老年人護(hù)理服務(wù)機(jī)器人設(shè)計(jì)研究

孫楷強(qiáng) 臧嘉帥 張明芳

摘要：本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀以及相關(guān)理論研究，闡述了老年人的護(hù)理需求及護(hù)理機(jī)器人的相應(yīng)功能，分析了護(hù)理服務(wù)機(jī)器人在設(shè)計(jì)中的諸多要素，為健康護(hù)理機(jī)器人下步的研發(fā)提供參考。為豐富和發(fā)展老年人護(hù)理服務(wù)機(jī)器人的護(hù)理方式和產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)及技術(shù)研究奠定了基礎(chǔ)，對(duì)推動(dòng)護(hù)理機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程具有重要意義。

關(guān)鍵詞：老年人;護(hù)理;服務(wù)機(jī)器人設(shè)計(jì)

中國(guó)分類(lèi)號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）01-0055-02

1 服務(wù)機(jī)器人概述

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）最新資料，機(jī)器人的定義如下：具有一定程度的自主能力，可在其環(huán)境內(nèi)運(yùn)動(dòng)以執(zhí)行預(yù)期任務(wù)的可編程執(zhí)行機(jī)構(gòu)。目前，國(guó)際上一般把機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人。按照國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟（IFR）按照應(yīng)用領(lǐng)域劃分的分類(lèi)，將服務(wù)機(jī)器人分為個(gè)人/家用機(jī)器人（Personal/DomesticRobots）和專(zhuān)業(yè)服務(wù)機(jī)器人（Professional Service Robots）兩大類(lèi)。服務(wù)機(jī)器入主要從事維護(hù)保養(yǎng)、修理、運(yùn)輸、清洗、保安、救援、監(jiān)護(hù)等應(yīng)用領(lǐng)域。其中，個(gè)人/家用機(jī)器入主要包括：家庭作業(yè)機(jī)器人、娛樂(lè)休閑機(jī)器人、殘障輔助機(jī)器人、住宅安全和監(jiān)視機(jī)器人等;專(zhuān)業(yè)服務(wù)機(jī)器入主要包括：場(chǎng)地機(jī)器人（ Fieldrobotics）、專(zhuān)業(yè)清潔機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、物流用途機(jī)器人、檢查和維護(hù)保養(yǎng)機(jī)器人、建筑機(jī)器人、水下機(jī)器人，以及國(guó)防、營(yíng)救和安全應(yīng)用機(jī)器人等。

2 老年人護(hù)理設(shè)施現(xiàn)狀

根據(jù)功能的不同，可以將老年人基礎(chǔ)護(hù)理設(shè)施分為起居飲食設(shè)施、助行器械、洗浴如廁設(shè)施及緊急呼叫系統(tǒng)設(shè)施等幾大類(lèi)。據(jù)調(diào)查顯示，大部分老年人都是在以床為中心的范圍內(nèi)進(jìn)行主體活動(dòng)的，然而當(dāng)前大多數(shù)的老年人基礎(chǔ)護(hù)理設(shè)施都與床之間缺乏必要的聯(lián)系，護(hù)理人員每次都要花費(fèi)力氣將老年人轉(zhuǎn)移到這些設(shè)施之上，這既給護(hù)理人員帶來(lái)了不小的麻煩，也讓老年人備受折騰，因此導(dǎo)致雙方都情緒低落，缺乏行動(dòng)的積極性。再者，護(hù)理人員在轉(zhuǎn)移老年人的過(guò)程中極易出現(xiàn)意外，這無(wú)疑增加了老年人的安全風(fēng)險(xiǎn)，不利于保障老年人的生活安全。另外，很多家庭雖然都安裝有老年人緊急呼叫系統(tǒng)設(shè)施，但這些設(shè)施一般都是固定在某一個(gè)位置上的，當(dāng)老年人離該位置較遠(yuǎn)或身體出現(xiàn)癱瘓時(shí)，往往無(wú)法觸及這些設(shè)施，導(dǎo)致設(shè)施失去了效用。

3 老年人服務(wù)機(jī)器人設(shè)計(jì)的意義

在未來(lái)的設(shè)計(jì)發(fā)展中，老年人護(hù)理服務(wù)機(jī)器人可以應(yīng)用于醫(yī)院、養(yǎng)老院等公共場(chǎng)所中，對(duì)相關(guān)醫(yī)護(hù)人員提供必要的幫助，減輕醫(yī)護(hù)人員的體力負(fù)擔(dān);同時(shí)也可以走入家庭，為居家老人提供生活上的幫助，協(xié)助家庭中的其他成員能夠更加輕松高效地完成對(duì)老年人群的護(hù)理服務(wù)工作。所以設(shè)計(jì)一款老年人服務(wù)機(jī)器人對(duì)于醫(yī)院的護(hù)理人員、家庭成員、老年人自身都具有重要的意義。

4 老年人護(hù)理服務(wù)機(jī)器人設(shè)計(jì)實(shí)例分析

豐田公司201 7年首次推出了它的第一個(gè)自動(dòng)助手——人類(lèi)護(hù)理機(jī)器人（HSR），已在美國(guó)家庭展開(kāi)服務(wù)，該機(jī)器人用于幫助殘疾人自行完成日常任務(wù)，比如開(kāi)門(mén)、從食品柜中取食物或水等，如圖1所示，也用于日本的醫(yī)院，幫助照顧國(guó)內(nèi)的老齡化人群。HSR機(jī)器人高度約為1米，身體可以伸縮、手臂可以折疊，手掌也非常靈活，雖然沒(méi)有腿，但輪式底座可以在平坦的地面上移動(dòng)。此外，由于在機(jī)器人身上安裝搭載了系統(tǒng)性傳感器，可對(duì)家中物品進(jìn)行掃描識(shí)別，從而自動(dòng)創(chuàng)建出一個(gè)合理的操作范圍。比如，用戶可通過(guò)嘴來(lái)點(diǎn)擊平板電腦輸入命令，HSR機(jī)器人就會(huì)做出相應(yīng)反應(yīng)，當(dāng)然它也能接受普通的語(yǔ)音命令。

5 老年人護(hù)理服務(wù)機(jī)器人設(shè)計(jì)思路

5.1 界面設(shè)計(jì)

就目前而言，雖然不當(dāng)?shù)臋C(jī)器人設(shè)計(jì)方案與機(jī)器人功能的發(fā)揮之間并不是絕對(duì)的因果關(guān)系，但是相關(guān)用戶數(shù)據(jù)表明，用戶在使用機(jī)器人時(shí)缺乏全面、有效地培訓(xùn)，導(dǎo)致使用機(jī)器人的過(guò)程中出現(xiàn)了諸多的問(wèn)題，這一類(lèi)原因產(chǎn)生的使用問(wèn)題占服務(wù)機(jī)器人用戶反映問(wèn)題的70%到90%，占有相當(dāng)大的比例。用戶操作不當(dāng)可能對(duì)老年病人造成更嚴(yán)重的危害，其中導(dǎo)致操作不當(dāng)?shù)囊粋€(gè)問(wèn)題就是操作難度較高，而操作界面的不清晰、不明確就導(dǎo)致了操作難度的增大。

因?yàn)榉?wù)機(jī)器人屬于高科技產(chǎn)品，其功能復(fù)雜，因此必須經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確的控制臺(tái)操作進(jìn)行使用?？刂婆_(tái)、按鍵遙控、控制顯示模塊組成了服務(wù)機(jī)器人的控制系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師首先應(yīng)當(dāng)站在用戶的角度進(jìn)行思考：如何迅速地認(rèn)清控制臺(tái)，如何全面準(zhǔn)確地辨識(shí)電源和控制按鍵，如何從顯示裝置上獲得操作信息等。同時(shí)，要依靠用戶自身的能力實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制也是不可能的，因此控制系統(tǒng)中必須包括糾錯(cuò)報(bào)警系統(tǒng)，一旦用戶操作失誤，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)發(fā)出警報(bào)并進(jìn)行糾正。

同時(shí)，還要兼顧用戶操作同類(lèi)產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)及操作習(xí)慣，在設(shè)計(jì)服務(wù)機(jī)器人操作系統(tǒng)之時(shí)，要考慮到大多數(shù)用戶的操作習(xí)慣，使得控制系統(tǒng)各個(gè)模塊都與用戶的實(shí)際操作能力相匹配。這些能力具體包括的是：用戶的思維力、體力、記憶力、視力、聽(tīng)力等。出于這些能力因素的考慮，設(shè)計(jì)人員要將各個(gè)功能操作進(jìn)行簡(jiǎn)化.按照適當(dāng)?shù)呐帕蟹绞剑x擇適當(dāng)內(nèi)容和大小的圖案、字體，將控制與顯示之間的關(guān)系明確地凸顯出來(lái)，減少用戶操作系統(tǒng)時(shí)面臨的困難。同時(shí)，要適當(dāng)調(diào)整語(yǔ)音播報(bào)的聲音強(qiáng)度，保證能夠被用戶容易地聽(tīng)到，且音量也不可過(guò)大，并考慮噪音環(huán)境下適當(dāng)增大音量。同時(shí)，要考慮視覺(jué)信號(hào)的強(qiáng)度，使用戶在各種燈光和黑暗環(huán)境下，以及適當(dāng)?shù)木嚯x范圍內(nèi)都可以清晰地接收到視覺(jué)信號(hào)，并且要保證信號(hào)也不可過(guò)大刺激人眼。另外，還要考慮標(biāo)識(shí)在顯示裝置上的首字母易于用戶辨認(rèn)，消除用戶使用時(shí)的疑惑。

5.2 形態(tài)設(shè)計(jì)

對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品而言，其借由形態(tài)與使用方式與用戶建立使用關(guān)系。例如，門(mén)窗上裝著把手，則人就通過(guò)把手打開(kāi)，以此建立使用關(guān)系。門(mén)窗的推拉是由門(mén)窗的向內(nèi)向外打開(kāi)來(lái)決定的，如果搞錯(cuò)了打開(kāi)方式，則就不能順利打開(kāi)。因此，在設(shè)計(jì)服務(wù)機(jī)器人時(shí)，最大的難度在于以設(shè)計(jì)讓用戶輕松地獲得機(jī)器人的使用方法，而進(jìn)行后續(xù)的使用培訓(xùn)則浪費(fèi)成本和資源。所以，在設(shè)計(jì)服務(wù)機(jī)器人時(shí)，如果能顧符合人體學(xué)特征，則用戶就能輕而易舉地上手。若操作復(fù)雜，則機(jī)器人產(chǎn)品市場(chǎng)受歡迎程度會(huì)大幅降低。

設(shè)計(jì)直立的機(jī)器人形體，給人以挺拔感;設(shè)計(jì)水平形體，則具有安全感;設(shè)計(jì)曲面、曲線形體，則給人以柔美、溫暖的感覺(jué)。因此，在良好地實(shí)現(xiàn)機(jī)器人功能的基礎(chǔ)上，盡量采用曲面設(shè)計(jì)，則可以獲得更多用戶的好感。

5.3 色彩設(shè)計(jì)

產(chǎn)品的色彩內(nèi)容及多種色彩的搭配不同，則給人的感覺(jué)就有所不同。例如，白色讓人倍感輕松明快、整潔干凈。而在機(jī)器人產(chǎn)品中，使用白的的最多。但是，由于白色過(guò)于單調(diào)，可能引起人的不滿情緒;綠色代表著希望，能夠營(yíng)造出輕松、安靜的環(huán)境，同時(shí)也可以降低眼壓，緩解疲勞，在人的生理和心理上具有積極的作用。另外，顏色強(qiáng)度的選擇、搭配顏色種類(lèi)、搭配方式、圖案條紋等，都應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)中充分考慮。（1）質(zhì)樸、輕柔、簡(jiǎn)潔、自然的色彩，可以營(yíng)造出安靜、祥和、莊重的氛圍，與老年人的心理需求和生活元素較為符合，可以作為服務(wù)機(jī)器人的基本色彩;（2）親切、活波、開(kāi)朗、帶有動(dòng)感的顏色可以作為服務(wù)機(jī)器人的裝飾、輔助色彩，將其用于機(jī)器人的操作臺(tái)、顯示裝置等部分，可以加強(qiáng)機(jī)器人的親切感;（3）具有穩(wěn)重、剛性、大方的色彩，能夠給人帶來(lái)明顯的視覺(jué)沖擊，將其作為服務(wù)機(jī)器人的輔助色，體現(xiàn)出熱情、奔放、熾熱的感覺(jué)，豐富了機(jī)器人單調(diào)的色彩;（4）具有深沉、嚴(yán)肅、樸實(shí)等特點(diǎn)的色彩，能夠體現(xiàn)出加堅(jiān)定、悠遠(yuǎn)、深刻的感覺(jué)，以此為機(jī)器人的輔助色彩，能夠增加服務(wù)機(jī)器人的厚重感。

總體而言，服務(wù)機(jī)器人要達(dá)到性能良好、外觀舒適、操作簡(jiǎn)便、色彩恰當(dāng)，才能夠提升用戶的體驗(yàn)，從而使得服務(wù)機(jī)器人獲得更多的市場(chǎng)空間。

6 結(jié)語(yǔ)

一個(gè)好的機(jī)器人設(shè)計(jì)，不在于它是否具有多么先進(jìn)的技術(shù)或者是多么漂亮的外觀，而在于它是否真能急用戶之所急，憂用戶之所憂，幫助他們克服護(hù)理過(guò)程中所遇見(jiàn)的各種生理或心理上的實(shí)際問(wèn)題，在平衡各種矛盾，協(xié)調(diào)各種關(guān)系的過(guò)程中，將人——產(chǎn)品——使用環(huán)境融入到一個(gè)和諧的系統(tǒng)里，設(shè)計(jì)出最優(yōu)化的產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品才會(huì)為大家所接受，在市場(chǎng)上具有強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力。

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