以讓老年人隨時(shí)與家人取得聯(lián)系，增強(qiáng)其安全感，同時(shí)也讓老年人少了一份對子女的擔(dān)憂與牽掛，可以安心地享受多姿多彩的生活。

1 機(jī)器人主要模塊介紹

1.1 智能圖像識(shí)別模塊

物品識(shí)別是機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)之一。此模塊可以讓老年人生活更加便利，不必操勞于瑣碎的家務(wù)活，盡享一個(gè)輕松愉快的晚年。其功能如圖1所示。

本模塊分為前端和后端兩個(gè)部分：

前端方面面向用戶，用戶可通過語音操控機(jī)器人，通過電流感應(yīng)，機(jī)器人轉(zhuǎn)化語音信號(hào)為電信號(hào)，然后再發(fā)送給后端模塊進(jìn)行處理。

后端模塊方面，對語音信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，篩選出所識(shí)別的語音，然后進(jìn)行分析理解，獲取語音信息內(nèi)容，然后機(jī)器人開始移動(dòng)，調(diào)用攝像頭，捕捉周圍物體的信息，系統(tǒng)對攝像頭捕捉到的信息進(jìn)行處理，篩選出所識(shí)別的圖像信息，通過圖像識(shí)別技術(shù)得到圖像的信息內(nèi)容，這時(shí)機(jī)器人再進(jìn)行下一步行為，從而實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別的功能。

當(dāng)老年人想讓機(jī)器人幫自己拿東西或做簡單家務(wù)時(shí)，可以通過語音發(fā)出指令，機(jī)器人接受指令后便開啟攝像頭對四周的物體進(jìn)行捕捉，并利用圖像識(shí)別技術(shù)識(shí)別物體，決定下一步操作。

1.2 智能語音對話模塊

智能語音對話模塊主要應(yīng)用的技術(shù)是語音識(shí)別技術(shù)。智能語音對話模塊的功能如圖2所示。

老年人發(fā)出語音信號(hào)，在輸入端，機(jī)器人獲取到語音信號(hào)，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)過系統(tǒng)的處理，建立出語音模型，對語音信息進(jìn)行分析處理，抽取相應(yīng)的特征，建立語音識(shí)別所需的模板，系統(tǒng)根據(jù)搜索策略找出與輸入語音匹配的模板，然后得出識(shí)別結(jié)果，對老年人的話進(jìn)行理解，完成指令。

圖1 智能識(shí)別模塊

圖2 智能語音識(shí)別模塊

譬如老年人想讓機(jī)器人拿一個(gè)板凳過來，可以下達(dá)“拿一個(gè)凳子過來”的指令，機(jī)器人通過對“拿”、“一個(gè)”“凳子”、“過來”之類的關(guān)鍵詞，對老年人說的話進(jìn)行充分理解，并調(diào)用攝像頭，通過圖像識(shí)別技術(shù)找到板凳并走過去再將其拿過來。這樣老年人的生活會(huì)更加便利、舒適，其生活質(zhì)量也會(huì)得到改善。除了人機(jī)交互外，該機(jī)器人還可實(shí)現(xiàn)人人交互，其流程如圖3所示。

老年人輸入的語音轉(zhuǎn)變成電信號(hào)加在識(shí)別系統(tǒng)的輸入端進(jìn)行語音識(shí)別，服務(wù)機(jī)器人再對所識(shí)別的語音中的關(guān)鍵詞進(jìn)行提取，找出關(guān)于人人交互的指令，機(jī)器人進(jìn)行連接手機(jī)操作，幫助老年人隨時(shí)和親朋好友進(jìn)行聯(lián)系溝通。這樣老年人獨(dú)自在家時(shí)也能感受到親情、友情的溫暖。

1.3 智能導(dǎo)航模塊

智能導(dǎo)航模塊是本機(jī)器人的特色之一。由于老年人健忘或者本身具有其它身體疾病，在外獨(dú)自行走時(shí)容易記不清路線甚至迷路，此時(shí)就需要導(dǎo)航技術(shù)來幫忙了。

當(dāng)老年人需要查詢路線時(shí)，可以直接語音說，“我想要去某某目的地”，服務(wù)機(jī)器人自動(dòng)識(shí)別出目的地，并根據(jù)目前所在地理位置結(jié)合地圖系統(tǒng)進(jìn)行路徑規(guī)劃，告訴老年人最適合的行進(jìn)路線。

1.4 智能游戲模塊

智能游戲模塊是本機(jī)器人的亮點(diǎn)。當(dāng)老年人覺得無聊時(shí)，玩游戲是一個(gè)很好的消遣時(shí)間的方式，當(dāng)老年人想玩游戲時(shí)，可通過語音激活游戲系統(tǒng)。然后，機(jī)器人的顯示屏將進(jìn)入游戲界面。游戲界面有一些益智小游戲，如：中國象棋，斗地主，圍棋等，通常這些游戲都需要多人參與，機(jī)器人內(nèi)置益智小游戲的智能程序，能夠與老年人一起進(jìn)行娛樂，滿足精神需求，使老年人的晚年生活更加豐富有趣。

2 可實(shí)現(xiàn)功能

本文基于人工智能技術(shù)所設(shè)計(jì)的養(yǎng)老服務(wù)機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)如下功能：

(1)通過智能識(shí)別的技術(shù)，服務(wù)機(jī)器人能夠幫助老年人拿東西、做簡單家務(wù)；

(2)通過語音識(shí)別的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)與老年人聊天，與不在身邊的親朋好友實(shí)時(shí)通話，讓老年人不再感到孤獨(dú)寂寞；

圖3 人人交互流程圖

(3)通過調(diào)用百度地圖API實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)航，給老年人提供準(zhǔn)確的路線指導(dǎo)；

(4)通過游戲模塊，豐富老年人的晚年生活，增加娛樂趣味。

3 總結(jié)

本機(jī)器人結(jié)合社會(huì)養(yǎng)老服務(wù)的需求設(shè)計(jì)了一款新型的服務(wù)機(jī)器人，功能豐富，富有人性化。這款服務(wù)機(jī)器人很好地將人工智能先進(jìn)的技術(shù)與生活相結(jié)合，很大程度上解決了養(yǎng)老難題，讓老年人的晚年生活更加舒適，也為家庭和社會(huì)減輕了負(fù)擔(dān)。在今后我們可以對服務(wù)機(jī)器人進(jìn)行完善，推廣應(yīng)用于養(yǎng)老服務(wù)中去，來造福更多的老年人。不過這款機(jī)器人仍存在一些問題，例如運(yùn)用語音識(shí)別技術(shù)和老年人溝通交流時(shí)，可能只能理解簡單的話語，稍微復(fù)雜就很難做出正確的回應(yīng)。隨著人工智能的語音識(shí)別技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)、自然語言處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和提高，養(yǎng)老服務(wù)機(jī)器人也會(huì)更加完善，其能力也會(huì)得到更多的保障。