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医疗机器设计与开发：面向老年人的康复辅助设备研究｜绿创设计

随着社会的发展和人口老龄化的加剧，老年人的健康问题日益受到关注。康复辅助设备作为一种重要的医疗手段，对于提高老年人的生活质量、促进康复具有重要意义。本文将对面向老年人的康复辅助设备的设计与开发进行研究。

医疗机器设计与开发 绿创设计

一、老年人的康复需求

老年人由于身体机能的衰退，往往面临着各种健康问题，如行动不便、肌肉萎缩、关节疼痛等。因此，他们对康复辅助设备的需求主要包括以下几个方面：

1. 行动辅助：帮助老年人行走、上下楼梯等，提高其行动能力。

2. 康复训练：提供针对性的康复训练，促进肌肉力量和关节灵活性的恢复。

3. 安全保障：确保老年人在使用设备时的安全，防止摔倒等意外事故的发生。

4. 便捷易用：设备操作简单方便，易于老年人使用。

二、康复辅助设备的设计原则

1. 人性化设计

充分考虑老年人的生理和心理特点，设计出符合他们需求的设备。例如，设备的尺寸和重量要适中，便于老年人操作和携带；操作界面要简洁明了，易于理解和操作。

2. 安全性设计

康复辅助设备的安全性是至关重要的。在设计过程中，要充分考虑设备的稳定性、可靠性和防护措施，确保老年人在使用过程中的安全。例如，设备应具有防滑、防摔等功能，同时要配备紧急制动装置，以便在紧急情况下能够及时停止设备。

3. 个性化设计

不同的老年人有不同的康复需求和身体状况，因此康复辅助设备应具有个性化设计。可以通过调整设备的参数和功能，满足不同老年人的需求。例如，对于行动不便的老年人，可以提供不同程度的助力；对于肌肉萎缩的老年人，可以提供针对性的康复训练方案。

4. 智能化设计

随着科技的不断发展，智能化设计已经成为康复辅助设备的发展趋势。可以通过传感器、物联网等技术，实现设备的智能化控制和监测。例如，设备可以根据老年人的运动状态自动调整助力大小，同时可以将老年人的康复数据上传到云端，方便医生和家人进行远程监测和管理。

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三、康复辅助设备的开发流程

1. 需求分析

通过市场调研、用户访谈等方式，了解老年人的康复需求和痛点，确定设备的功能和性能要求。

2. 概念设计

根据需求分析的结果，进行设备的概念设计。包括设备的外观、结构、功能等方面的设计，同时要考虑设备的可行性和成本效益。

3. 详细设计

在概念设计的基础上，进行设备的详细设计。包括机械结构设计、电气控制系统设计、软件设计等方面的工作。同时要进行设备的样机制作和测试，验证设备的性能和可靠性。

4. 生产制造

在详细设计完成后，进行设备的生产制造。包括零部件采购、加工制造、装配调试等方面的工作。同时要进行设备的质量检测和认证，确保设备的质量符合相关标准和要求。

5. 市场推广

在设备生产制造完成后，进行市场推广。包括制定市场推广策略、开展宣传活动、建立销售渠道等方面的工作。同时要收集用户的反馈意见，不断改进和完善设备的性能和功能。

四、未来发展趋势

1. 多功能集成化

未来的康复辅助设备将越来越趋向于多功能集成化。可以将行动辅助、康复训练、安全保障等多种功能集成在一个设备上，提高设备的实用性和便捷性。

2. 智能化程度提高

随着人工智能、物联网等技术的不断发展，未来的康复辅助设备将更加智能化。可以实现设备的自主学习、自适应控制和远程监测等功能，为老年人提供更加个性化、高效的康复服务。

3. 个性化定制

未来的康复辅助设备将更加注重个性化定制。可以根据老年人的身体状况、康复需求和生活习惯等因素，为他们量身定制专属的康复辅助设备，提高设备的适用性和效果。

4. 可持续发展

未来的康复辅助设备将更加注重可持续发展。可以采用环保材料、节能技术等，降低设备的能耗和环境污染，同时要考虑设备的可回收性和再利用性，实现资源的循环利用。

总之，面向老年人的康复辅助设备的设计与开发是一个具有重要意义的研究领域。通过人性化、安全性、个性化和智能化的设计原则，以及科学合理的开发流程，可以开发出更加符合老年人需求的康复辅助设备，为他们的健康和生活质量提供有力保障。同时，随着科技的不断发展，未来的康复辅助设备将呈现出多功能集成化、智能化程度提高、个性化定制和可持续发展等趋势，为老年人的康复事业带来更加广阔的发展前景。

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「深圳绿创工业设计有限公司22年专注医疗美容健康品类创新、开发、落地，设计覆盖产品开发全产业链：设计分析、外观设计、结构设计、界面设计、样机制作、模具开发。长期服务：冠舟科技、科创医疗、瑞德医疗、阳普医疗、诺万医疗等。」

文章来源：http://www.green-id.com/

AI也能照顾老人！三位博士开发的产品，能防跌倒还能检测老年痴呆

作者丨博雯

编辑丨海腰

图源丨Midjourney

现在，AI对于物理世界的影响正日渐广泛，而智能看护正是其中一个应用方向。

近日，由香港中文大学及香港科学园孵化的初创公司，物启科技（ThingX）开启了新一轮天使轮融资。

团队最早在2022年露面，由顶尖AI大牛，IEEE Fellow邢国良作为首席科学家背书，一时受到不少瞩目。

在去年一年，他们接连推出了跌倒检测产品和阿尔茨海默病检测产品，并在越南ICTComm 2023、香港中文大学第三届创新日等科技展会上露面。

而进入2024年，团队的产品已开始正式交付。

在家庭护理上，物启科技瞄准的显然是老年人群体。

目前的智能养老设备按功能可以细分为康复、护理和陪伴三大类。

其中护理类设备主要是通过解决起居问题，如通便、防摔检测、老年病预防等等，来减轻护理人员的负担。物启科技目前主推的产品Collie R1就属于这一类。

热成像跌倒检测仪Collie R1，无需读取面部信息，也无需佩戴额外的设备，在用户可能跌倒之前，系统就会通过Wifi自动向后台软件发出警报。

产品雏形最早在去年6月的ICTComm 2023，也是当前越南最有号召力的ICT科技展会上出现。

当时的现场介绍里提出，采用低分辨率热成像传感器提供稀疏数据信息主要是为了数据隐私，但同时也会影响事件检测的准确率，这也是当时的主要技术难点。

为了解决这一问题，团队深入研究了广义RGB视频理解领域的方法，并将其应用于热成像新数据处理中。

同时，他们开发了针对热成像数据的基础大模型，专门用于训练和优化热成像低分辨率数据，以平衡事件检测的准确率和误报警率。

除此之外，家庭看护领域中的大量异构数据也是模型训练的难点之一，比如通过毫米波雷达、热成像，Wifi数据等各种类型的传感器得到的人体的生理特征、生活习惯、运动、心理状态等数据。

为了更有效地整合和对齐这些异构数据，物启科技团队以异构计算单元的分布式推理为核心技术栈，面向AIoT（人工智能物联网）传感器方向调整大模型，使其能够从感知层更好地理解人类意图。

基于24GHz毫米波雷达传感器、低分辨率热成像传感器增强技术，以及本地实时AI技术，Collie R1在远距离、无接触、实时看护独居老人的跌倒预警上，可以达到大于98%的准确率和小于2%的误报率。

在去年9月，物启科技正式交付了首份香港地区的Collie R1订单。

根据官方信息，Collie R1已在香港本地学校、商圈及养老院进行设备部署，并得到东南亚及欧洲区域超1万的意向订单，毛利率可达到70%-80%。

物启科技的下一代产品将会涉及更多的生命健康信息，如用户的心跳呼吸、睡眠质量、情绪压力等等，把慢性病预诊断和健康管理等功能也整合进产品。

在近期接受采访时，物启科技透露，首席科学家，香港中文大学教授邢国良带领的CUHK AIoT Lab（人工智能与物联网实验室）已经研发出首个用于阿尔茨海默病检测的多模态AI系统。

这一系统可以实时监测用户睡眠质量、情感波动、心率呼吸、周边环境等信息，通过自然语言、结合用户习惯生成个性化的诊断报告，针对可能发生的疾病进行科学预测。

在2022年2月22日，“物启科技 THINGX TECH”官方公众号发布了第一条消息。

最早的简介里表示，公司旨在为物联网设备提供一站式AI解决方案，为工业和消费市场定制系统产品。

物启科技团队不到20人，核心成员目前有三位，都属于香港中文大学。除了创始人兼首席科学家邢国良之外，就是差了一级的CTO谢志渊和CEO赵之赫。

2014年，赵之赫进入了西交利物浦大学，大二时休学创业，加入了校友的智能家居创业团队，负责市场营销和部分技术工作，并参加了苏南全球创客大赛。

这一年使得赵之赫学会了Arm-Linux环境的嵌入式开发、WiFi模块开发等技术，而在与市场和用户的沟通中，赵之赫也逐渐明确了自己的兴趣和目标。

休学一年后，赵之赫重返大学，并从电气与电子工程系通信工程专业转到了计算机科学与技术专业。

大三下学期，赵之赫和同学又开始了一个新的物联网项目，在项目指导老师的推荐下，他和团队得到了前往美国参加ACM/IEEE物联网设计与实施国际会议（IoTDI）的机会。

2018年是ACM/IEEE IoTDI第三届会议，赵之赫团队是当时唯一一组本科生团队。

图源西交利物浦大学官网，左一为赵之赫

也是在这一场会议中，赵之赫结识了现任香港中文大学工程学院信息工程学系教授的邢国良，他的研究方向包括物联网系统、智能健康、传感器网络、低功耗无线网络等，谷歌学术被引用量超过1.2万次。

在本科时期，赵之赫争取到了邢国良名下的暑期科研项目。之后又在他的推荐下，于2019年进入了美国杜克大学，获得了计算机工程专业的硕士学位。

2021年，赵之赫进入香港中文大学，攻读信息工程专业的博士学位。

从官方公众号信息来看，邢国良与赵之赫最早在2021年就开始组建团队。

团队在2021年11月加入了香港科学园为期3年的创业培育计划 （Incubation Programme），在2022年又加入了由阿里巴巴、商汤科技、香港科技园公司联合创立的HKAI LAB加速初创企业发展计划。

2023年中旬，赵之赫开始担任CTO。当年6月，他带领团队参加了由越南资讯通讯部、工业贸易部等主办的ICTComm 2023，并在会上两项自研技术。

一种是上文提到的，产品Collie R1雏形的基于毫米波雷达与热成像融合的老人跌倒检测方案。

另一种则是专为老年人设计的虚拟助手型边缘设备CaringGPT Model，可以通过模型量化编译技术使模型在本地运行，更好地保护用户隐私。

2023年7月，物启科技与香港匡智会达成初步的合作意向。

同年9月，公司在香港著名残障人士服务机构，扶康会交付了他们的首笔商业订单，安装了智能跌倒检测仪。

直到今年1月，公司CTO转由2023年博士毕业的谢志渊担任，赵之赫担任CEO。

谢志渊本科毕业于北京大学计算机科学专业，在2019年进入香港中文大学攻读博士，从事智能传感系统方面的研究。

公开数据显示，我国居家健康检测平台市场规模为2.48亿美元，市场销售额达到33.06亿美元，预计2028年可突破百亿美元市场。

而其中，智能医疗产品市场预计在预测期内复合年增长率为8.5%，尤其在疫情之后，智能医疗保健产品的需求激增。

疫情的来临，2022年AI领域的技术革新，都使得养老服务领域在近两年对技术创新与应用展现出了空前的热情。

而全球人口老龄化的普遍趋势，则使得传统养老服务模式的改进几乎成为了一种必然。

整体来看，整个智能医疗行业目前还在成长期。在智能手表、计步器、活动追踪器这种经典款之外，更多的参与者希望结合大数据、云计算、AI等新一代信息技术，推出更加智能的设备。

如2021年1月，苹果就与生物技术公司Biogen合作研究，推出了一项可以及早检测认知障碍迹象的可穿戴设备。

2021年11月，跨国巨头霍尼韦尔推出了实时健康监测系统（RTHMS），这是一个智能边缘到云通信平台，能够对患者进行远程实时监测，提高护理工作的效率并简化流程。

不过，智能产品的实用性和高成本也是其中不可忽略的问题。

比如，物启科技在去年7月宣布与香港匡智合作时，客户就提出，架设设备的场地在山上，网络信号不好，依赖网络的警报系统会存在非常严重的延误以及漏报问题。

对此，团队开发了离线警报系统，当检测到意外即会通过离网无线通讯设备发出警报，同时通过Wifi自动向养老机构的后台软件或App发出警报。

除了产品本身的好用程度，一旦涉及到医学与人体健康，另一个问题则是监管和合规障碍。

当前全球各地区都有着不同的医疗保健法规，确保数据隐私，维护敏感患者信息的安全、谨慎专业的护理能力，都仍都是需要在合规措施和复杂的法律框架方面进行大量投资的问题。

更何况，无论产品是康复、护理和陪伴，本质上都是一种智能化的养老服务。

这种高科技产品是否会使独居老人产生排斥心理，又是否真的能为老人提供实际的生活协助，尚未得到大规模的验证。