睿羹CalmSpoon防抖餐具

宋广轩　秦昕　王美军　黄雨露　田鑫宇

摘 要：“睿羹CalmSpoon”是一款为部分帕金森综合征、甲状腺功能亢进症、慢性酒精中毒、特发性震颤和肝豆状核变性等病症患者设计的防抖餐具。当用户手持“睿羹”不自主抖动时，餐具里的食物将基本保持平稳，不会洒落，餐具连接处可更换结构，方便更换成勺、叉，甚至是牙刷、梳子等模块。配套APP可以对患者进行抖动评估，通过历史记录帮助患者记录病情发展。

关键词：防抖餐具;APP

1 作品简介

部分帕金森综合征、甲状腺功能亢进症、慢性酒精中毒、特发性震颤和肝豆状核变性等病症患者易因肢体震颤不能自主进食，针对这一现状，设计了一款防抖餐具—睿羹CalmSpoon。

重症震颤患者由于手部的剧烈震颤，使用普通餐具时，食物会从餐具中抖落，不能自主进食，而文中设计的防抖餐具，只需打开电源即可像普通餐具一样使用，操作简单。在物联网、智慧医疗背景下，团队开发的APP可以对产品进行设置，并通过餐具内置传感器对患者进行抖动评估，记录患者病情发展。

产品主要面向帕金森综合征、甲状腺功能亢进症、慢性酒精中毒、特发性震颤和肝豆状核变性等病症引起肢体严重震颤的群体，国内患者数量超过3 000万人，市场主要为中老年人市场和相关社会组织等，市场专注度极高。文中设计的防抖餐具完全可以满足此类市场的需求。

2 工作原理

闭环系统控制结构如图1所示，基本原理如图2所示。

由系统传感器检测姿态，使用微处理器有效提高姿态检测精度，经控制器控制伺服系统及时做出响应，保持勺头维持相对稳定，使患者能将食物成功送入口中。借助弹簧柱塞结构设计勺头使其可更换其他配件，以增强餐具的扩展性。机械结构分解如图3所示。

防抖餐具未使用或者手部较为平稳时，整体处于水平状态;当手柄受到外力而产生向上的抖动时，勺头相应地向下转动，此时传感器接收到位置信息的改变而使得控制电路驱使电机沿逆时针方向旋转，带动勺头上移，从而抵消由于勺柄抖动而下降的距离，达到相对平稳的状态;当手柄受到外力而产生向下的抖动时，防抖过程与向上抖动相反。嵌入式平台流程如图4所示。

APP基于Android手机操作系统，可以实现与“睿羹CalmSpoon”产品的蓝牙通信、抖动数据采集与分析、记录等功能。项目基于蓝牙SPP协议（Serial Port Profile）与“睿羹CalmSpoon”嵌入式系统通信，方便发送控制命令、接收数据;基于统计学方法建立抖动数据评价标准，对抖动数据进行打分，评估用户状况;使用Android系统自带的SQLite数据库存储数据，安全高效地记录用户抖动数据和评分;使用UI设计来开发友好的人机交互界面，为目标用户建立一个功能清晰、操作简单的操作界面。APP控制流程如图5所示。

3 创新点

（1）性价比高

通过姿态检测算法的改进，降低了对硬件的要求，考虑震颤影响正常生活的主要因素，并在能达到控制目标的前提下，尽可能的降低生产成本，力争所有家庭都有能力承担防抖餐具的价格。同时提供较好的售后服务，提升产品性价比。

（2）多功能、可扩展

防抖餐具巧妙地使用了弹簧柱塞结构设计，使其可简单地更换配件，以增强防抖餐具的扩展性，预留功能挖掘潜能，目前可更换叉子等，未来可以尝试更换为剃须刀、钢笔等生活常用器件。

（3）联接智慧医疗

目前已经初步开发了一款与睿羹配套使用的手机APP，通过手机APP便可将睿羹采集到的抖动数据上传至服务器，实现联网，为将睿羹纳入智慧医疗体系提供基础条件。这一举措有望为帕金森綜合征、甲状腺功能亢进症、慢性酒精中毒等疾病的病理研究提供一定的科学数据。

（4）充满人文关怀

“睿羹”是一款充满人文情怀的产品，目标群体为部分帕金森综合征、甲状腺功能亢进症、慢性酒精中毒、特发性震颤和肝豆状核变性等具有震颤性症状的疾病患者，产品设计以提升他们的生活质量为目标，使科技具有温度。

4 市场前景

产品的消费者主要是中老年人群体和病理性群体，因为身体问题而引发的震颤是他们的困扰，所以设计防抖餐具来满足消费者的需求。

根据数据调查统计，截至2016年底，全国60岁及以上老年人口占总人口的比重为16.7%，患帕金森症的老人超过200万，而这款产品不仅针对帕金森患者，也能被有震颤症状如心血管病、精神性疾病等的患者使用，目前国内类似患者已有3 000万人。

目前市场上出现的防抖餐具共两款，一款是谷歌旗下自主研究的电子防抖勺，另一款是GYENNO推出的“睿餐”智能防抖勺，但是这两款勺子造价昂贵，超出大多数人的消费承受能力。我们产品的核心竞争力体现在如下两方面：

（1）性价比高，尽可能的降低了生产成本，同时提供较好的服务，实现了较高的性价比;

（2）产品难以被模仿，目前已经申请了专利。