人工智能在养老护理中的应用与展望

罗山 刘继红

［摘要］人工智能的理论与技术日益成熟，其主要目标是让机器代替人完成复杂的工作。人工智能技术与养老护理相结合，有效地弥补传统养老模式的不足，有力推动养老护理行业的发展。人工智能在养老护理中的应用主要表现为生活照护、健康账款监测、病情变化预测、运动康复训练、智能药物管理等方面。目前，人工智能的应用在缓解职业压力、弥补养老护理人力资源的不足、改变养老护理模式等方面取得了一定成效，同时也存在着智能养老护理产品功能单一、缺乏管理法规、产品价格偏高、技术安全不能完全保障和一定的伦理风险等问题。人工智能在养老护理中的应用虽然存在一些问题，但它是一种新生事物，具有广阔的发展前景。在未来，应提高对人工智能的认识，着力解决存在的问题，积极推动人工智能在养老护理中的应用。

［关键词］人工智能；养老护理；护理机器人；康复机器人；生活照护

中图分类号：TP18，R47 文章标志码：A 文章编号：1672-0563（2024）03-0026-08

DOI：10.13773/j.cnki.51-1637/z.2024.03.004

引言

党的二十大报告指出，实施积极应对人口老龄化国家战略。截至2021年底，我国60岁及以上老年人口达2.67亿，占总人口的18.9%。2035年左右，60岁及以上老年人口将突破4亿，在总人口中的占比将超过30%，进入重度老龄化阶段［1］。即使由于计划生育的实施，后三代的独生子女会形成“4-2-1”的社会局面，但这种情况仍然相当普遍且在短期内也不会改变。养老问题给家庭和社会带来很大的压力，因此急需一种先进手段以解决我国养老问题。

目前养老护理主要手段是居家养老、儿女陪伴护理，技术上是以人工为主，但对于失能或者半失能老人，人工手段存在劳动强度大、繁琐复杂、心理负担重等问题。近年来人工智能技术发展迅猛，因其智能化、信息化的优势，在养老领域取得不错的效果［2］，不断涌现出各种功能的护理机器人以满足不同老年个体的需求。本文主要就人工智能技术在养老护理行业中的实际运用和发展趋势做出探析，研究目前人工智能技术在养老护理领域的实际运用情况、所获得的进展、起到的效果和存在的问题，并对其发展做出了预测，旨在促进人工智能技术在养老护理中更好地应用，为养老护理行业的发展提供一定参考。

一、人工智能概述

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是在计算机科学、控制论、信息论、神经心理学、哲学、语言学等多种学科研究的基础上发展起来的一门综合性很强的交叉、前沿学科。其内容主要包括：数据运算、自然语言处理、机器学习和信息提取、数据处理技术、计算机视觉、自动推理和检索技术、智慧机器人、自主编程、专家系统等方面［3］。它自1956年诞生以来，随着计算机和集成电路等技术的高速发展，现已上升为国家科技发展战略。2017年我国颁布的《新一代人工智能发展规划》以及《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018—2020年）》提出重点发展人工智能技术，指出要不断推行和运用人工智能模式下的治疗护理新手段、新模式，并且搭建精准快速的智能医疗体系。人工智能在医疗健康领域中发展迅速、应用日益广泛，但与发达国家还存在差距，在性能方面还需要很大的提升，需要计算机软件、硬件方面的专家、医学专家、数学专家等的共同努力，需要跨领域、多学科通力协作。

二、人工智能技术在养老护理中的应用现状

（一）生活照护

失能老年人在日常生活中特别需要护理人员的照护。每日饮食是照护对象最主要的活动之一，因此护理人员必须耗费巨大的时间精力与照护对象交流，如了解照护对象最喜欢的食物、合适的喂食时间等。英美等先进发达国家也纷纷研发出各类饮食护理机器人，极大地便利了失能化老年人的生活，饮食护理机器人［4］主要使用语音识别技术和视觉辨识技能来与老年人进行交流并进行喂食。日本神奈川工科大学研制出了一款专门面向四肢瘫痪患者的食物辅助机器人系统，为四肢偏瘫人士提供了便利的助餐环境［5］，有效减轻了医院中护理人员的工作压力。人工智能技术也可用来帮助老人洗澡更衣、就寝起床等生活中，如躺椅式洗澡机器人使老人能够在半躺状态下搓背，并智能控制温度和搓背部强度等，还能自行把身体烘干［6］。智能排泄护理仪，能够主动感知人类粪便并对其进行清洗、烘干和计量等，可显著缩短保养时间［7］。对于行动不便的老人，辅助行走机器人［8］的研发和应用为其提供了帮助，使其保持步态平稳、步态功能得到改善、行走更加快捷。机器人Robear［9］还能把失能老年人从病床转移到轮椅上为日常生活进行基本看护。

（二）健康状况监测

人工智能技术能协助护理人员监测老人的健康状况。通过将计算机与医疗仪器、移动计算技术和智能传感器等高新技术相结合，对个人健康信息进行采集、分析与处理，及时判断疾病风险，从而进行个性化、精准化的健康管理与指导，以提高老年人的生活品质［10］。利用智能传感技术，智能可穿戴设备可进行远程监测老年病人，实现了健康监护和疾病的早期筛查。如BASUMA可远程监测老年病人的血氧饱和度、心电图等生理信号，通过蓝牙组网KNOEME可高精度地远程监测心率、体力活动等［11］。医务人员也能够通过远程的人工智能技术与老年病人家属和护理者取得联系，并定期监测身体状态以及用药情况，以便于及时做出护理指导［12］。智能药箱机器人帮助易健忘的老人按时按剂量服药，使老人的安全用药得到保障［13］。利用人工智能技术帮助糖尿病患者监测血糖状况，患者根据血糖情况作出应对措施，以降低发生低血糖或高血糖的风险［14］。

总之人工智能技术在监测老人健康状况中可发挥至关重要的作用，正确利用人工智能技术可帮助老人认识健康问题，做到早发现，早诊断、早治疗。

（三）病情变化预测

老年人的病情具有不稳定性高的特点，因此可将人工智能用于预测老人的病情变化。通过人工智能技术作为远程保健监测平台，能够有效预知慢性病居家老人的病情变化。需要采集大量的病情数据，将病情数据送入智能分类器中训练，将训练好的分类器用于预测病情，再分析病情数据，为有效诊断提供依据。将人工智能技术用于远程监测系统，可有效预测患慢性病居家老人的病情变化。美国的调查研究［15］表明，根据居家哮喘患者的每日自我报告，该远程监测系统预测哮喘发作的准确率为80％。Fernandezgranero等（2018）［16］对居家慢性阻塞性肺疾病患者进行远程呼吸音记录的研究也表明，远程监测技术可以将对慢性阻塞性肺疾病患儿急性加重时期的预测提前至发病之前四天。人工智能病情预测系统能及早发现病情变化征兆，便于医护人员对患者进行及时治疗，避免患者的病情恶化，应用潜力巨大。但因为技术上的障碍，且需要大量病情资料样本，此预测技术大多处在研究实验期，亟需深入研究以验证其使用有效性。

（四）运动康复训练

将传统康复技术与人工智能结合，可在运动康复训练中发挥重要作用。Rabhi等（2018）［17］研发出一款依据表情操控的智能轮椅，可从不同角度实时识别患者面部表情，给行动不便的老年患者带来便捷和安全。下肢康复机器人［18］可以训练患者的坐卧动作，并利用虚拟现实技术提高患者锻炼的兴趣。李龙飞等（2019）［19］研发出一套脑控主被动协同刺激的下肢康复训练系统，使得脑卒中患者的训练效率和主动参与的积极性有所提高。Polygerinos等（2015）［20］研发的上肢便携式康复训练机器人可用来促进上肢的精细运动，以及协调手指运动，对功能性抓持疾病的患者加强手指康复能力提供了支持。Lopez-Samaniego（2016）等［21］通过研究，表明智能人的生物反馈机理，不仅可以帮助躯体的意识康复，同时有助于制定个体化的精神保健计划和生物疗法。清华大学研制的神经复苏与医学应用训练智能机器人系统、北京大学研制的智能动力小腿义肢“风行者”自动化机器人系列、以及广州傅立叶智能技术公司研制的患者下肢外骨骼机器人Fourier X1系列［22］等对病人的心理健康有较强的促进作用，并可以改善病人的生命品质和社区参与意识。

康复护理机器人促进了康复护理学科的发展，提高了康复训练的效果。随着康复护理学科的发展其研发将会更深入、应用也会日益广泛，对患者心理、生理的健康重建将发挥重要作用，同时还能最大限度地降低护理人员的工作负荷。

（五）智能药物管理

用药错误风险是指由于其他用药相关的一种治疗和干预方式所导致的风险和影响。将人工智能技术应用于药物管理中，可有效预防药物不良事件的发生。机器学习也是帮助辨识因为药物不良事件而产生的易感患者的另一个潜在机制。研究表明，采用机器学习技术能够有效预防、发现并干预急诊科中容易出现的不良治疗事件的老年人，从而改善了急诊科对慢性病患者的管理效率［23］。卓烨烨等（2021）［24］还探讨了基于医疗信息系统的机器学习与临床决策支持系统在抗菌药品控制领域中的应用，可以推动抗菌药品合理应用，从而抑制了微生物耐药性的产生。

（六）智能应急求助

智能应急求助服务系统包含了主动报告、远程控制，以及可穿戴设备的启动和关闭等服务。智能应急求救平台不要求老人进行主动操作，是系统检测到老人情况异常后主动报告，便于有关工作人员上门进行救援。智能终端设备实时收集老年人的健康、生活状况、慢性病以及健康信息，并传送至计算机数据库进行记忆、分类。一旦发现记载、分类的信息与往常不相符或异常的，将主动报警或及时向社会生活保障组织、健康保障组织、子女通报，有关工作人员也会及时赶往事故现场，进行救助。智能老人紧急求助功能，不但可以将相关人员从单一、复杂、单调的监护任务中解放出来，同时也克服了传统监控功能的局限性。对完全具有行为能力的老年人，能够进行自主监控身体状况、病情和生存条件，出现重大异常及时进行报告，并及时获得有关工作人员的及时援助，从而减少了日常生活中出现的各类危险［25］。

（七）智能精神慰藉

智能精神慰藉是指通过智能设备对老年人开展心理咨询、陪伴、聊天、交友、与老年人开展娱乐活动、协助联系子女等。借助人工智能技术可实现老年人足不出户与子女家庭、社会之间的信息连接，并利用虚拟陪伴、娱乐等手段实现老年人的社会需求，从而带来精神抚慰、提升身心健康。养老机器人“左拉”拥有十九种语言的声音合成能力，可针对各种方言的老人，还能够陪伴老人运动、舞蹈、说笑话等［13］。机器猫（NeCoRo）以及机器泰迪熊（CuDDler）都能够很好地照顾老人，可以有效缓解老人孤独寂寞的消极情绪，给长者带来可以陪伴倾诉的精神健康和心灵需求。在和机器人交流过程中，人的社交互动能力增强了，体现在语音、肢体、视觉等三层面，大笑的次数增多，触摸、安抚动物的次数增多等［26］。而和常规的宠物疗法比较，陪伴机器人尚有一些优点，包括环境更清洁、能降低动物感染传染病的可能性，不至于对人体健康产生危害等。

三、人工智能技术在养老护理中的应用效果和存在的问题

（一）应用效果

1.缓解职业压力

人工智能技术可以帮助养老医护工作人员完成日常生活照料、陪伴、娱乐、康复训练、身体监测、应急救助等基础操作。由于工作负担过重，不少照护工作者都有腰痛的职业病，人工智能把养老医护工作人员从焦虑、繁重、琐碎和暴露的日常工作任务中解放出来，从而降低了养老护理人员的工作压力和劳动强度。在人工智能技术的协助下，养老护理人员的工作效率得到极大的提高，工作的繁杂性大大降低，极大地缓解了养老护理人员的职业压力，有助于促进他们的心理和身体健康，达到良好的精神和工作状态。

2.弥补养老护理人力资源的不足

随着人口的负增长，出生人口的减少，社会向养老护理行业注入的人力资源将存在不足，而且对以人工手段为主的养老护理职业将产生不利的影响。由于养老护理职业的特殊性，从事该项工作的意愿也将减弱。目前从事养老护理工作的大多数人员的文化素质不高，养老护理人员的职业素质也有待提高。随着人工智能技术的不断成熟，智能养老产品的不断普及，将会开发出功能强大的护理机器人，以此弥补目前养老护理人员短缺的问题。人工智能技术也可促使养老护理人员不断地学习新技术，掌握人工智能产品的应用，从而提高养老护理人员的职业素质和技能。

3.改变养老护理模式

传统的养老护理模式存在照护效率低、信息传递不畅、耗费时间精力多等不足。人工智能系统的远程监控与消息传递等功能，使得对看护问题的处理空间更广阔、时限更精准、表现形式也更多样化，从传统的面对面接触式看护逐步改变为智慧化远程看护、从体力劳动为主转变为以脑力训练为主。不论是养老机构，还是社区、居家老人，未来都可以通过人工智能技术实时监测老人的生活和健康状况，实时同步信息，家属也可以远程了解老人的情况［27］。使用智能护理机器人可以使被照护的老人更加活跃和自主，减轻了老人的病痛，养老护理更加便利、质量得到提高。

4.实现优质养老护理

传统的人工养老护理，由于人力资源有限、人的情感因素和人的身心会受外界环境干扰等问题，很难实现个性化和精准化的养老护理。人工智能系统将利用更深层次的个体化、灵活性和高反应性护理技术来缓解老年人的不便和病痛，满足老年人的护理需要，从而提升养护效率和决策准确性。根据不同的老年对象，进行个性化的精准照护，在节省养护资源的同时实现高品质养老护理。护理机器人实现对老年人的生活照护、病情变化监测、紧急救助、康复训练和远程监护等功能，极大地弥补了人工养老护理人员工作上的不足，实现了优质养老护理。

（二）存在的问题

1.存在技术瓶颈

目前人工智能养老护理产品功能较单一，综合应用能力不强，主要针对老年人的共性问题研发产品，个性化产品研发不足，个性化服务效果较差，对真实的临床场景适应能力差。与其他服务类机器人市场相比，老年护理机器人尚未成熟，但人工智能技术已成功涉足于该领域，从长远发展来看，其前景令人期待和鼓舞。

2.缺乏管理法规

目前还没有形成统一的对人工智能技术实现有效性的评估准则，但不排除在目前的研究结论中出现了商业利益驱动因素［28］。同时缺乏人工智能技术在养老护理中应用的规范，开发护理机器人的技术标准，护理机器人的管理规范等。

3.产品价格偏高

由于智能养老护理产品功能强大、技术复杂，因此护理产品存在价格昂贵的问题。护理机器人等高端产品动辄十几万元，使得养老机构和个人客观上选择智能护理产品的能力下降。受制于高价格因素，目前个人或家庭对智能护理机器人的需求量远不如养老院等机构。

4.存在一定的伦理风险

人工智能需要面对大量的数据信息，这些信息涉及老人的隐私，并存在泄漏的风险。一定程度上限制了老人的自由和社交空间，弱化了老人的尊严。减少了护患双方的情感交流，病人容易产生孤独与自卑。由于病人的主观意志有时候也会与在人工智能辅助下的护理策略发生矛盾，因此关于自主意志和护理策略之间失衡的伦理问题还缺乏普遍和深刻的研究［29］。另外，要考虑对老人身心健康可能产生的伦理道德风险，护理机器人产品的开发需要遵循“机器人伦理准则”。

5.技术安全不能完全保障

人工智能技术会带来安全风险，规范安全问题的法律法规远远滞后于人工智能技术的更新。智能护理机器人若出现差错或事故，责任方不明确，责任界限不清晰，消费者维权渠道不畅通、权益不能得到保障。人工智能系统收集的大量数据涉及消费者的隐私，一旦泄露，会给消费者带来不利的影响和损失。

四、人工智能技术在养老护理中的发展展望

（一）引起养老护理领域的变革

养老护理人员应做好工作理念、工作模式转变的思想准备。从理论层面上，要对养老护理及其内在信念、价值、假设和一些概念框架重新定义。在实际工作中，必须学习先进的智能养老设备的使用，对这些智能产品有必要了解和熟悉，也要随之改进护理措施和内容。养老护理人员要有接受这种新生事物、适应时代发展的思想准备，需要不断提高自身业务能力和创造力，将基于人工智能技术的养老服务由被动变为主动。

（二）推动人们的技能向偏好型科技变革

在大数据时代，多元学科的交叉技术背景下，要求养老护理人员加强转型学习、拓宽知识领域，除了提高养老护理专业知识水平以外，尚有需要做好对数学、统计学、计算机、法律等基础知识的储备，因为人工智能在养老护理领域的应用涉及计算机、伦理学、法学等不同学科，需要多学科共同协作，以解决不断涌现的各种问题。

（三）以解决应用中存在的问题为目标

科技人员、养老机构及政府有关部门，从技术创新、监管体系与政策引导等方面解决人工智能技术在养老护理中所面临的问题。解决技术瓶颈，调整到合适的价格，健全相应的规章制度，尊重老人的隐私权。完善相关的法律法规，明确人工智能的法律身份及出现失误时承担法律责任的主体。保护好老人的医疗数据信息，引导老人积极参与社会活动。

（四）构建“人工智能+养老”服务模式

传统养老服务模式存在较多不利因素，限制了现代老年人对养老服务的需求，因此将人工智能技术融入到养老服务中显得至关重要，构建“人工智能+养老”服务模式势在必行。“人工智能+养老”服务模式在提高养老服务质量、提高养老服务的监管效率、满足老年人精神需求和丰富养老服务内涵等方面表现出极大的优越性。

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［责任编辑：李仲先］

Application and Prospect of Artificial Intelligence in Elderly Care

LUO Shan1， LIU Jihong2

（1.School of Electrical and Information Engineering， Panzhihua University， Panzhihua， 617000，Sichuan；

2.School of Health and Wellness， Panzhihua University， Panzhihua， 617000，Sichuan）

Abstract：The theory and technology of artificial intelligence （AI） are becoming increasingly sophisticated， whose primary goal aim at allowing machines to perform complex tasks on behalf of humans. The marriage between AI technology and elderly care effectively addresses the limitations of traditional elderly care models and significantly promote the development of the elderly care industry .The applications of AI in elderly care encompass daily living assistance， health account monitoring， disease progression prediction， physical rehabilitation training， and intelligent medication management. Currently， AI applications have achieved many successes in alleviating professional stress， compensating for the shortage of human resources in elderly care， and transforming elderly care models. However， challenges are also found including the limited functionality of intelligent elderly care products， absence of managerial regulations， high costs， incomplete technical security guarantees， and ethical risks. Despite of these issues， AI in elderly care represents a promising and rapidly developing new being. In the future， efforts should be made to enhance the understanding of AI， address existing issues， and actively promote the application of AI in elderly care.

Keywords：artificial intelligence; elderly care; nursing robot; rehabilitation; daily living assistance