机器人的发展将会惠及生活的各个方面，第四届中国机器人峰会因特设了九大专题性论坛，邀请行业内权威专家共同探讨机器人与人工智能的发展相关问题。

今天与大家分享的是“医疗护理机器人”论坛中，河北工业大学机器人感知与人机融合河北省重点实验室主任郭士杰教授的演讲《移乘搬运护理机器人研发》。在老龄化日趋严重的今天，怎样才能完善养老事业，是每个人都关心的话题。郭教授讲解了他们团队所做的移乘搬运护理机器人，让大家看到了未来养老、医疗的光明前景！

郭士杰，长期从事高科技养老助残、无束缚健康状态监测方面的研究工作，曾获日本机械学会最佳话题提供者奖、日本叶轮机械学会挑战者奖、理化学研究所理事长贡献表彰、SICE 2013年优秀演讲论文奖；申请专利60余项，其中已授权专利19项；参编著作2部；主持科研项目13项。

以下是演讲全部内容：

今天我给大家讲一讲，我们团队做的移乘搬运护理机器人。

移乘搬运护理机器人研发背景

中国急速地进入老龄化，而且是未富先老。很多发达的西方国家，他们是已经富裕起来了再老，压力就小多了。我们国家现在年龄在60岁数以上的老人，就有16%左右，到2050年超过30%，三个人里面就有一个老人。

社会老龄化会带来什么问题？首先是空巢老人更多，而DGP也发展不了那么快，年轻人赡养老人的压力会很大。而且老人病了以后到医院床位不够，在家里年轻人少老年人多，服侍老人的工作就得不到满足。原因是多方面的。

怎么解决这个问题呢？如何改变这个现状呢？就是利用机器人技术，把护理人员或者家庭人员从繁重的护理工作中解放出来，更重要的是满足被护理人精神上和身体上的护理需求。我们可以通过在国外学习的经验，在国内带动一个科技养老产业的形成。

护理需求非常大，可以分三块，一个是精神慰籍，一个是生活照顾或者移动辅助，还有就是健康管理，这是养老的三大块。其实养老护理和助残护理是不一样的。年轻人在精神慰籍、情感交互方面需求不是很强烈，你可能给他一个手机，他就不孤独了。但是老人不行，你不管给他多先进的东西，他还是感到孤独，他希望跟孩子聊天，所以说为了满足老人这个需求，现在有研究绘画机器人、宠物机器人，如机器人狗，不过到现在也没有寿命能达到3个月以上的产品，希望可以和人工智能方面的专家合作，推进这方面的研究。

我们也在做生活照顾和移动辅助这些方面的工作，再有就是健康管理。老人最容易产生心血管系统、呼吸系统还有排泄系统三大方面的病。为此，我们也研究智能护理床，躺在上面就可以感知人的生理状态，并且利用机器人技术做出一定的判断。

今天我主要是想给大家讲一讲，我们做的移动辅助方面的工作。

我们做过一个调查，走访了近30家的养老院和医院，采访了100多个护理人员，我问他们，如果有一台机器人帮你做这个护理工作，你最希望他做什么（护理包括生活辅助、生活照顾和移动辅助，也包括方方面面的事情，比如说医护人员搬运、换床单、扶起、洗澡、喂饭、排泄处理等），回答最多的是搬运，搬运是最耗体力的。在医院或者是养老院，现在还是人工服务为主。平均一个护理中心，每天要搬运40次老人，造成68.8%的护理人员有腰疼病。  

再讲一讲居家需求，老人在家里生活，移动位置主要是沙发、厕所、洗澡间、食堂，还有自己的卧室、阳台，当然还要离开家里到外边散散步、买东西。怎么样完成把人移动到轮椅上去，现在的做法，主要是搀扶或者背到智能轮椅上。但就目前的技术来说，成本高，还有很多安全问题因素。但我一点也不怀疑，将来拟人机器人会逐渐加强，帮我们处理这些生活上的照顾或者情感上的交互。

这种挑战一定有人在做，今年峰会展览的就有拟人的机器人。但是拟人机器人也有很多问题，现在技术还不够成熟，它的表情可能是呆滞的，智能达不到人的水平。还有机器人走进家庭，它该是机器的样子，还是人的样子？我觉的我们应该从伦理、心理、社会学的角度去研究这个问题。

移乘搬运护理机器人的结构与功能

接下来介绍一下我们现在做的移乘搬运护理机器人。它拥有声源定位功能，它知道声音来自哪个方位，然后用它自身的视觉传感器识别人的姿态，并根据人的姿态伸出柔性手臂，把人抱起来，移动。还有一个底座支撑，不让人掉下来，然后把人放到厕所便坐上去，也可以放到沙发等需要放下的位置。但是目前这一款机器人，主要是实现患者、被护理人坐姿的需求。

移乘搬运护理机器人的功能主要是在室内较小的空间灵活移动，还有就是在床铺、沙发、轮椅，座椅、餐桌、卫生间、马桶等生活用具之间进行移动。你可以为这款机器人建立家庭的地图，说去厕所，机器人知道厕所在哪里自动去，你也可以自己操纵。还有就是老两口互相照顾的时候，或者是在医院护士背不动、抱不动的时候，可以直接操纵手柄，也可以用摇控器来操纵这个机器人。自主移动的时候它需要感觉到周围的环境，自主的路径规划，还有一点，确保被护理人的安全也是它的使命。它能够感知被护理人的姿态和受力，从而判断这个被护理人是不是处于安全状态，如果不是处于安全状态，它可以做位姿的调整。

移乘搬运护理机器人的核心就是把人背起来的时候舒适和安全，如何做到这一点？我们研究了人背人是个什么样的动作，从这类角度出发，看一看机器人主要的构成，有两个腋下支撑，两条柔性臂搂着腰，这些都是起着一个定位和辅助支撑保护作用，它不可能承受太大的重量，如果是腋下卡一个东西，把你卡起来的话，你会非常不舒服，甚至脱臼。主要的承受重力还是在胸上，就像人背人，它在一个周期的背起动作或者放下动作的时候，胸口中间的XY坐标，还有角度坐标该怎么设计，这些就是这款机器人设计核心问题。现在我们仍然还有很多工作要做，我希望再向前推进到更高水平。

背起来的时候，必须靠胸口来支撑体重，但是移动的时候就不能靠胸口，重量一直承受在胸上的话，一般的被护理人、老人是承受不住，他觉得非常不舒服，而且即使人背人，在医院里、在护理中心发生肋骨折断或者是闷气这种事故也屡见不鲜。所以，就必须靠座位来承受重量，否则就非常不舒服，可能还会出事故。

我们这款机器人在移动的时候它有一个底座，这个底座是自动收起和放开。在什么样的时刻收起放开？它其实能够感知这个人的姿态，它靠触觉和这个人本身的体重、身高这些信息来感知这个人的姿态，什么样的姿态需要支撑的时候它就出来，什么样的姿态不需要它就收起来，实现自动控制的效果。

还有它有手柄，这个手柄作用有：一、起一个把持和安心的作用，人在移动的时候，手需要握着东西，否则你会非常不安，特别是老人，需要给他安心感；二、它可以起到一个操纵的作用；三、腋下支撑，主要是起到定位和辅助支撑的作用，就跟拐杖一样，也主要是安心和安全。

再就是活动脚踏板。脚踏板可以根据人的状态、姿态和人的生理特征，就是脚的长度、腿的长度，可以前后自动调整。还有一个就是像三轮车的移动平台，我们目前是这样一个设计，两个主动轮一个从动轮。将来为了进一步的实用化，还必须考虑要能自动改变重心的、更为有利于移动、扩展范围小的一些移动机构。这款机器人总重95公斤，最大高度是1640毫米。这个最大高度也是要满足从1米5到1米85身高段的人，最大的纵身是950毫米，我们还要继续把它压缩，通过改建机构，改变稳定性。最大走行速度是0.7米/秒，确保安全性。

我们下面谈一谈这款机器人，名字叫白泽。白泽具有中国特色，是一个传说中比较吉祥而且有智慧的动物，只为人民服务，所以我们就用这个名字。它具有避障功能、语音识别、声源定位功能，具有视觉识别系统，可以识别人的姿态。移动过程中，胸口上带有柔性的触觉传感器，可以感知到压力分布，以及人的身高体重的信息，机器人就可以自动计算人的姿态，调整自身的动作。

我们这款机器人是一个概念，有初步的原理验证样机，还有很多科学问题，比如如何实现安全、舒适等，还需要不断推进，大概需要3年的时间吧，我们有信心把它完成，谢谢大家。