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投资180万欧元,德国多家科研机构关注「机器人护理」,共同打造未来智能病床

发布时间:2020-08-21
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2019年底,中国65岁及以上人口约1.7亿,占总人口比例为12.6%,预计2030年我国人口达峰值14.5亿,老年人比例将占25%左右,远超联合国20%的“超老龄社会”标准。

世界范围内,医疗行业同样面临着诸多挑战:除了持续的护理人员短缺之外,医务工作者的压力也在持续增加。比如,经常因为护理工作而造成护理人员背部肌肉和骨骼问题,致使旷工,甚至不能正常工作。

为了支持护理工作人员,同时让患者变得更独立,德国联邦教育和研究部 (BMBF) 资助了AdaMeKoR(Adaptive Multi-component Robot System forHealth-Care)项目,该项目寻求解决办法,以便辅助医务工作者,同时为病人创造更多的自主权。

项目从2020年3月15日启动,持续至2023年3月14日,项目资金为180万欧元。



可适应的多功能智能病床

AdaMeKoR项目旨在开发一种可适应性的多功能智能病床,该系统规划了一个机械臂来实现护理功能,另一个功能是床-轮椅转移。该项目拟打造一系列传感器组件,例如,可以根据需要调整病床的姿态。此外,该系统希望实现监测护理人员的姿势,并在过载的情况下,为姿势优化提供输入。


△ 机器人护理系统概念图



该研究项目由圣约翰救护机构(Johanniter-Unfall-Hilfe)进行协调,奥斯纳布鲁克大学(universities of Osnabrueck)和奥尔登堡大学(Oldenburg)以及DFKI分工协作。

由Frank Kirchner教授领导的机器人技术创新中心,将负责病人转移的机器人系统开发,比如从床上转移到轮椅上,而我们知道这对医务人员来说是很大的体力负担。通过将机器人应用于医务人员的日常工作中,可以弥补这一点,尤其是当它们还可以安全地处理更大体重患者。

鉴于项目初期阶段方案暂未公布,在这里提供名古屋研究所发布的护工机器人暖男 RIBA II作为参考,该款机器人能够实现将患者“抱起”实现床-轮椅转移。

△ RIBA II 转移机器人


由Rolf Drechsler教授领导的Cyber-Physical Systems研究部,正在研究机器人手臂的控制部分,目标是实现操纵杆控制机械臂。这只手臂可以作为行动不便的人的第三只手。为此,机器手臂被安装在床头柜上,由操纵杆或更复杂的3D鼠标控制,从而辅助实现物体抓取,该产品将成特殊人群的另一福音。

△机械臂自适用多功能运动床

而奥尔登堡大学负责研制分析医护人员姿态的传感器,帮助该项目实现机器人、传感系统和自动化技术辅助患者治疗,最终提高护理人员及患者目标群体的健康和生活质量。


热点课题研究


人机交互:user-friendly构成了多模式人机技术交互的基础。交互系统将语音、手势和面部表情与身体互动结合起来。涉及到用户、任务和领域的组合,以便使对话行为尽可能自然,甚至在包含干扰的情况下也能稳定地理解对话。未来用户界面甚至可以摒弃传统的鼠标和键盘,启用更直观、高效的交互模式。

机器人:随着协作机器人技术的成熟,机器人脱胎于传统工业机器人护栏内工作的限制,允许应用于和人类一起执行任务的协作模式。编程方面是基于复杂的、大规模并行嵌入式系统解决方案。在这里,由计算机科学家、生物学家、数学家、计算机语言学家、工业设计师、电气工程师、物理学家和心理学家组成跨学科团队。

自主系统:自主系统能独立执行、学习、解决复杂任务,并能对不可预测的事件做出反应,从而辅助特殊人士的日常生活;此外,他们还能够在生产中灵活地与工人协作;并且在不便于人类参与的危险环境独立工作。机器学习、网络安全和计算机等技术对自主系统的开发和使用承担着越来越重要的角色。

传感器与网络:从智能手机、汽车到医疗技术和云计算,围绕着我们日常生活的嵌入式和自主系统网络正在不断增长。随着传感系统的日益复杂,对其性能、安全性、准确性和可靠性的要求也在不断提高。



意义

对特殊群体来说,自动化机器人护理系统可以提高他们的自主性和生活质量;对护理人员来说,机器人辅助转移,可以显著减轻生理负担,能够有效的防止下背部损伤与疾病。除此之外,该成果甚至可以拓展创造以下价值:

智能家居与辅助生活:机器人护理系统,让老人以及特殊群体都能通过创新的解决方案,过上安全、独立的生活,改善了生活质量的同时能够鼓励他们积极、自信的参与到社交之中;与此同时,智能家居技术为机器人护理系统进一步的应用创造了可能。该项目证明,机器人技术除了工业领域的应用以外,还可以致力于特殊人群的护理或援助。

△ 第三只手辅助生活

健康与医疗:医学上,人工智能有潜力更早的诊断出难以发现的疾病,并优化治疗。而机器人护理系统在与图像处理、模式识别、医疗数据评估等技术相结合,可以为医生和医务人员提供更多支持,实现系统的辅助治疗和康复。







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