具身智能如何融入养老生态系统——全球养老机器人的发展与标准
当前,人口老龄化问题正在全世界内加速蔓延,慢慢的变成了世界各国必须面对的共同挑战。世界卫生组织数据显示,预计2050年全球60岁以上人口数量将达21亿,其中包括4.26亿80岁以上的老年人。在养老领域,养老机器人不仅可以减轻社会和家庭照料老年人的负担,还可支持老年人享受高质量的居家生活,因此智能养老机器人正逐渐变成全球各国应对人口老龄化挑战的重要技术手段。
具身智能是人工智能与机器人技术相交叉的前沿领域,该技术强调智能体通过身体与环境的动态交互实现自主学习和进化,其核心在于将感知、行动与认知深度融合。具身智能技术的不断发展成熟,催生了许多反应更敏捷、身体更灵活、功能更丰富的智能机器人产品。通过具身智能技术,养老机器人可以实现情感陪伴、健康监测、日常护理等多种功能,并能够更自然地与老人互动,提供更高效、更人性化的服务。在此背景下,日韩、欧美等国家和地区均大力发展智能养老机器人产业,在技术研发、产品应用和标准化等方面取得了丰富的科技成果和实践经验;相关国际组织也积极制定行业国际标准,为各类养老机器人的产品设计、制造、测试和认证等提供基准,引领全球养老机器人产业健康发展。
日本和韩国分别是世界老龄化程度最高和速度最快的国家。加之较低的生育率、较高的平均寿命,以及劳动力短缺、社会保障压力大、医疗和护理需求激增等社会特征,日本和韩国的养老机器人产业受到需求的推动快速发展,并在全球范围内取得领先地位。日韩养老机器人产品在具身智能技术开发的基础上,更注重情感陪伴和礼仪交互等方面的功能,实现了技术与情感的融合。
日本政府大力扶持本国智能养老机器人的开发和生产,其发布的《高龄社会白皮书》指出,将充分利用先进技术提高老年人生活质量,在多个环节提供必要支持以加速老年护理机器人开发和普及;同时推出“养老服务第一线机器人代人”计划,该计划以政府直接投入资金和消费补贴的形式,资助企业研发养老服务机器人,并鼓励机构和个人消费者购买相应产品。
在日本的智能养老机器人产业中,代表性的企业和研究机构包括软银机器人公司、丰田公司、日本产业技术综合研究所、日本理化学研究所等。软银机器人公司开发的智能养老机器人“派博”,是世界上第一款能够识别人类情绪的人形机器人,它配备了语音识别技术、呈现优美姿态的关节技术,以及分析表情和声调的情绪识别技术,具备情感交互能力,能通过语音和表情与老人互动。如今,全日本已有大约500家养老院在使用“派博”,这种智能机器人不但可以带领老人做运动,还能够陪他们进行一些简单的聊天。
韩国研发生产的养老机器人同样注重情感陪伴和礼仪交互方面的功能。该国医疗健康初创企业孝道尔生产的同名型号机器人,以老年人的孙辈为形象概念,外观被设计成一个6至7岁的儿童,它内置传感器,实时感知老人的状态,能够以孙子或孙女的口吻与老人进行情感交流,提供健康监测和日常事项提醒,还配备韩式礼仪交互模块,能够完成鞠躬等情感礼仪动作和触摸交互,让老人得以体验“承欢膝下”的天伦之乐。“博护”是三星电子公司研发生产的生活健康监测智能机器人,主打非接触式生命体征监测功能,能够远距离监测老年人的睡眠情况,反馈睡眠品质、睡眠时间等数据,面板上的传感器则可以实时监测老年人的心率、血压、体温等体征数据,提供基于人工智能的异常行为预警,例如老年人长时间处于静止状态便会触发警报。该机器人应用场景为高端养老社区和独居老人家庭。
在“人工智能造福人类全球峰会”上,参会者和一个用于社会关怀的机器人互动。新华社发
美国是世界范围内较早面临人口老龄化问题的国家,也是全球智能养老机器人产业发展领先的国家之一。美国政府通过国家科学基金会和国家卫生研究院等机构,为智能养老机器人的研发提供资金支持,企业研发智能养老机器人能享受税收减免政策,同时美国拥有硅谷等全球领先的创新中心,吸引了大量科技企业和初创公司投身智能养老机器人领域。风险投资和私募基金对智能养老机器人产业的投资也推动了技术的快速发展和商业化。由于具备比较坚实的人工智能、机器人和物联网技术支撑,以及社会养老需求应用场景的多样化,美国的养老机器人产业十分注重智能化与个性化的服务。
智能化特征方面,美国企业在自然语言处理、计算机视觉和机器学习等领域的技术基础比较成熟,这些技术使养老机器人能够准确理解老人的需求、识别情绪并提供相应解决方案。美国在机器人运动控制、传感器技术和人机交互等方面也具有一定优势,使养老机器人能够实现精准的物理操作和自然的交互体验。通过物联网技术,养老机器人可以与其他智能设备(如健康监测设备、智能家居系统)互联,实现数据共享和协同工作。
个性化特征方面,美国社会独特的养老文化带来了养老需求与应用场景的多样化。美国社会的养老需求场景大致可以划分为家庭场景、机构场景和医疗场景三个主要类别。家庭场景中,随着独居老人的增加,要求机器人能够帮助老人完成日常家务、提供情感陪伴和进行健康监测;养老院和护理机构场景中,因面临护理人员短缺等问题,要求智能养老机器人能够分担部分护理工作,协助提高人员工作效率;医疗场景中,需要养老机器人协助老人开展康复训练,提供健康状况预警和药品定时投送等服务。
在美国的智能养老机器人产业中,代表性的企业包括亚沃公司、艾克斯奥生物科技公司、艾罗伯特公司和卡塔利亚健康公司等。亚沃公司研发生产的智能护理养老机器人,能够基于不同老人的生活方式数据进行个性化建模,搭建人工智能和个人数字孪生数据模型,形成定制化的养老生态系统,充分体现了智能化和个性化服务的产业特色。其产品应用场景主要面向家庭和养老机构,目前能轻松实现精准预测及预防摔倒、监测移动能力下降和衰弱前兆、定制康复训练方案等功能。艾罗伯特公司研发的“伦巴”是一款以房屋清洁为主要功能的智能机器人,该产品可以实现智能化清扫,支持语音控制和远程操作,能够在较大程度上减轻老年人的家务负担,主要应用场景是家庭环境。“埃克索NR”是艾克斯奥生物科技公司开发的一款外骨骼机器人,主要用于老年人卒中和脊髓损伤、获得性脑损伤、多发性硬化症等疾病的康复,包括创伤或动脉瘤、脑肿瘤、氧气损失或其他疾病导致的损伤。因造型神似电影《流浪地球》中的机械外骨骼装甲,这一产品也被视为科幻装备走出荧幕、走进现实的真实写照。
从全球范围看,欧洲作为一个一体化发展程度和工业化程度较高的地区,同样是世界智能养老机器人产业发展的重点区域。德国凭借其在机械工程和自动化技术领域的雄厚实力,在全球养老机器人产业版图中占据重要地位,也成为欧洲相关产业发展的典型国家。除德国外,法国、英国、瑞士等国也在智能养老机器人研发生产领域占有一席之地。欧洲老牌工业化国家的工业技术和工业产品以严谨和实用著称,这种普遍技术特质投射在养老机器人产业之中,造就了欧洲智能养老机器人产品实用性与可靠性并重的特征。
德国政府在其提出的“工业4.0”计划中,将智能机器人生产列入重点支持项目。“凯尔护助4代”是德国新一代智能养老机器人产品的典型代表,它由德国弗劳恩霍夫制造工程与自动化研究所研制,自1998年首次推出以来,经历了四次重大迭代升级,每一新型号的产品都显著提升了实用性与可靠性。“凯尔护助”系列的定位是为家庭和专业护理环境设计的模块化服务机器人,目前已经在德国、英国和其他欧洲国家的老年人家庭、养老机构和特定护理项目中得到广泛应用,主要被用于帮助老年人递送物品、协助房屋清洁以及与老人交流互动等,可以根据不同任务需求配置不同模式,灵活适应各种老年人家庭任务,还能够通过持续的使用和反馈,自动优化任务执行效率。
德国机器人初创公司德凡智行研发的养老机器人“智体伙伴”,是一款专为老年人家庭护理设计的远程操控机器人,它集成了具身智能、虚拟现实和5G技术,与其他主要材料为金属的人形机器人不同,“智体伙伴”采用肌肉骨骼系统设计,类人身高,头部是一个可投影和互动的显示屏,能够提供个性化的护理服务,并可以在现实的家庭环境中无缝执行精细的双手任务,比如从冰箱里拿水果、从洗衣机里拿衣服、清洁桌面、玩棋牌游戏等等,充分体现了产品的实用性特征。
法国机器人公司阿尔德朗智能科技旗下的产品“罗米欧智能体”,旨在帮助缺乏自理能力的老年人进行正常的居家生活,这款养老机器人能够依靠自身携带的视觉系统实时规划行动路径,实现健康预警、搬运物品等功能。
“米洛”是英国康赛昆智动科技公司研发的一款陪伴型机器人,它的外形酷似一只宠物狗,研发者以仿生技术模拟动物脑部,并内置芯片使“米洛”具有感知和活动的能力。它可以缓解老人的孤独感,并具有检测老人身体情况和预警的功能。瑞士机器人制造公司孚朋研发的“利欧”,是一款面向老年人的多功能医疗护理机器人,能够实现物品消毒、物品抓取、互动娱乐等功能,并可以协助老人完成日常活动。
世界上任何一个规模性产业的健康发展,都离不开科学、有效、统一的行业国际标准,智能养老机器人产业也不例外。一个科学有效的国际标准,能够规范本行业产品的研发、生产、销售等各个环节,并不断引领行业整体水平的提升和健康发展。
今年2月,国际电工委员会作为世界上成立最早、最具权威性的国际性电工标准化机构,正式发布了由中国牵头制定的养老机器人国际标准——《互联家庭环境下使用的主动辅助生活机器人性能准则》。该项标准依据老年人生理和行为特点,为各类养老机器人的产品设计、制造、测试和认证等提供基准。这一标准关注当前互联家居背景下中老年人的各方面需求和特征,包括家居生活、健康监测、医疗护理等各个环节,根据老年用户真实需要的辅助支持水平,规范智能养老机器人的功能和性能大类,在实用性、可靠性、无障碍、低能耗、低噪声等基本要求之外,还对紧急情况预警、家属医护通信支持、家务娱乐照护、外出行动辅助、信息数据管理等方面提出了明确的技术要求。
在此之前,还有一些由国际标准化组织和其他行业组织制定的相关产业标准。例如国际标准化组织发布的《个人护理机器人安全性标准》,规范了个人护理机器人(包括养老机器人)的安全要求,涵盖设计、制造和使用过程中的安全风险控制。国际电气与电子工程师协会发布的《自主系统的透明性标准》以及《伦理驱动的机器人和自动化系统本体的标准》两项标准为包括智能机器人在内的自主系统的透明性和伦理道德问题提供了规范。欧洲电工标准化委员会发布的《医疗电气设备警告和信息标准》为医疗护理机器人的研发和功能设计提供了规范。这些国际标准的制定和发布,都曾为世界智能养老机器人产业的发展进步发挥了十分重要的促进作用。
具身智能技术快速发展背景下,养老机器人产业正在全球范围内快速扩张,各国在研发技术、产品应用和标准化方面取得了显著进展。未来,随着相关技术的进一步成熟和标准的不断完善,智能养老机器人将在老龄化社会中发挥更加重要的作用,为老年人提供更高质量的生活和医疗服务。然而,新技术的加快速度进行发展和应用也将带来伦理、隐私和监管等方面的挑战,这需要国际行业组织、各国政府、相关企业和社会共同努力,协同推动养老机器人产业不断健康发展。
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