基于物聯(lián)網(wǎng)與深度學(xué)習(xí)的健康監(jiān)測管理服務(wù)平臺(tái)研究

許莉麗

（浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江省杭州市 310018）

1 健康監(jiān)測管理的現(xiàn)狀與不足分析

隨著城市化進(jìn)程與人們工作生活節(jié)奏的加快與壓力增大，人們健康監(jiān)測實(shí)時(shí)管理與健康服務(wù)對接意識(shí)的淡泊或者存在需求無法得到滿足的匱乏問題；隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，人口老齡化問題逐步凸顯，這類人群現(xiàn)在隨著子女的異地求學(xué)工作造成空巢或者獨(dú)居的情況越來越多，但是他們往往有時(shí)候健康狀況不佳、慢性病亞健康或者不健康甚至生活不能自理的也不在話下，但市場上的健康服務(wù)管理供應(yīng)商更多的是線下機(jī)構(gòu)，很多老人行動(dòng)不便利或者覺得不方便，往往耽誤了很多實(shí)時(shí)監(jiān)測管理健康數(shù)據(jù)并接受相關(guān)健康服務(wù)的時(shí)間和機(jī)會(huì)；隨著國家鄉(xiāng)村振興計(jì)劃的推進(jìn)，新農(nóng)村地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施與農(nóng)民生活配套已經(jīng)提升不少，但是很多醫(yī)療設(shè)施、營養(yǎng)師、健身教練、養(yǎng)生新媒體博主、醫(yī)療專家軟性資源還是在大城市比例較高，并未在新農(nóng)村地區(qū)普及實(shí)際落地，但是新農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)民收入在提升，健康管理與服務(wù)需求在加大，但是資源與配套不平均造成了他們對于自身健康監(jiān)測管理與服務(wù)對接的需求無法得到滿足。

基于上述三類人群健康監(jiān)測管理的需求與不足的現(xiàn)狀，目前已經(jīng)有一些產(chǎn)品關(guān)注了健康監(jiān)測管理服務(wù)，但是卻存在一定的局限性和不足，大體上來說可以分成三類：第一類如智能手環(huán)或手表等，雖具備自動(dòng)健康數(shù)據(jù)采集功能，但缺乏后續(xù)分析與健康服務(wù)對接；第二類如線上健康分析診斷平臺(tái)等，可基于大數(shù)據(jù)生成健康報(bào)告，但數(shù)據(jù)采集不自動(dòng)和無健康服務(wù)對接；第三類如健身或營養(yǎng)推薦App 等，被動(dòng)提供健康服務(wù)，例如健身課程等，但不是基于數(shù)據(jù)分析的智能推薦引流。

針對上述的健康監(jiān)測管理需求現(xiàn)狀與已有產(chǎn)品的應(yīng)用現(xiàn)狀總結(jié)，不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的已有產(chǎn)品或平臺(tái)存在例如智能手環(huán)缺少后續(xù)的健康報(bào)告和自動(dòng)智能推薦健康方案、健康管理類App 無智能推薦的C2C 專業(yè)健康服務(wù)、健康營養(yǎng)類APP 無健康數(shù)據(jù)采集與健康分析和智能推薦的缺點(diǎn)，整體來說功能不全面、研究不深入與服務(wù)不到位，不能更好地做到對自身健康的監(jiān)測、管理與后續(xù)的電商服務(wù)銷售模式下的健康服務(wù)對接。因此，迫切需要一個(gè)集個(gè)人健康數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集監(jiān)測、自動(dòng)化生成健康分析報(bào)告，再到后續(xù)智能推薦對接健康服務(wù)于一體的數(shù)字化平臺(tái)。正是基于上述的現(xiàn)狀，開展應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)與人工智能手段實(shí)現(xiàn)一個(gè)跨越時(shí)間與空間的健康監(jiān)測管理平臺(tái)的研究。接下來對平臺(tái)的研究實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行闡述。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)與深度學(xué)習(xí)的健康監(jiān)測管理服務(wù)平臺(tái)的研究

基于上述的現(xiàn)狀與不足分析，目前還沒有把健康數(shù)據(jù)檢測和后續(xù)的健康恢復(fù)服務(wù)連接在一起的平臺(tái)與產(chǎn)品，因此提出融合物聯(lián)網(wǎng)、人工智能深度學(xué)習(xí)與智能推薦算法的AIoT 前沿技術(shù)實(shí)現(xiàn)集“數(shù)據(jù)采集監(jiān)測+智能分析+智能對接服務(wù)”三位一體流程化的健康監(jiān)測管理服務(wù)平臺(tái)研究，用戶使用平臺(tái)時(shí)可以通過物聯(lián)網(wǎng)采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)健康數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確的采集和健康數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新查看。此外還將根據(jù)用戶目前的身體健康數(shù)據(jù)個(gè)性化推薦健身教練一對一直播教學(xué)、專業(yè)營養(yǎng)師跟蹤一對一咨詢、養(yǎng)生論壇推文服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)+診療服務(wù)等系列健康服務(wù)管理?；谖锫?lián)網(wǎng)與深度學(xué)習(xí)的健康監(jiān)測管理服務(wù)平臺(tái)可以為一切關(guān)心自身健康的人們服務(wù)，精準(zhǔn)定位于白領(lǐng)、老年人和新農(nóng)村地區(qū)農(nóng)民人群。通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對用戶進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)健康數(shù)據(jù)的檢測，大數(shù)據(jù)分析與智能化生成用戶的健康監(jiān)測分析報(bào)告，后續(xù)自動(dòng)化對接智能推薦的個(gè)性化健康服務(wù)，包括三大部分，具體的原理內(nèi)涵闡述如下：

2.1 物聯(lián)網(wǎng)健康數(shù)據(jù)采集與阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)云端上收精準(zhǔn)信息匹配

（1）物聯(lián)網(wǎng)健康數(shù)據(jù)采集上傳：用戶通過我們定制的物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備或設(shè)置在社區(qū)的智能采集點(diǎn)，通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備自動(dòng)采集體溫、心率等健康數(shù)據(jù)。用戶通過體溫檢測模塊和心率采集模塊采集到體溫與心率，并將這些數(shù)據(jù)上傳至阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)云端。

（2）用戶通過微信小程序端注冊上傳個(gè)人照片至人臉庫服務(wù)器上，該庫收集了所有用戶的人臉信息，通過人臉智能算法生成與用戶信息匹配的人臉I(yè)D。云端會(huì)將人臉I(yè)D 與采集到的健康數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)匹配，確保數(shù)據(jù)的安全性與精確性。

2.2 健康大數(shù)據(jù)分析與基于人工智能深度學(xué)習(xí)算法的健康報(bào)告生成

（1）健康大數(shù)據(jù)分析：將實(shí)時(shí)采集或者階段性采集（社區(qū)點(diǎn)）的體溫和心率信息整合成健康大數(shù)據(jù)樣本集，并對健康大數(shù)據(jù)樣本集進(jìn)行信息歸納、檢索、整合。

（2）基于人工智能深度學(xué)習(xí)模型的健康監(jiān)測分析報(bào)告生成：平臺(tái)在健康大數(shù)據(jù)分析的樣本集基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)集輸入訓(xùn)練完成的人工智能深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行預(yù)測與判定生成用戶的健康檢測分析報(bào)告，為后續(xù)的健康服務(wù)自動(dòng)化智能化推薦與對接提供了良好的依據(jù)與基礎(chǔ)。此處人工智能深度學(xué)習(xí)模型是基于時(shí)間序列LSTM 算法經(jīng)過前期大量健康數(shù)據(jù)樣本訓(xùn)練生成的具有精準(zhǔn)擬合性和可遷移性的深度學(xué)習(xí)模型。

2.3 自動(dòng)化智能推薦算法支持下的健康服務(wù)對接

（1）智能推薦算法支持的健康服務(wù)對接：基于模塊2 的健康監(jiān)測分析報(bào)告生成，應(yīng)用智能推薦算法，自動(dòng)生成智能推薦結(jié)果與之對接，包括健身服務(wù)、營養(yǎng)餐計(jì)劃推薦咨詢服務(wù)、養(yǎng)生知識(shí)推薦服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)+診療服務(wù)等。

（2）多樣化的健康服務(wù)電商銷售模式：基于智能推薦結(jié)果直接給出相關(guān)的健身教練一對一直播服務(wù)、營養(yǎng)師推薦方案與一對一咨詢服務(wù)、養(yǎng)生知識(shí)論壇與個(gè)性化推文服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)+診療醫(yī)師服務(wù)便于用戶選擇購買。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)與深度學(xué)習(xí)的健康監(jiān)測管理服務(wù)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

平臺(tái)使用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和電商智能推薦服務(wù)等計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)與數(shù)字化服務(wù)電商理念為社會(huì)與產(chǎn)品定位人群提供集物聯(lián)網(wǎng)采集心率體溫、用戶人臉識(shí)別信息精準(zhǔn)匹配、健康大數(shù)據(jù)分析與智能健康報(bào)告生成以及自動(dòng)智能化健康方案推薦與電商健康服務(wù)銷售成交等功能齊全的健康監(jiān)控管理與健康服務(wù)銷售數(shù)字化方案。具體實(shí)現(xiàn)分成三大部分，分別是基于物聯(lián)網(wǎng)的健康數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、基于大數(shù)據(jù)與深度學(xué)習(xí)的健康數(shù)據(jù)分析報(bào)告生成和基于智能推薦算法的健康服務(wù)自動(dòng)對接與銷售。接下來對這三大部分進(jìn)行闡述。

3.1 基于物聯(lián)網(wǎng)的健康數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集

在健康數(shù)據(jù)采集過程中，應(yīng)用阿里云物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺(tái)匹配的樹莓派（內(nèi)置AliOS 物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)）開發(fā)板連接相關(guān)的心率、體溫和攝像頭傳感器設(shè)備，形成物聯(lián)網(wǎng)健康數(shù)據(jù)采集硬件套件，將該硬件套件內(nèi)置到物聯(lián)網(wǎng)采集設(shè)備成物聯(lián)網(wǎng)穿戴設(shè)備，或者將上述硬件套件部署到社區(qū)的健康數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)采集屋內(nèi)，成為平臺(tái)的健康數(shù)據(jù)采集終端?；诮K端（集成產(chǎn)品的物聯(lián)網(wǎng)硬件套件的物聯(lián)網(wǎng)采集設(shè)備或社區(qū)采集屋）的健康數(shù)據(jù)采集過程與攝像頭采集數(shù)據(jù)。同時(shí)上收到阿里云物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺(tái)，進(jìn)行基于人臉識(shí)別算法的信息匹配與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

3.2 基于大數(shù)據(jù)與深度學(xué)習(xí)的健康數(shù)據(jù)分析報(bào)告生成

從云端收集整合的用戶健康大數(shù)據(jù)樣本集將自動(dòng)流入基于時(shí)間序列LSTM 的人工智能深度學(xué)習(xí)算法模型，并預(yù)測輸出該用戶的健康數(shù)據(jù)分析報(bào)告，這個(gè)過程包含了兩大要點(diǎn)，第一大要點(diǎn)是云端用戶健康大數(shù)據(jù)分析，對于該部分的數(shù)據(jù)經(jīng)過采集處理、篩選與整合形成適合于人工智能深度學(xué)習(xí)模型預(yù)測的具有特征值與特征向量的數(shù)據(jù)樣本集，第二大要點(diǎn)是人工智能深度學(xué)習(xí)模型的前期訓(xùn)練過程，為了有效形成具有精準(zhǔn)擬合性和遷移學(xué)習(xí)性的預(yù)測模型，需要應(yīng)用大量的健康數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，形成最終有效的人工智能健康分析報(bào)告預(yù)測深度學(xué)習(xí)模型，使得該模型預(yù)測準(zhǔn)確率高，實(shí)際應(yīng)用性更強(qiáng)。

3.3 基于智能推薦算法的健康服務(wù)自動(dòng)對接與銷售

用戶的健康數(shù)據(jù)分析報(bào)告將有效地展示在用戶的手機(jī)微信小程序端，此時(shí)平臺(tái)將自動(dòng)根據(jù)報(bào)告結(jié)果觸發(fā)后臺(tái)的智能推薦算法，以最優(yōu)化的方案推薦給用戶相關(guān)的健康服務(wù)，這些類型的健康服務(wù)包括健身教練一對一直播服務(wù)、營養(yǎng)師健康飲食計(jì)劃與一對一咨詢服務(wù)、養(yǎng)身論壇與內(nèi)容推文服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)+診療服務(wù)這四大類，用戶可以基于智能推薦算法篩選出來的這些健康服務(wù)推送有選擇地進(jìn)行相關(guān)服務(wù)地購買，形成了基于智能推薦模式的健康服務(wù)電商銷售創(chuàng)新手段。

4 創(chuàng)新與總結(jié)

在當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)快速發(fā)展的今天，針對當(dāng)下健康監(jiān)測管理不同需求人群遇到的困難與市場產(chǎn)品平臺(tái)的不足，研究當(dāng)下最前沿的物聯(lián)網(wǎng)健康數(shù)據(jù)采集傳感器設(shè)備、樹莓派物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)板、阿里云物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)AliOS 和阿里云物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)最前端的客戶健康大數(shù)據(jù)采集，并應(yīng)用人工智能人臉識(shí)別算法對接客戶信息進(jìn)行匹配，最終將用戶信息與健康大數(shù)據(jù)組成元組對上收到阿里云Web 服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了基于AIOT（智能物聯(lián)網(wǎng)）融合技術(shù)的健康大數(shù)據(jù)采集，克服傳統(tǒng)穿戴設(shè)備與云端服務(wù)器對接的關(guān)聯(lián)信息匹配靠微信或登錄錄入等特征，使用人臉識(shí)別能夠自動(dòng)對接信息匹配。在技術(shù)應(yīng)用開發(fā)上基于阿里云物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)，拋棄了傳統(tǒng)嵌入式物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)編寫代碼較難，邏輯性與安全性調(diào)試自主性過大的問題，用阿里云物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)封裝的API 來為項(xiàng)目的第一個(gè)模塊保駕護(hù)航，提供技術(shù)二次開發(fā)的保障。研究基于時(shí)間序列LSTM 算法的人工智能深度學(xué)習(xí)模型，以健康大數(shù)據(jù)集為訓(xùn)練樣本集，形成具有高準(zhǔn)確度的健康數(shù)據(jù)分析深度學(xué)習(xí)模型，能夠?qū)崿F(xiàn)健康數(shù)據(jù)分析報(bào)告自動(dòng)生成，克服傳統(tǒng)通過手動(dòng)數(shù)據(jù)錄入分析得到的健康分析報(bào)告不準(zhǔn)確的問題和需要各類人工或者后臺(tái)邏輯算法分析得到的健康數(shù)據(jù)分析報(bào)告實(shí)現(xiàn)繁瑣問題。智能推薦在電商領(lǐng)域普遍應(yīng)用，是人工智能手段在電商平臺(tái)營銷模式上的應(yīng)用。同時(shí)一對一的視頻教學(xué)在線上教育領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但是融合這兩類應(yīng)用到健康服務(wù)電商模式上市場上目前不多，產(chǎn)品則是融合上述兩種成熟的科技應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)一種組合創(chuàng)新，基于健康數(shù)據(jù)分析報(bào)告結(jié)果，以大量該結(jié)果的數(shù)據(jù)集作為智能推薦算法的訓(xùn)練數(shù)據(jù)形成最優(yōu)化的智能推薦算法模型，之后基于任何自動(dòng)生成的健康數(shù)據(jù)分析報(bào)告，產(chǎn)品會(huì)自動(dòng)通過智能推薦算法得到相關(guān)的健康服務(wù)推薦項(xiàng)目，自動(dòng)化對接后續(xù)健康服務(wù)電商銷售，同時(shí)自動(dòng)化對接的健康服務(wù)又組合了當(dāng)下最流行的一對一英語在線教育的直播視頻模式，互聯(lián)網(wǎng)+診療，營養(yǎng)師咨詢等一對一聊天對話模式和自媒體的養(yǎng)生論壇推文模式這四大服務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)了基于智能推薦算法的健康服務(wù)自動(dòng)化對接電商銷售的科技賦能下商業(yè)模式創(chuàng)新。研究的平臺(tái)擁有多元一條龍服務(wù)的內(nèi)涵，數(shù)據(jù)采集監(jiān)測+智能分析+智能對接服務(wù)，從單一走到商品+服務(wù)+數(shù)據(jù)+內(nèi)容的組合。