■李珂心，吳智慧 Li kexin & Wu zhihui

(南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇南京 210037）

我國人口老齡化形勢日趨嚴(yán)峻，自2000年以來60歲及以上人口數(shù)量增長迅速，老齡人口占比從10.45%增長至18.70%，二十年來幾乎翻了一倍。老齡人口的增長致使勞動年齡人口比例下降的同時對養(yǎng)老保障體系造成了巨大的壓力，養(yǎng)老資源分布不均、老齡人口空巢化等問題也隨之而來。對此政府有關(guān)部門相繼出臺相關(guān)法律法規(guī)，引導(dǎo)養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)向科學(xué)化、智慧化方向發(fā)展，以緩解社會各級的養(yǎng)老壓力。

1 智慧養(yǎng)老的研究背景

1.1 人口老齡化的加劇深化了養(yǎng)老壓力

根據(jù)第七次全國人口普查數(shù)據(jù)顯示，在年齡構(gòu)成方面，60歲及以上人口占18.7%，與2010年第六次全國人口普查相比，60歲及以上人口的比重上升5.44%，且65歲及以上人口占13.5%，由此觀之我國人口老齡化趨勢仍在進(jìn)一步加深，并向高齡化方向發(fā)展。高齡化意味著半失能老人、失能老人群體在不斷擴(kuò)大[1-3]，其在養(yǎng)老環(huán)節(jié)中需要外界的干預(yù)支持增加，對養(yǎng)老資源的需求愈發(fā)強(qiáng)烈。世界上發(fā)達(dá)國家大多在經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到一定程度后才會步入老齡社會，完備的物質(zhì)資源、健全的管理制度與堅(jiān)實(shí)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)足以提供優(yōu)質(zhì)的社會養(yǎng)老服務(wù)[4]，而我國卻呈現(xiàn)“未富先老”的特征，即在物質(zhì)經(jīng)濟(jì)還未做好充分準(zhǔn)備時已步入老齡化社會，致使現(xiàn)存的養(yǎng)老保障體系與養(yǎng)老服務(wù)設(shè)施難以支撐起與日俱增的養(yǎng)老需求。

1.2 養(yǎng)老資源緊缺且供需匹配存在區(qū)域差異

人口老齡化給中國老年產(chǎn)品市場帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，但現(xiàn)階段社會上的養(yǎng)老機(jī)構(gòu)數(shù)量有限，且養(yǎng)老資源呈現(xiàn)區(qū)域、城鄉(xiāng)、省際分布不均的現(xiàn)象[5]，東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域優(yōu)于西部，城鎮(zhèn)資源優(yōu)于農(nóng)村，而人口老齡化趨勢在大體上卻與之不盡相同，東部區(qū)域人口老齡化趨勢逐漸放緩，中西部區(qū)域不斷加劇，且農(nóng)村人口老齡化程度始終超于城鎮(zhèn)[6]。在部分區(qū)域養(yǎng)老資源充足的同時，不發(fā)達(dá)區(qū)域因中青年人口流失而形成空巢化現(xiàn)象，部分老人難以滿足基礎(chǔ)生活需求，逆向發(fā)展的供需匹配關(guān)系導(dǎo)致了低發(fā)達(dá)程度地區(qū)的老人難以得到優(yōu)良的養(yǎng)老保障與服務(wù)。

■圖1 綜合智慧養(yǎng)老監(jiān)測平臺系統(tǒng)方案

1.3 智慧養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展完善

智慧養(yǎng)老的概念最早由英國生命信托基金會提出，被稱為“全智能化老年系統(tǒng)”，通過利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段，為老人提供物聯(lián)化、互聯(lián)化、智能化的養(yǎng)老服務(wù)，先進(jìn)的管理和信息技術(shù)的強(qiáng)大將老人與政府、社區(qū)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和醫(yī)護(hù)人員聯(lián)系起來[7-8]，逐步形成養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)鏈。養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展的同時，新興科技也在逐步為其成長賦能。物聯(lián)網(wǎng)通過智能設(shè)備間的聯(lián)動形成智慧養(yǎng)老家居系統(tǒng)，不再局限于單一產(chǎn)品的使用，通過整體控制達(dá)到多設(shè)備協(xié)同工作的效果，輔助傳感器設(shè)備對老人生理健康與安全進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測[9]，結(jié)合人工智能技術(shù)還可使智能產(chǎn)品具有自主學(xué)習(xí)功能，以實(shí)現(xiàn)主動干預(yù)、危險預(yù)判、解決問題、情感陪伴等功能[10]；大數(shù)據(jù)通過涉及老年人的各種智能終端、監(jiān)測傳感器與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，獲取圖片、音頻、視頻、定位、流媒體數(shù)據(jù)等信息[11]，進(jìn)行心理與行為分析后用以提升養(yǎng)老服務(wù)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)與管理，提升老人使用滿意度。

1.4 相關(guān)政策推動醫(yī)養(yǎng)事業(yè)發(fā)展

2015年國務(wù)院辦公廳《關(guān)于印發(fā)全國醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)體系規(guī)劃綱要（2015年-2020年）的通知》；2016年中共中央、國務(wù)院《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》都提到“推進(jìn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)與養(yǎng)老機(jī)構(gòu)等加強(qiáng)合作，將養(yǎng)老機(jī)構(gòu)和醫(yī)院功能相結(jié)合的新型養(yǎng)老模式”。2017年國務(wù)院發(fā)布《“十三五”國家老齡事業(yè)發(fā)展和養(yǎng)老體系建設(shè)規(guī)劃》文件，對養(yǎng)老做了長期規(guī)劃。2019年國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)養(yǎng)老服務(wù)發(fā)展的意見》，要求破除發(fā)展障礙，健全市場機(jī)制，持續(xù)完善居家為基礎(chǔ)、社區(qū)為依托、機(jī)構(gòu)為補(bǔ)充、醫(yī)養(yǎng)相結(jié)合的養(yǎng)老服務(wù)體系，在國家層面推動整個養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)升級。2020年國務(wù)院辦公廳發(fā)布《國務(wù)院辦公廳關(guān)于建立健全養(yǎng)老服務(wù)綜合監(jiān)管制度促進(jìn)養(yǎng)老服務(wù)高質(zhì)量發(fā)展的意見》細(xì)化各部門在養(yǎng)老環(huán)節(jié)中的職責(zé)，以期加快形成高效規(guī)范、公平競爭的養(yǎng)老服務(wù)統(tǒng)一市場，建立健全養(yǎng)老服務(wù)綜合監(jiān)管制度。

2 智慧養(yǎng)老的需求分析

2.1 養(yǎng)老模式轉(zhuǎn)變導(dǎo)致對養(yǎng)老機(jī)構(gòu)與平臺的需求

我國的家庭規(guī)模正在逐漸往小型化趨勢發(fā)展，根據(jù)多次人口普查數(shù)據(jù)結(jié)果得出，1982年我國家庭平均人數(shù)為4.41人，至2010年已減為3.10人，2020年更是創(chuàng)下2.62人的新低，學(xué)者推測到2050年只有2.51人每戶。家庭規(guī)模小型化趨勢伴隨著老齡人口劇增，直接結(jié)果就是空巢老人數(shù)量的增加和以家庭為單位的養(yǎng)老壓力增加。伴隨老年人身體、認(rèn)知功能等多維度的下降，在照料時會有著巨大的人力物力需求[12]。且由于空巢家庭的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的居家養(yǎng)老模式難以持續(xù)，未來很難單純依賴子女進(jìn)行養(yǎng)老，養(yǎng)老逐漸轉(zhuǎn)化為社會問題，將依托于多方的協(xié)同合作，由社區(qū)、政府、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)等多方參與共同完成[13]。在此趨勢下，對養(yǎng)老及醫(yī)療相關(guān)的社會保障服務(wù)需求會大幅增加，居家養(yǎng)老也由傳統(tǒng)意義上的在家里養(yǎng)老轉(zhuǎn)變?yōu)橐跃蛹覟榛A(chǔ)、社區(qū)為依托、機(jī)構(gòu)為支撐三位一體新模式[14-15]。相關(guān)養(yǎng)老平臺的出現(xiàn)可在一定程度上緩解這一問題，經(jīng)過實(shí)地走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn)，多處養(yǎng)老院、社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)中心正在逐步使用綜合養(yǎng)老平臺，主要包含了睡眠監(jiān)護(hù)平臺、安全監(jiān)護(hù)平臺、生命體征檢測平臺、呼叫救助平臺、慢性病管理平臺、線上問診平臺等。即使在居家養(yǎng)老模式下，也可依托養(yǎng)老服務(wù)企業(yè)或社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)中心，享受到平臺專業(yè)的服務(wù)、治療與救助。

2.2 智能化水平提升促發(fā)智慧養(yǎng)老需求

老齡人口數(shù)量與養(yǎng)老服務(wù)人員數(shù)量不平衡，老人難以獲得完備的照顧與護(hù)理，且工作人員工作量往往超標(biāo)，長此以往會因疲勞工作出現(xiàn)意外差錯。為了減負(fù)工作人員工作并提升老人體驗(yàn)感，一些機(jī)械性、重復(fù)性的工作已不需要完全的人工操作，通過智能設(shè)備的引入來釋放部分工作人員部分工作，使工作人員投入到更精細(xì)且需要更多經(jīng)驗(yàn)的工作中去，或?yàn)槔先颂峁┣楦谢樟戏?wù)[15]。而一些監(jiān)測、收集類工作如體溫監(jiān)測、體征監(jiān)測、信息采集等可以通過機(jī)器設(shè)備來代替人工，機(jī)器可以更好地將信息分類處理，在出現(xiàn)問題時進(jìn)行相應(yīng)的反饋措施[16-17]。同時在云端建立大數(shù)據(jù)庫，通過進(jìn)行心理與行為分析后，在養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)鏈前端的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)使用，以提升養(yǎng)老服務(wù)水平及產(chǎn)品使用體驗(yàn)，提升老人使用滿意度[18]。

3 現(xiàn)有智慧養(yǎng)老平臺的類型分析

現(xiàn)有智慧養(yǎng)老平臺品牌主要可將其分為服務(wù)提供型平臺和專項(xiàng)監(jiān)測型平臺兩大類。

3.1 服務(wù)提供型平臺

服務(wù)提供型平臺主要依托智能手機(jī)、電腦、顯示終端、智能攝像頭等設(shè)備獲取老人需求信息，并為其提供針對性服務(wù)，如適老化改造、購物、保潔、助浴、助餐等生活化服務(wù)和慢性病干預(yù)、健康體檢、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院、保健康復(fù)、緊急救助等醫(yī)療服務(wù)[19]。解決了因信息溝通不及時、了解不全面而造成的老人在有需求時難以精準(zhǔn)快速找到相應(yīng)服務(wù)產(chǎn)品的問題，且可以通過攝像頭、顯示終端等設(shè)備與老人進(jìn)行互動溝通，在保障老人健康安全的同時關(guān)照老人心理健康及情緒感受，提供精神慰藉與心靈撫慰[20-21]。

3.2 專項(xiàng)監(jiān)測型平臺

專項(xiàng)監(jiān)測型平臺主要以傳感器、攝像頭、紅外檢測儀等硬件設(shè)備獲取信息，通過對老人行為健康、周圍環(huán)境安全等內(nèi)容的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)老人健康安全問題及周邊環(huán)境問題[22]，解決了傳統(tǒng)醫(yī)養(yǎng)場景中有突發(fā)狀況時不能及時被發(fā)現(xiàn)救助的問題，進(jìn)一步結(jié)合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)預(yù)判老人健康狀況及疾病發(fā)生風(fēng)險，達(dá)到防患于未然、治未病的效果[23-24]。

根據(jù)我國現(xiàn)階段現(xiàn)有養(yǎng)老市場的實(shí)際情況，通過調(diào)研和總結(jié)歸納分析，現(xiàn)有部分養(yǎng)老平臺的類型及其主要內(nèi)容如表1所示。

表1 養(yǎng)老平臺類型及主要內(nèi)容

4 智慧養(yǎng)老智能家居監(jiān)測平臺的設(shè)計(jì)

4.1 總體設(shè)計(jì)原則

（1）隱私保障：監(jiān)測視頻安全性高，安全監(jiān)護(hù)的同時保護(hù)老年人隱私[23]。

（2）安全保障：不僅能手動報警求救，監(jiān)測到異常也能自動報警求救及定位。

（3）子女放心：子女既能及時了解父母生活狀況，又不能打擾老人正常生活或護(hù)理人員工作。

（4）平臺管理：能滿足養(yǎng)老機(jī)構(gòu)日常運(yùn)營，人員、健康、設(shè)備數(shù)據(jù)可查、可管理。

（5）增效減負(fù)：通過智能化建設(shè)，提高管理效率，降低意外事故和運(yùn)營成本。

4.2 智能家居監(jiān)測平臺的設(shè)計(jì)

智能家居監(jiān)測平臺的設(shè)計(jì)分為智慧養(yǎng)老監(jiān)測平臺系統(tǒng)設(shè)計(jì)和機(jī)器視覺監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

4.2.1 智慧養(yǎng)老監(jiān)測平臺系統(tǒng)設(shè)計(jì)

如圖1，該設(shè)計(jì)方案包括養(yǎng)老房間監(jiān)測設(shè)備、機(jī)房、云服務(wù)器、照護(hù)站監(jiān)測設(shè)備。該養(yǎng)老場景綜合監(jiān)護(hù)方案基于現(xiàn)有養(yǎng)老場景及目標(biāo)用戶分析，通過智能攝像頭、生命探頭、定位信標(biāo)、IP床位分機(jī)、求救按鈕、傳感器等機(jī)器視覺或終端設(shè)備建立監(jiān)測系統(tǒng)，智能攝像頭可直接識別異常行為并提出解決方案，生命探頭可監(jiān)測空間內(nèi)有無生命活動，定位信標(biāo)可記錄空間內(nèi)人員出入情況，IP床位分機(jī)可用于老人與照護(hù)站進(jìn)行語音交流，求救按鈕可在老人發(fā)生意外時被觸發(fā)并發(fā)出警報，傳感器采集場景內(nèi)溫濕度和空氣質(zhì)量等環(huán)境指標(biāo)；機(jī)房設(shè)有系統(tǒng)服務(wù)器，通過養(yǎng)老院內(nèi)部局域網(wǎng)，將場景內(nèi)所獲取的數(shù)據(jù)信息分析處理后傳送至照護(hù)站；同時通過云服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)分別將信息傳遞至子女手機(jī)App和大數(shù)據(jù)庫。

4.2.2 機(jī)器視覺監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該設(shè)計(jì)方案包括了空氣質(zhì)量監(jiān)測、環(huán)境安全監(jiān)測、老人行為監(jiān)測和老人健康監(jiān)測等系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（1）空氣質(zhì)量監(jiān)測

如表2所示，空氣質(zhì)量主要監(jiān)測指標(biāo)為：溫度、濕度、CO濃度、CO2濃度、甲醛濃度、CH4濃度及TVOC濃度等，其監(jiān)測范圍依據(jù)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2020》GB/T18883-2020執(zhí)行。當(dāng)通過場景或室內(nèi)的機(jī)器視覺（傳感器）所采集或監(jiān)測指標(biāo)出現(xiàn)異常情況時會立刻報警，信息會反饋在管理平臺界面上或子女手機(jī)App上。在接入全屋智能平臺時，可通過監(jiān)測指標(biāo)的變化來控制室內(nèi)智能設(shè)備的開關(guān)或其他相應(yīng)操作，如當(dāng)溫度高于28 ℃時自動打開空調(diào)，CO2濃度高于0.10 %時自動打開空氣凈化器等。

表2 空氣質(zhì)量監(jiān)測

表2 空氣質(zhì)量監(jiān)測（續(xù)）

（2）環(huán)境安全監(jiān)測

如表3所示，環(huán)境安全主要監(jiān)測指標(biāo)為：外人闖入報警、出入門禁管理、陽臺門窗異常闖入等。通過機(jī)器視覺（紅外傳感器、攝像頭等）監(jiān)測區(qū)域人員流動情況，借助面部識別技術(shù)分析人員類型，如若為未錄入系統(tǒng)的陌生人員闖入或出現(xiàn)其他異常狀況，則自動反饋至管理平臺或報警處理；出入門禁管理可識別老人經(jīng)過房門的行為，并記錄下老人出入情況；陽臺門窗異常闖入可通過紅外或其他方式監(jiān)測，在夜晚、室內(nèi)無人時若有異常闖入行為則反饋至管理平臺或報警處理。

表3 環(huán)境安全監(jiān)測

（3）老人行為監(jiān)測

如表4所示，老人行為主要監(jiān)測指標(biāo)為：主要監(jiān)測老人有無摔跤、躺倒、長時間無動作等行為。借助機(jī)器視覺（攝像頭等）監(jiān)測及其智能算法提取人體關(guān)節(jié)點(diǎn)的骨架圖，通過節(jié)點(diǎn)在三維坐標(biāo)的位置判斷老人的行為。

表4 老人行為監(jiān)測

（4）老人健康監(jiān)測

如表5，老人健康主要監(jiān)測指標(biāo)為：體溫監(jiān)控和睡眠狀況。通過機(jī)器視覺（傳感器、攝像頭等）紅外測溫獲取老人體溫數(shù)據(jù)，并將其制作為曲線圖，以方便隨時查看體溫變化趨勢，當(dāng)體溫出現(xiàn)異常時立即發(fā)出警報。并監(jiān)測老人夜間睡眠質(zhì)量，主要監(jiān)測數(shù)據(jù)為起夜及翻身的次數(shù)和時間，并生成老人睡眠大數(shù)據(jù)，同時可接入外部睡眠監(jiān)測傳感器，進(jìn)行更深層次的睡眠指標(biāo)監(jiān)測，并將信息同步至綜合管理平臺[25-26]。

表5 老人健康檢測

5 結(jié)語

本研究設(shè)計(jì)的基于智慧養(yǎng)老場景下的智能家居監(jiān)測平臺，可實(shí)現(xiàn)對老人的行為監(jiān)控，達(dá)到行為監(jiān)測、行為預(yù)判、自動提出解決方案的效果，并在用戶使用過程中不斷學(xué)習(xí)迭代，以達(dá)到監(jiān)測識別準(zhǔn)確率的提高和平臺解決方案的優(yōu)化。在養(yǎng)老場景中使用此綜合監(jiān)測平臺時，可減輕傳統(tǒng)醫(yī)養(yǎng)場景中因純?nèi)斯けO(jiān)測操作而形成的高工作量、高出錯率的問題，解放工作人員部分工作，投入到需要經(jīng)驗(yàn)與情感的工作中去；在居家養(yǎng)老及養(yǎng)老機(jī)構(gòu)中使用時，可避免老人有突發(fā)狀況時不能及時被發(fā)現(xiàn)救助的問題，防止因錯過最佳治療期而造成不可扭轉(zhuǎn)的后果。老人可以自主通過終端設(shè)備與醫(yī)護(hù)人員和親屬交流，在滿足老人生活基本需求的同時給予其心理、精神及情感照料，子女也可以通過手機(jī)等終端設(shè)備快速查看監(jiān)測狀況，信息實(shí)時溝通無障礙，使得出門在外的子女更安心。

在智慧養(yǎng)老的趨勢下，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)手段，搭載智能新技術(shù)為智慧健康養(yǎng)老系統(tǒng)賦能已成為大勢所趨。該平臺的設(shè)計(jì)研究可以更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集與整理，在網(wǎng)絡(luò)層面建立大數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的云端共享。對接各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)及養(yǎng)老服務(wù)資源，建立老年人健康動態(tài)監(jiān)測機(jī)制，整合信息資源，為老年人提供智慧健康養(yǎng)老服務(wù)；對接養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)鏈前端部門，在養(yǎng)老服務(wù)設(shè)計(jì)的初期階段運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析，更有針對性地進(jìn)行產(chǎn)品與服務(wù)開發(fā)；對接政府平臺與相關(guān)執(zhí)政部門，根據(jù)大數(shù)據(jù)完善頂層設(shè)計(jì)，助力養(yǎng)老總體框架的搭建和部署。