用更少的年輕人在公司和醫(yī)療預(yù)算的緊縮,人口老齡化是理所當(dāng)然地關(guān)心他們的未來(lái)。但是工程師們正在努力改變這一前景通過(guò)開(kāi)發(fā)機(jī)器人,不僅讓老年人繼續(xù)獨(dú)立生活,但也使他們振作起來(lái)當(dāng)他們情緒低落。

人活得更長(zhǎng)。1956年一位60歲的英國(guó)女性退休人員有將近20年的壽命;到2010年,進(jìn)一步擴(kuò)展了一個(gè)額外的12年。男性壽命同樣增加了;美國(guó)1950年出生的男性可能希望達(dá)到他的66歲生日,雖然2010年總統(tǒng)可以合理期待更享受至少十年。
但額外的年并不總是黃金。國(guó)際長(zhǎng)壽Centre-UK最近的一份報(bào)告中指出,盡管今天的老年人健康的總體有上升的疾病。該報(bào)告顯示,2012年,14%的50歲以上的有嚴(yán)重的疾病,從2002年的16%。然而,疾病年齡在80年到84年之間上升,31%有嚴(yán)重的疾病,高于十年前的26%。
照顧生病的老人是昂貴的,和醫(yī)療保健費(fèi)用為老年人提供承諾超過(guò)稅收收入——問(wèn)題加劇了減少勞動(dòng)力。更糟的是,傳統(tǒng)的支持機(jī)制成為過(guò)時(shí)的成年子女缺乏時(shí)間(通常傾向)照顧年邁的父母。最近的事態(tài)發(fā)展在技術(shù)承諾的形式提供一個(gè)解決方案的新一代“cyberconscious”機(jī)器人,機(jī)器人不僅接管老年人從人類(lèi)照顧者的健康,但也能改善健康結(jié)果通過(guò)確定費(fèi)用的心情和不幸降臨時(shí)歡呼起來(lái)。
機(jī)器人來(lái)了
經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD),一組主要由許多世界上最富有的國(guó)家,預(yù)計(jì),65歲以上的人數(shù)在其成員國(guó)從8500萬(wàn)年的1970擴(kuò)大到3.5億年的2050。不幸的是,同樣不能說(shuō)傳統(tǒng)的勞動(dòng)力支付稅收用于老年人的護(hù)理。結(jié)果是,員工退休人員的比率,稱(chēng)為支持(或依賴(lài))比,是所有富裕國(guó)家不斷惡化。根據(jù)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》,1970年在美國(guó)5.3每一個(gè)工人支持養(yǎng)老金;到2050年,這一數(shù)字將降至2.6。在日本,情況就更糟糕了,在同一時(shí)期內(nèi),預(yù)計(jì)將比從8.6下降到1.2。
更糟的是,美國(guó)的老年人醫(yī)療支出預(yù)計(jì)將氣球到6380億年超過(guò)6380億美元(高于4920億年的4920億美元),占總數(shù)的一半以上的醫(yī)療預(yù)算。根據(jù)最近的支出由美國(guó)公布的數(shù)據(jù),一個(gè)策略控制醫(yī)療保健預(yù)算是鼓勵(lì)老年人在家接受常規(guī)治療由訓(xùn)練有素的醫(yī)護(hù)人員在醫(yī)院而不是昂貴的醫(yī)療專(zhuān)業(yè)人員。坊間證據(jù)表明,老年人更喜歡保持這種程度的獨(dú)立,和這個(gè)視圖通常是由他們的家庭。是一種急性護(hù)理人員短缺問(wèn)題愿意訪(fǎng)問(wèn)老年人在家里。美國(guó)勞工統(tǒng)計(jì)局(Bureau of Labor Statistics)需求預(yù)測(cè),這些人將在未來(lái)幾年遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)供給。需求預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)48%,而護(hù)理人員的數(shù)量將增長(zhǎng)僅為1%。
正如一些研究人員急于表明,機(jī)器人可以提供答案的步進(jìn)(或滾動(dòng))取代人類(lèi)照顧者。有關(guān)家庭可能會(huì)選擇一個(gè)機(jī)器人,提醒家長(zhǎng)服藥,并提供公司在移動(dòng)他們的過(guò)程與人的情感和財(cái)務(wù)成本等生活輔助設(shè)施應(yīng)該選擇成為現(xiàn)實(shí)。在實(shí)踐中,機(jī)器人,從榮耀午餐車(chē)對(duì)人類(lèi)同伴,不會(huì)在一套科幻電影,將協(xié)助老年人與他們的日常任務(wù),促進(jìn)與家人通過(guò)視頻會(huì)議和網(wǎng)絡(luò)通信。為此,機(jī)器人必須直觀(guān)的界面,制造商必須減輕任何擔(dān)心老人會(huì)有依賴(lài)新技術(shù)。
Kompai,第一次在2010年,有一個(gè)觸摸屏顯示器和一個(gè)白色球形的頭。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程家庭成員調(diào)用機(jī)器人和Kompai用途超聲波傳感器檢測(cè)它的電荷的位置并導(dǎo)航到那個(gè)人,通過(guò)顯示和響應(yīng)一個(gè)攝像頭。同樣,CareBot使用傳感器的組合來(lái)維護(hù)環(huán)境的意識(shí)并通過(guò)機(jī)器人的GeckoTrak軟件感覺(jué)身體熱,標(biāo)識(shí)的顏色,并使用聲納和紅外(IR)測(cè)距儀監(jiān)測(cè)在家里一個(gè)人的運(yùn)動(dòng)。CareBot的軟件可以用來(lái)提醒護(hù)理的人遛狗或打開(kāi)電視捕捉特定程序。
Kompai CareBot,連同其他第一代家庭護(hù)理機(jī)器人如Giraff(圖1),由瑞典公司AB Giraff技術(shù),主要是為了方便遠(yuǎn)程親人與親人保持聯(lián)系通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)視頻會(huì)議。但所有執(zhí)行同樣重要的任務(wù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接到第三方監(jiān)測(cè)他們的健康醫(yī)療監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量生命體征和通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的信息轉(zhuǎn)發(fā)給醫(yī)生。
然而,盡管這些早期的家庭護(hù)理機(jī)器人執(zhí)行一個(gè)有用的任務(wù)在保持相對(duì)健康的老年人與家庭和醫(yī)務(wù)人員聯(lián)系,他們遠(yuǎn)遠(yuǎn)短的需要照顧的老人患有疾病的高齡,如大腦退化,糖尿病、心臟病和癌癥。
解決孤獨(dú)
假設(shè)同居護(hù)士的任務(wù),例如,需要一個(gè)復(fù)雜的機(jī)器人擁有先進(jìn)傳感器、學(xué)習(xí)能力、決策軟件和人格。

研究表明,老年人獨(dú)自花大部分的時(shí)間過(guò)短,不健康的生活比與合作伙伴或同居伴侶。孤獨(dú)會(huì)導(dǎo)致精神疾病,如抑郁癥的患病率增加,等身體癥狀缺乏食欲和限制運(yùn)動(dòng)。例如,一個(gè)大型的全國(guó)代表性調(diào)查3000老年人在美國(guó)發(fā)現(xiàn),缺乏社會(huì)關(guān)系與更糟糕的身體健康,是否孤獨(dú)其實(shí)是有經(jīng)驗(yàn)的。老年人覺(jué)得最孤立的報(bào)道65%的抑郁癥狀比那些社會(huì)上的相互作用。2010年進(jìn)行的另一項(xiàng)研究中,觀(guān)察到65歲以上的200人,其中45%獨(dú)自住,55%住在與合作伙伴。準(zhǔn)備的研究結(jié)論是,前者更少的日常飲食和有一個(gè)大大降低日常攝入的蛋白質(zhì),水果和蔬菜相比,那些與伙伴住在一起。
家庭護(hù)理機(jī)器人設(shè)計(jì)師很快就承認(rèn)這樣的研究,以及下一代機(jī)器人將受益于系統(tǒng),允許他們作為伙伴和助手。這不是一個(gè)新概念。在日本,例如,一個(gè)可愛(ài)的社交機(jī)器人叫帕羅已經(jīng)十年了。帕羅是一個(gè)互動(dòng)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),日本工業(yè)自動(dòng)化公司,讓孤獨(dú)的老人享受記錄動(dòng)物治療的好處,這已被證明能減少病人的壓力。帕羅雇傭了觸覺(jué)、光線(xiàn)、溫度、和posture-sensors,它能感知人及其環(huán)境。例如,機(jī)器人觸覺(jué)傳感器允許檢測(cè)如果它被撫摸而姿態(tài)傳感器可以表明帕羅摟抱。機(jī)器人還可以認(rèn)識(shí)到聲音和文字的方向通過(guò)音頻傳感器,如它的名字。
建立情感上的聯(lián)系
明天的家庭護(hù)理機(jī)器人更有可能采用一種類(lèi)似人類(lèi)的外表而不是帕羅Pinnipedian形式因素。甚至第一代產(chǎn)品包括基本的嘗試提供情感上的安慰。Kompai頭上有“面子”,例如,和Giraff顯示人類(lèi)的頭和肩膀的屏幕圖像,對(duì)老人說(shuō)話(huà)。
個(gè)人機(jī)器人組麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)對(duì)此做了進(jìn)一步的研究,側(cè)重于機(jī)器人能夠與人建立更強(qiáng)大的社會(huì)和情感聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一系列的機(jī)器人,包括一個(gè)叫Nexi眨眼,聳聳肩,使面部表情(圖2)。
挑戰(zhàn)依然存在,因?yàn)榈侥壳盀橹梗挥羞@個(gè)可以在機(jī)器人進(jìn)入所謂的恐怖谷,非常類(lèi)似于人類(lèi)的機(jī)器有一張臉,但不足以被誤認(rèn)為是一個(gè)真正的人。結(jié)果通常是令人毛骨悚然的,甚至的噩夢(mèng)(同樣的僵尸可怕)。發(fā)展一個(gè)有意義的“關(guān)系”與人類(lèi),機(jī)器人必須能夠檢測(cè)一個(gè)人的情緒和做出相應(yīng)的反應(yīng)。這是特別重要的在一個(gè)孤獨(dú)的家庭護(hù)理部門(mén)高級(jí)可能經(jīng)常不高興由于不適或孤獨(dú)。機(jī)器人需要選擇這種負(fù)面行為通過(guò)視覺(jué)線(xiàn)索如眼淚和下滑的嘴,音頻信號(hào),如延長(zhǎng)沉默或幾乎聽(tīng)不見(jiàn)的演講,甚至生理信號(hào),如降低溫度和高血壓。
教授克里斯托弗·g·艾特克森稱(chēng),卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所和人機(jī)交互研究所,正在進(jìn)行開(kāi)創(chuàng)性工作適應(yīng)機(jī)器人技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足老年人的需要。阿特基森的主要貢獻(xiàn)是表明機(jī)器人應(yīng)該是柔軟的,不是金屬做的。他認(rèn)為,人們更容易接受一個(gè)軟機(jī)器人(充氣的身體由材料類(lèi)似于彈跳屋)作為伴侶而不是傳統(tǒng)的“金屬怪物。“事實(shí)上,他的觀(guān)點(diǎn)在一定程度上影響的大英雄,迪斯尼電影關(guān)于一個(gè)男孩的Baymax最親密的伴侶,一個(gè)可愛(ài)的充氣機(jī)器人,安慰病人。這部電影展示了一個(gè)醫(yī)療機(jī)器人能與人互動(dòng)。
畢宿五,一家法國(guó)公司主要由日本軟銀電信公司是最早開(kāi)發(fā)cyberconscious機(jī)器人。公司創(chuàng)建的胡椒,一個(gè)交互式機(jī)器人,根據(jù)制造商,能夠探測(cè)人類(lèi)情感和選擇理想的方式與人交流。機(jī)器人聽(tīng)聲音和分析肢體語(yǔ)言,可以修改語(yǔ)言和手勢(shì)適應(yīng)給定的情況。胡椒包括一個(gè)屏幕上(顯然機(jī)器人是男性)胸部,他在“顯示了他的感情,在他的內(nèi)心世界發(fā)生了什么。”
提高機(jī)器人的傳感器
機(jī)器人,如胡椒及其后代需要利用現(xiàn)代傳感器的全系列為了撿起的暗示表明人類(lèi)的精神狀態(tài)。像人類(lèi)一樣,機(jī)器人將使用視覺(jué)的這個(gè)信息。
歐姆龍的全球研發(fā)小組開(kāi)發(fā)了OKAO Vision系統(tǒng),可以通過(guò)分析面部特征識(shí)別不同的面孔。這些產(chǎn)品已經(jīng)在機(jī)器人視覺(jué)應(yīng)用程序找到一個(gè)利基。OKAO Vision包括人類(lèi)的視覺(jué)組件(HVC)和先進(jìn)的軟件,該公司表示將幫助機(jī)器人機(jī)器”理解人們視覺(jué)上幾乎以相同的方式作為人類(lèi)做的。”(圖4)軟件可以識(shí)別人臉和面部特征來(lái)估計(jì)一個(gè)人的性別、年齡、種族以及確定一個(gè)人是否快樂(lè),驚訝,憤怒,悲傷,或中性。
除了電荷耦合基于視覺(jué)系統(tǒng)如OKAO HVC,未來(lái)的機(jī)器人將受益于增強(qiáng)型視覺(jué)通過(guò)使用傳感器,靈敏度擴(kuò)展到更廣泛的電磁輻射不僅僅是可見(jiàn)光。例如,紅外(IR)傳感器等公司安費(fèi)諾的盒子氧熱電堆紅外傳感器和Lumex的MicronSensIR?將使機(jī)器人能夠在黑暗中“看到”和定位他們的指控以及決定人的溫度是高或低。
補(bǔ)充視覺(jué)傳感器,未來(lái)的機(jī)器人也將采用基于麥克風(fēng)音頻傳感器將聲波的振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電壓。多個(gè)麥克風(fēng)坐落在機(jī)器人的頭將被用來(lái)確定一個(gè)人的聲音的方向和強(qiáng)度。但這是簡(jiǎn)單的部分,為了使一個(gè)家庭護(hù)理機(jī)器人使用其電荷的聲音來(lái)確定情感狀態(tài),機(jī)器需要配備模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)和數(shù)字信號(hào)處理(DSP)電子與一個(gè)強(qiáng)大的微處理器和一些聰明的軟件。等公司模擬設(shè)備,卷云邏輯,意法半導(dǎo)體,德州儀器公司提供支撐的電子機(jī)器人audio-analysis應(yīng)用程序。
觸摸傳感器機(jī)器將幫助決定一個(gè)人的情緒狀態(tài)會(huì)補(bǔ)充一個(gè)下一代家庭護(hù)理機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)。今天,開(kāi)發(fā)人員可以從一系列觸摸傳感器的選擇,使用技術(shù),如通過(guò)電容的變化來(lái)檢測(cè)觸摸。雖然技術(shù)是目前用于產(chǎn)品,如觸摸屏顯示器,它不是很難想象如何逆轉(zhuǎn)這個(gè)過(guò)程,一個(gè)機(jī)器人可以使用電容式觸覺(jué)傳感器“感覺(jué)”人類(lèi)的皮膚和深入了解人的情緒狀態(tài)通過(guò)測(cè)量電容的變化發(fā)生在皮膚溫度變化。等公司飛思卡爾半導(dǎo)體,馬克西姆集成,柏樹(shù)半導(dǎo)體,在半導(dǎo)體是強(qiáng)大的接觸式傳感器技術(shù)。
明天的發(fā)展包括接觸式傳感器,利用金納米粒子和有機(jī)分子連接器。當(dāng)傳感器接觸皮膚時(shí),納米顆粒之間的距離變化和傳感器的電特性改變,不僅允許壓力,而且人的皮膚溫度和濕度測(cè)量被觸碰。
機(jī)器人可能會(huì)利用技術(shù)超越自己在作為照顧者的角色。例如,可穿戴藍(lán)牙等無(wú)線(xiàn)醫(yī)療傳感器通過(guò)技術(shù)低能量可以用來(lái)傳遞信息,如心率、血壓、溫度和機(jī)器人為了補(bǔ)充自己的傳感器在決定一個(gè)人的心情。公司專(zhuān)營(yíng)藍(lán)牙技術(shù)包括博通公司,北歐半導(dǎo)體,松下,德州儀器公司.
機(jī)器人還有一些路要走之前匹配家庭護(hù)理的質(zhì)量通常提供的人類(lèi)。但是利潤(rùn)豐厚的獎(jiǎng)勵(lì)承諾為制造商針對(duì)快速擴(kuò)張- 65年齡段是鼓勵(lì)發(fā)展迅速。當(dāng)被問(wèn)及現(xiàn)在不是不可能,技術(shù)網(wǎng)站,迪士尼Baymax等機(jī)器人是否會(huì)成為可能,艾特克森教授說(shuō)“他們將不僅是可能的,但它很快就會(huì)發(fā)生。”